Batas ni Ohm: Paano ito gumagana (Pormula at Tatsulok ng Batas ni Ohm)

Electrical4u

Larangan: Pangunahing Elektrikal

China

Ano ang Batas ni Ohm?

Ang Batas ni Ohm ay nagsasaad na ang kuryente na lumilipad sa anumang conductor ay direktang proporsyonal sa potensyal na pagkakaiba (voltage) sa dulo nito, sa asumsyon na ang pisikal na kondisyon ng conductor ay hindi nagbabago.

Sa ibang salita, ang ratio ng potensyal na pagkakaiba sa anumang dalawang punto ng isang conductor sa kuryente na lumilipad sa kanila ay konstante, sa kondisyon na ang pisikal na kondisyon (halimbawa, temperatura, atbp.) ay hindi nagbabago.

Matematikal, maaaring ipahayag ang Batas ni Ohm bilang,

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

Pagdating sa konstante ng proporsyon, ang resistance R sa itaas na ekwasyon, makukuha natin,

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

Kung saan,

R ang resistance ng conductor sa Ohm ( $\Omega$ ),
I ay ang kasalukuyan sa konduktor na may Amperes (A),
V ay ang tensyon o pagkakaiba ng potensyal na sukatin sa konduktor na may Volts (V).

Ang Batas ni Ohm ay applicable sa parehong DC at AC.

Ang relasyon sa pagitan ng pagkakaiba ng potensyal o tensyon (V), ang kasalukuyan (I) at ang resistensiya (R) sa isang electrical circuit unang natuklasan ng German physicist na si George Simon Ohm.

Ang yunit ng resistensiya ay Ohm ( $\Omega$ ) ay ipinangalan kay George Simon Ohm.

Kamustahang Gumana ang Batas ni Ohm?

Batay sa definisyon ng Batas ni Ohm, ang kasalukuyan na umuusok sa konduktor o resistor sa pagitan ng dalawang punto ay direktang proportional sa pagkakaiba ng tensyon (o pagkakaiba ng potensyal) sa konduktor o resistor.

Pero… maaaring mahirap maintindihan ito.

Kaya, hagdan natin ang mas magandang intuitive sense para sa Batas ni Ohm gamit ang ilang analogies.

Halimbawa 1

Isaalang-alang ang isang tangki ng tubig na naka-positisyon sa isang tiyak na taas mula sa lupa. Mayroong hose sa ilalim ng tangki ng tubig tulad ng ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Halimbawa 1.png

Ang presyon ng tubig sa pascal sa dulo ng hose ay katulad ng voltage o potential difference sa isang electrical circuit.
Ang flow rate ng tubig sa litro kada segundo ay katulad ng electric current sa coulombs kada segundo sa isang electrical circuit.
Ang mga restrictors sa pag-flow ng tubig tulad ng apertures na naka-posisyon sa pipes sa pagitan ng dalawang puntos ay katulad ng resistors sa isang electrical circuit.

Kaya, ang flow rate ng tubig sa pamamagitan ng aperture restrictor ay proporsyonal sa pagkakaiba ng presyon ng tubig sa pagitan ng restrictor.

Kapareho, sa isang electrical circuit, ang current na umuusok sa pamamagitan ng conductor o resistor sa pagitan ng dalawang puntos ay direktang proporsyonal sa pagkakaiba ng voltage o potential difference sa pagitan ng conductor o resistor.

Maaari rin nating sabihin na ang resistance na ino-offer sa pag-flow ng tubig ay depende sa haba ng pipe, ang materyales ng pipe, at ang taas ng tangki na naka-positisyon sa itaas ng lupa.

Ganito rin ang paggana ng Ohm’s law sa isang electrical circuit na ang electrical resistance na ino-offer sa pag-flow ng current ay depende sa haba ng conductor at materyales ng conductor na ginagamit.

Halimbawa 2

Isang simple na halimbawa sa pagitan ng hydraulic water circuit at electrical circuit upang ilarawan kung paano gumagana ang Ohm’s law ay ipinapakita sa larawan sa ibaba.

Halimbawa 2.png Halimbawa 2.2.png

Tulad ng ipinapakita, kung ang presyon ng tubig ay constant at ang restriction ay tumataas (ginagawang mas mahirap para sa tubig na umagos), ang rate ng pag-flow ng tubig ay bumababa.

Kapareho, sa isang electrical circuit, kung ang voltage o potential difference ay constant at ang resistance ay tumataas (ginagawang mas mahirap para sa current na umagos), ang rate ng pag-flow ng electric charge i.e., current ay bumababa.

Ngayon, kung ang paghihigpit sa daloy ng tubig ay constant at ang presyon ng pump ay tumataas, ang rate ng daloy ng tubig ay tumataas.

Tulad nito, sa isang elektrikong circuit, kung ang resistance ay constant at ang potential difference o voltage ay tumataas, ang rate ng daloy ng electric charge i.e., current ay tumataas.

Ohm’s Law Formula

Ang relasyon sa pagitan ng voltage o potential difference, current, at resistance maaaring isulat sa tatlong iba't ibang paraan.

Kung alam natin ang anumang dalawang halaga, maaari nating kalkulahin ang ikatlong unknown value gamit ang relasyon ng ohm’s law. Kaya, ang ohm’s law ay napakagamit sa electronics at electrical formulas at calculations.

