ఓహ్మ్స్ లావ్: ఇది ఎలా పనిచేస్తుంది (సూత్రం మరియు ఓహ్మ్స్ లావ్ త్రిభుజం)

Electrical4u

ఫీల్డ్: ప్రాథమిక విద్యుత్‌కళా శాస్త్రం

China

ఓహ్మ్ నియమం ఏంటి?

ఓహ్మ్ నియమం అనుకున్నది, ఏవైనా వాహక ద్వారా ప్రవహిస్తున్న విద్యుత్ ప్రవాహం, దాని చివరల మధ్య ఉండే పోటెన్షియల్ వ్యత్యాసం (వోల్టేజ్)కు నుండి నేరంగా సమానుపాతంలో ఉంటుంది, వాహక యొక్క భౌతిక పరిస్థితులు మారకుండా ఉన్నప్పుడు.

ఇతర మార్గంగా చెప్పాలంటే, వాహక యొక్క రెండు బిందువుల మధ్య ఉండే పోటెన్షియల్ వ్యత్యాసం మరియు అందు ప్రవహిస్తున్న ప్రవాహం యొక్క నిష్పత్తి స్థిరంగా ఉంటుంది, భౌతిక పరిస్థితులు (ఉదాహరణకు, తాపం మొదలైనవి) మారకుండా ఉన్నప్పుడు.

గణితశాస్త్రానికి, ఓహ్మ్ నియమం ఈ విధంగా వ్యక్తపరచబడవచ్చు,

$\begin{align*} I \propto V \end{align*}$

పై సమీకరణంలో సమానుపాతం స్థిరాంకం, రోధం R ని చేర్చినప్పుడు, మనకు కింది విధంగా వస్తుంది,

$\begin{align*} I = \frac{V}{R} \,\, or \,\, V = I * R \end{align*}$

ఇక్కడ,

R వాహకం యొక్క రోధం (ఓహ్మ్లలో, $\Omega$ ),
I అనేది కారకం దాటిన ప్రవాహం ఆంపీర్లు (A) లో,
V అనేది కారకం యొక్క వోల్టేజ్ లేదా పోటెన్షియల్ డిఫరెన్షియల్ వోల్ట్లు (V) లో కొలపబడుతుంది.

ఓహ్మ్ నియమం అనేది బోధాయం ప్రవాహం (DC) మరియు పరివర్తించే ప్రవాహం (AC) రెండింటికీ అనువదిస్తుంది.

శక్తి విభేదం లేదా వోల్టేజ్ (V), ప్రవాహం (I) మరియు ప్రతిరోధం (R) మధ్య ఉన్న సంబంధాన్ని జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త జార్జ్ సైమన్ ఓహ్మ్ మొదటిగా కనుగొన్నారు.

ప్రతిరోధం యొక్క యూనిట్ ఓహ్మ్ (Ω) అనేది జార్జ్ సైమన్ ఓహ్మ్ తో పేర్కొనబడింది.

ఓహ్మ్ నియమం ఎలా పనిచేస్తుంది?

ఓహ్మ్ నియమం ప్రకారం, కారకం లేదా ప్రతిరోధకం యొక్క రెండు బిందువుల మధ్య ప్రవహించే ప్రవాహం వోల్టేజ్ లేదా పోటెన్షియల్ డిఫరెన్షియల్ యొక్క వ్యత్యాసానికి నేర్పుగా నిలబడుతుంది.

కానీ... దానిని అర్థం చేసుకోవడం కొద్దిగా కష్టంగా ఉంటుంది.

కాబట్టి, కొన్ని అనుకులాన్నికి ద్వారా ఓహ్మ్ నియమాన్ని మరింత ఉపలపడం వీలు చేయండి.

ఉదాహరణ 1

బ్లాక్ యొక్క ఎగువలో ఒక నీటి ట్యాంక్ ఉన్నట్లు అనుకుందాం. ట్యాంక్ యొక్క దాటలో ఒక హోస్ ఉంది, క్రింది చిత్రంలో చూపించబడినట్లు.

Analogy 1.png

హోస్ చివరిలో ఉన్న నీటి ప్రభావం (పాస్కల్ల్) విద్యుత్ పరికరంలో వోల్టేజ్ లేదా పోటెన్షియల్ వ్యత్యాసానికి అనురూపం.
నీటి ప్రవాహ రేటు (సెకన్లో లీటర్లు) విద్యుత్ పరికరంలో విద్యుత్ ప్రవాహం (సెకన్లో కులాంబ్స్) కి అనురూపం.
నీటి ప్రవాహానికి అవరోధం చేసే విధానాలు, ఉదాహరణకు పైపులలో ఉన్న ఛేదనాలు, విద్యుత్ పరికరంలో రెసిస్టర్లకు అనురూపం.