Kapag alam ang electric current na umuusbong sa alam na resistance, ang voltage drop sa resistance maaaring makalkula gamit ang relasyon

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

Kapag inilapat ang alam na voltage sa alam na resistance, ang current na umuusbong sa resistance maaaring makalkula gamit ang relasyon

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

Kapag isang alam na voltaje ay ipinapasa sa isang hindi alam na resistance at ang kasalukuyang umuusok sa resistance ay kilala rin, ang halaga ng hindi alam na resistance ay maaaring makalkula gamit ang relasyon

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

Pormula ng Batas ni Ohm para sa Pwersa

Ang pwersa na inilipat ay ang produkto ng supply voltage at electric current.

Ngayon, Ilagay ang $V = I * R$ sa ekwasyon (1) tayo ay makakakuha ng,

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

Ang formula na ito ay kilala bilang ohmic loss formula o resistive heating formula.

Ngayon, ilagay natin ang $I = \frac{V}{R}$ sa ekwasyon (1) at makikita natin,

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

Mula sa relasyong ito, maaari nating matukoy ang pagkawala ng lakas sa resistansiya kung alam natin ang kasalukuyan at resistansiya o voltaje at resistansiya.

Maaari rin nating matukoy ang hindi alam na halaga ng resistansiya gamit ang relasyong ito kung alam natin ang kasalukuyan o voltaje.

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

Kung alam ang dalawang baryable sa pagitan ng lakas, voltaje, kasalukuyan, at resistansiya, maaari nating matukoy ang iba pang dalawang baryable gamit ang batas ni Ohm.

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

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

Ang Mga Limitasyon ng Batas ni Ohm

Ang ilang mga limitasyon ng Batas ni Ohm ay ipinapakita sa ibaba.

Hindi aplikable ang Batas ni Ohm sa lahat ng hindi metalyikong konduktor. Halimbawa, para sa silicon carbide, ang relasyon ay ibinigay ng $V = KI^m$ kung saan ang K at m ay mga konstante at m<1.
Hindi aplikable ang Batas ni Ohm sa mga sumusunod na Non-Linear na elemento.

Resistansiya
Kapasidad
Semikondukto
Tubo ng vacuum
Elektrolito
Resistors na Gawa sa Karbon
Lampara ng Arc
Diode na Zener

(Tandaan na ang mga elementong hindi linear ay ang mga ito kung saan ang relasyon sa pagitan ng kuryente at voltaje ay hindi linear, ibig sabihin, ang kuryente ay hindi eksaktong proporsyonal sa inilapat na voltaje.)

Ang Batas ni Ohm ay maaaring gamitin lamang sa mga konduktor na metal sa isang constant na temperatura. Kung ang temperatura ay nagbabago, ang batas ay hindi na applicable.
Hindi rin applicable ang Batas ni Ohm sa mga unilateral na network. Tandaan na ang isang unilateral na network ay naglalaman ng mga unilateral na elemento tulad ng transistor, diode, atbp. Ang mga unilateral na elemento ay ang mga ito na nagpapayag ng pagdaloy ng kuryente sa isang direksyon lamang.

Tatsulok ng Batas ni Ohm

Ang mga pangunahing formula para sa Batas ni Ohm ay nasa ilalim ng tatsulok ng Batas ni Ohm.

Tatsulok ng Batas ni Ohm.png

Mga Pagsasanay sa Batas ni Ohm

Halimbawa 1

Tulad ng ipinakikita sa circuit sa ibaba, ang isang kuryente na 4 A ay lumalabas sa resistance na 15 Ω. Tuklasin ang voltage drop sa circuit gamit ang Batas ni Ohm.

Sagot:

Ibinigay na Data: $I = 4\,\,A$ at $R = 15\,\,\Omega$

Batay sa batas ni Ohm,

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

Sa pamamagitan ng pagsunod sa ekwasyon ng batas ni Ohm, nakuhang ang pagbagsak ng voltag sa circuit ay 60 V.

Halimbawa 2

Tulad ng ipinapakita sa circuit sa ibaba, isang supply voltage na 24 V ang inilapat sa resistance na 12 Ω. Tuklasin ang kasalukuyang nagpapatakbo sa resistor gamit ang batas ni Ohm.

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

Sagot:

Ibinigay na Data: $V = 24\,\,V$ at $R = 12\,\,\Omega$

Ayon sa batas ni Ohm,

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

Kaya, gamit ang ekwasyon ng batas ni Ohm, nakuha natin na ang kasalukuyang lumilipad sa resistor ay 2 A.

Halimbawa 3

Tulad ng ipinakita sa circuit sa ibaba, ang supply voltage ay 24 V at ang kasalukuyan na lumilipad sa unknown resistance ay 2 A. Tuklasin ang hindi kilalang halaga ng resistance gamit ang batas ni Ohm.

Sagot:

Ibinigay na Data: $V = 24\,\,V$ at $I = 2\,\,A$

Ayon sa batas ni Ohm,

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

Sa pamamagitan ng paggamit ng ekwasyon ng Batas ni Ohm, nakukuha natin ang hindi kilalang halaga ng resistansiya $12\,\,\Omega$ .

Mga Application ng Batas ni Ohm

Ang ilan sa mga application ng Batas ni Ohm ay kasama:

Para kalkulahin ang hindi alam na potensyal na pagkakaiba o voltaje, resistansiya, at pagdaloy ng kuryente ng isang circuit ng elektrisidad.
Ang Batas ni Ohm ay ginagamit sa isang electronic circuit upang matukoy ang internal voltage drop sa mga komponente ng electronics.
Ang Batas ni Ohm ay ginagamit sa DC measuring circuits lalo na sa DC ammeter kung saan ginagamit ang low resistance shunt para mapagtanggol ang kuryente.

Source: Electrical4u

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