కాబట్టి, ఛేదనాల యొక్క నీటి ప్రవాహ రేటు, ఛేదనాల యొక్క నీటి ప్రభావం వ్యత్యాసానికి అనుక్రమంలో ఉంటుంది.

అదే విధంగా, విద్యుత్ పరికరంలో, రెండు బిందువుల మధ్య కాండక్టర్ లేదా రెసిస్టర్ ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్ ప్రవాహం, కాండక్టర్ లేదా రెసిస్టర్ యొక్క వోల్టేజ్ లేదా పోటెన్షియల్ వ్యత్యాసానికి అనుక్రమంలో ఉంటుంది.

నీటి ప్రవాహానికి అవరోధం చేసే విధానాలు, పైపు పొడవు, పైపు పదార్థం, ట్యాంక్ యొక్క ఎత్తుపై ఆధారపడి ఉంటాయని చెప్పవచ్చు.

అదే విధంగా, విద్యుత్ పరికరంలో, విద్యుత్ ప్రవాహానికి అవరోధం చేసే విధానాలు, కాండక్టర్ యొక్క పొడవు, కాండక్టర్ యొక్క పదార్థంపై ఆధారపడి ఉంటాయని ఓహ్మ్ చేసిన పని విధానంలో చెప్పబడింది.

ఉదాహరణ 2

హైడ్రాలిక్ నీటి పరికరం మరియు విద్యుత్ పరికరం మధ్య ఒక సరళ ఉదాహరణ క్రింది చిత్రంలో చూపించబడినది. ఇది ఓహ్మ్ లావ్ ఎలా పనిచేస్తుందనే విషయం వివరిస్తుంది.

Analogy 2.png Analogy 2.2.png

చూపించబడిన విధంగా, నీటి ప్రభావం స్థిరంగా ఉంటే మరియు అవరోధం పెరిగినట్లయితే (నీటి ప్రవాహానికి అవరోధం చేసే విధంగా), అప్పుడు నీటి ప్రవాహ రేటు తగ్గుతుంది.

అదే విధంగా, విద్యుత్ పరికరంలో, వోల్టేజ్ లేదా పోటెన్షియల్ వ్యత్యాసం స్థిరంగా ఉంటే మరియు రెసిస్టన్స్ పెరిగినట్లయితే (విద్యుత్ ప్రవాహానికి అవరోధం చేసే విధంగా), అప్పుడు ప్రవాహ రేటు విద్యుత్ ఆధారం, అనగా విద్యుత్ ప్రవాహం తగ్గుతుంది.

ఇప్పుడు, నీరు ప్రవహించే వ్యతిరేక స్థిరంగా ఉంటే మరియు పంప శక్తి పెరిగినప్పుడు, నీరు ప్రవహించే దరం పెరుగుతుంది.

అదే విధంగా, ఒక విద్యుత్ సర్కీట్లో, రోధం స్థిరంగా ఉంటే మరియు పొటెన్షియల్ వ్యత్యాసం లేదా వోల్టేజ్ పెరిగినప్పుడు, విద్యుత్ చార్జ్ ప్రవహించే దరం, అనగా కరెంట్ పెరుగుతుంది.

ఓహ్మ్ నియమం ఫార్ములా

వోల్టేజ్ లేదా పొటెన్షియల్ వ్యత్యాసం, కరెంట్, రోధం మధ్య ఉన్న సంబంధాన్ని మూడు విధాలలో రాయవచ్చు.

మనకు ఏవైనా రెండు విలువలు తెలిసినట్లయితే, మనం మూడవ తెలియని విలువను ఓహ్మ్ నియమం ద్వారా లెక్కించవచ్చు. అందువల్ల, ఓహ్మ్ నియమం విద్యుత్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్ సూత్రాల్లో మరియు లెక్కలలో చాలా ఉపయోగపడుతుంది.

మనకు తెలిసిన విద్యుత్ ప్రవహించే దరం మరియు తెలిసిన రోధం ఉన్నప్పుడు, రోధం మీద జరిగే వోల్టేజ్ పతనాన్ని ఈ సంబంధం ద్వారా లెక్కించవచ్చు

$\begin{align*} V = IR \,\, i.e., \,\, Potential \,\, Difference = Current * Resistance \end{align*}$

మనకు తెలిసిన వోల్టేజ్ ఒక తెలిసిన రోధం మీద ప్రయోగించబడినప్పుడు, రోధం ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్‌ను ఈ సంబంధం ద్వారా లెక్కించవచ్చు

$\begin{align*} I = \frac{V}{R} \,\, i.e., \,\, Current = \frac{Potential \,\, Diffrence}{Resistance} \end{align*}$

అన్ని తెలియని వోల్టేజ్‌ని అన్ని తెలియని రెసిస్టెన్స్‌కు అప్లై చేయబడినప్పుడు మరియు రెసిస్టెన్స్ దాదాపు ప్రవహించే కరెంట్‌ను కూడా తెలియని ఉంటే అన్ని తెలియని రెసిస్టెన్స్ విలువను కలిగివుతారు

$\begin{align*} R = \frac{V}{I} \,\, i.e., \,\, Resistance = \frac{Potential \,\, Diffrence}{Current} \end{align*}$

పవర్ కోసం ఓహ్మ్స్ లావ్ ఫార్ములా

శక్తి అనేది సరఫరా వోల్టేజ్ మరియు ఎలక్ట్రిక్ కరెంట్‌న లబ్దం.

ఇప్పుడు, ఇక్కడ పెట్టండి $V = I * R$ సమీకరణం (1) లో మనం పొందినది,

$\begin{equation*} P = IR * I = I^2*R \end{equation*}$

ఈ సూత్రం ఓహ్మీక నష్ట సూత్రం లేదా రిజిస్టివ్ హీటింగ్ సూత్రంగా అన్వయించబడుతుంది.

ఇప్పుడు, $I = \frac{V}{R}$ నందు (1) సమీకరణంలో ప్రతిస్థాపించండి, మనకు వస్తుంది,

(3) $\begin{equation*} P = V * \frac{V}{R}= \frac{V^2}{R} \end{equation*}$

ఇది మనకు వోల్టేజ్ మరియు రిజిస్టన్స్ లేదా కరెంట్ మరియు రిజిస్టన్స్ తెలిస్తే, రిజిస్టన్స్లో పవర్ డిసిపేషన్ ని నిర్ధారించడానికి సహాయపడుతుంది.

వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్ తెలిస్తే, ఈ సంబంధం ద్వారా మనం తెలియని రిజిస్టన్స్ విలువను నిర్ధారించవచ్చు.

$\begin{align*} R = \frac{V^2}{P} \,\, \& \,\, R = \frac{P}{I^2} \end{align*}$

పవర్, వోల్టేజ్, కరెంట్, రిజిస్టన్స్ లో ఏదైనా రెండు వేరియబుల్స్ తెలిస్తే, ఓహ్మ్స్ లావ్ ద్వారా మనం ఇతర రెండు వేరియబుల్స్ ని నిర్ధారించవచ్చు.

$\begin{align*} P = \frac{V^2}{R} \,\,or\,\,R = \frac{V^2}{P} \,\,or\,\, V = \sqrt{PR} \end{align*}$

$\begin{align*} P = {I^2}{R} \,\,or\,\, R = \frac{P}{I^2} \,\,or\,\, I = \sqrt{\frac{P}{R}} \end{align*}$

ఓహ్మ్ యొక్క నియమంలోని పరిమితులు

క్రింద ఓహ్మ్ యొక్క నియమంలోని కొన్ని పరిమితులను చర్చ చేస్తాం.

ఓహ్మ్ యొక్క నియమం అన్ని లోహాతీవ్ర వాహకులకు అనువర్తించదు. ఉదాహరణకు, సిలికాన్ కార్బైడ్ కు, సంబంధం ఈ విధంగా ఉంటుంది: $V = KI^m$ ఇక్కడ K మరియు m స్థిరాంకాలు మరియు m<1.
ఓహ్మ్ యొక్క నియమం ఈ క్రింది లైన్‌లెస్ ఘటకాలకు అనువర్తించదు.

ఎంపిక ప్రతిరోధం
శక్తి భంధం
సెమికండక్టర్లు
వాయు ట్యూబ్లు
ఎలక్ట్రోలైట్లు

కార్బన్ రిజిస్టర్లు

ఆర్క్ లాంప్లు

జెనర్ డయోడ్

(శేషంగా నంటి-లైనీయ ఎలిమెంట్లు అవుతాయి, ఇదంతా కరెంట్ మరియు వోల్టేజ్ మధ్య సంబంధం లైనీయ్ కాదు, అనగా కరెంట్ అయితే అయినంత సమానంగా వోల్టేజ్ కాదు.)

ఒహ్మ్ లావ్ ఒక స్థిర ఉష్ణోగ్రతలో మాత్రమే మెటల్ కండక్టర్లకు అనుయోగించబడుతుంది. ఉష్ణోగ్రత మారితే, ఈ నియమం అనుయోగించబడదు.
ఒహ్మ్ లావ్ యునిలేటరల్ నెట్వర్క్లకు కూడా అనుయోగించబడదు. గుర్తుంచుకోండి, యునిలేటరల్ నెట్వర్క్ యునిలేటరల్ ఎలిమెంట్లు అయిన ట్రాన్సిస్టర్లు, డయోడ్లు మొదలైనవిని కలిగి ఉంటాయి. యునిలేటరల్ ఎలిమెంట్లు ఒక దిశలో మాత్రమే కరెంట్ ప్రవాహం అనుమతం చేసుకునే ఎలిమెంట్లను భావిస్తాయి.

ఒహ్మ్ లావ్ త్రిభుజం

క్రింద చూపిన విధంగా, ఒహ్మ్ లావ్ త్రిభుజంలో ఒహ్మ్ లావ్ యొక్క ప్రాథమిక సూత్రాలు సమ్మేళనం చేయబడ్డాయి.

Ohm’s Law Triangle.png

ఒహ్మ్ లావ్ ప్రాక్టీస్ ప్రశ్నలు

ఉదాహరణ 1

క్రింద చూపిన విద్యుత్ పరికరంలో, 4 A కరెంట్ 15 Ω రిజిస్టన్స్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది. ఒహ్మ్ లావ్ ద్వారా పరికరంలో వోల్టేజ్ పతనాన్ని నిర్ధారించండి.

పరిష్కారం:

ఇవ్వబడిన డేటా: $I = 4\,\,A$ మరియు $R = 15\,\,\Omega$

ఓహ్మ్స్ లావ్ ప్రకారం,

$\begin{align*} \begin{split} V = I * R \\ = 4*15 \\ V = 60 \,\, Volts \end{split} \end{align*}$

అందువల్ల, ఓహ్మ్స్ లావ్ సమీకరణం ఉపయోగించి, మనం వైద్యుత వృత్తంలో వోల్టేజ్ పడమైన విలువ 60 V అని గమనించవచ్చు.

ఉదాహరణ 2

క్రింది వైద్యుత వృత్తంలో చూపినట్లు, 24 V వోల్టేజ్‌ను 12 Ω రెండిగా కలిగిన రెండిగా ప్రకారం ప్రయోగించబడింది. ఓహ్మ్స్ లావ్ ఉపయోగించి రెండిగా దాటుతున్న శక్తిని నిర్ధారించండి.

$\begin{equation*} P = V * I \end{equation*}$

పరిష్కారం:

ఇవ్వబడిన డేటా: $V = 24\,\,V$ మరియు $R = 12\,\,\Omega$

ఓహ్మ్స్ లావ్ ప్రకారం,

$\begin{align*} \begin{split} I = \frac{V}{R} \\ = \frac{24}{12} \\ I = 2 \,\, A (Ampere) \end{split} \end{align*}$

కాబట్టి, ఓహ్మ్స్ లావ్ సమీకరణం ఉపయోగించి, రెండు అంపీర్లు విద్యుత్ ప్రవాహం రెసిస్టర్ ద్వారా ప్రవహిస్తుందని మనం గుర్తిస్తాము.

ఉదాహరణ 3

క్రింద చూపిన వైద్యుత్ పరికరంలో, ఆప్యూర్ట్ వోల్టేజ్ 24 V మరియు అన్నింటి విద్యుత్ ప్రవాహం 2 A. ఓహ్మ్స్ లావ్ ఉపయోగించి, తెలియని రెసిస్టన్స్ విలువను నిర్ధారించండి.

పరిష్కారం:

ఇవ్వబడిన డేటా: $V = 24\,\,V$ మరియు $I = 2\,\,A$

ఓహ్మ్స్ లావ్ ప్రకారం,

$\begin{align*} \begin{split} R = \frac{V}{I} \\ = \frac{24}{2} \\ R = 12 \,\, \Omega \end{split} \end{align*}$

ఈ విధంగా, ఓహ్మ్ నియమం సమీకరణం ఉపయోగించి, అన్నిమానంలోని రెండవ విలువను కనుగొనవచ్చు $12\,\,\Omega$ .

ఓహ్మ్ నియమం యొక్క అనువర్తనాలు

ఓహ్మ్ నియమం యొక్క కొన్ని అనువర్తనాలు:

ఒక విద్యుత్ పరికరంలోని తెలియని శక్తి వ్యత్యాసం లేదా వోల్టేజ్, రెండవ విలువ, మరియు ప్రవాహం కనుగొనడానికి.
ఓహ్మ్ నియమం విద్యుత్ పరికరాలలోని అంతర్ వోల్టేజ్ దశలను నిర్ధారించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.
ఓహ్మ్ నియమం DC మైనిమెటర్లో, ఇక్కడ ప్రవాహంను విభజించడానికి తక్కువ రెండవ విలువ షంట్ ఉపయోగించబడుతుంది.

Source: Electrical4u

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.