Ом қонуні: Қалай ишлайды (Формула және Ом қонунінің үшбұрышы)

Electrical4u

Maydon: Elektr tushunchalari

China

Ohm qonuni nima?

Ohm qonuni, elektr energiyasi orqali o'tkazuvchidan o'tishga bo'lgan shartlarni o'zgartirmaydigan holda, uchlarining orasidagi potentsial farqi (voltage) bilan to'g'ri proporsional ekanligini anglatadi.

Boshqa so'z bilan aytganda, o'tkazuvchining ikkita nuqtasi orasidagi potentsial farqi va ular orasida o'tishga bo'lgan tokning nisbati, fizik sharoitlarni (masalan, temperaturani) o'zgartirishsiz sabit bo'ladi.

Matematik jihatdan, Ohm qonuni quyidagicha ifodalash mumkin:

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

Yuqorida keltirilgan tenglamada proporsionallik konstantasini, ya'ni qarshilik R ni kiritib, quyidagilarni olamiz:

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

Bu yerda,

R - o'tkazuvchining qarshiliigi ( $\Omega$ ),
I quyovchi orqali o'tkazilayotgan elektr toki Amper (A) bilan ifodalangan,
V quyovchining yoki potentsial farqning Volts (V) bilan o'lchanadi.

Ohm qonuni hem DC hem AC ga qo'llaniladi.

Potentsial farq yoki voltaj (V), tok (I) va elektr qarshilik (R) orasidagi munosabat oldin birinchi marta nemis fizigi George Simon Ohm tomonidan aniqlangan.

Qarshilik birligi Ohm ( $\Omega$ ) George Simon Ohm nomi bilan ataladi.

Ohm qonuni qanday ishlaydi?

Ohm qonuni bo'lganidek, quyovchi yoki qarshilik elementi orasida o'tkazilayotgan elektr toki quyovchining yoki qarshilik elementining uchlarida bo'lgan voltaj (yoki potentsial farq) bilan o'xshash proporsional.

Biroq… bu tushunishga qiyin bo'lishi mumkin.

Shuning uchun Ohm qonuni haqida aniqroq tushunish uchun ba'zi analogiyalardan foydalanaylik.

Analogy 1

Yer ustidan ma'lum balandlikda joylashgan suv rezervuarini tasavvur qiling. Quyidagi rasmda ko'rsatilgandek, suv rezervuarining pastki qismida trubka (gardaq) mavjud.

Analogy 1.png

Trubkaning oxiridagi paskal birligida o'lchanadigan suv bosimi elektr zanjirdagi kuchlanish yoki potentsial farqqa o'xshaydi.
Sekundiga litrlarda o'lchanadigan suv oqimi elektr zanjirdagi sekundiga kulonlarda o'lchanadigan elektr tokiga o'xshaydi.
Ikki nuqta orasidagi quvurlarga o'rnatilgan teskari oqim cheklovchilar elektr zanjirdagi rezistorlarga o'xshaydi.

Shunday qilib, teskari oqim cheklovchi orqali suv oqimi uning ikki tomonidagi suv bosimi farqiga proporsionaldir.

Xuddi shunday, elektr zanjirda ikki nuqta orasidagi o'tkazgich yoki rezistor orqali oqayotgan tok o'tkazgich yoki rezistorning ikki uchi orasidagi kuchlanish yoki potentsial farqiga to'g'ridan-to'g'ri proporsionaldir.

Bundan tashqari, suv oqimiga qarshilik suv o'tadigan quvurning uzunligiga, quvurning materialiga hamda yer sirtidan yuqorida joylashgan rezervuar balandligiga bog'liq ekanligini aytishimiz mumkin.

Om qononi xuddi shunday ishlaydi: elektr tokiga qarshilik — tok o'tkazuvchi o'tkazgichning uzunligiga va foydalanilgan o'tkazgich materialiga bog'liq.

Analogy 2

Om qononini tushuntirish uchun gidravlik suv zanjiri bilan elektr zanjiri orasidagi oddiy analogiya quyidagi rasmga qo'yilgan.

Analogy 2.png Analogy 2.2.png

Ko'rsatilgandek, agar suv bosimi doimiy bo'lsa va cheklov ortsa (suv oqish qiyinlashsa), unda suv oqimi kamayadi.

Xuddi shunday, elektr zanjirda kuchlanish yoki potentsial farq doimiy bo'lib, qarshilik ortsa (tok oqishi qiyinlashsa), unda elektr zaryad oqimi ya'ni tok kamayadi.

Endi, agar suv oqishiga bo'ron barqaror bo'lsa va nasos bosimi oshsa, suv oqish tezligi ham oshadi.

Xuddi shunday, elektr zanjirida qarshilik barqaror bo'lib, potentsial farqi yoki kuchlanish oshganda, elektr zaryad oqishi ya'ni tok kuchi ham oshadi.

Om Qonuni Formulasi

Kuchlanish yoki potentsial farq, tok kuchi va qarshilik o'rtasidagi bog'liqlik uch xil usulda ifodalanishi mumkin.

Agar ikkita qiymat ma'lum bo'lsa, Om qonuniga asoslanib, uchinchi noma'lum qiymatni hisoblab topishimiz mumkin. Shunday qilib, Om qonuni elektronika va elektr formulalari hamda hisob-kitoblarda juda foydali.

Agar ma'lum elektr toki ma'lum qarshilik orqali o'tayotgan bo'lsa, qarshilikdagi kuchlanish tushishini quyidagi bog'liqlik bilan hisoblash mumkin:

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

Agar ma'lum kuchlanish ma'lum qarshilikka uzatilgan bo'lsa, qarshilik orqali o'tuvchi tokni quyidagi bog'liqlik bilan hisoblash mumkin:

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

Aniqlik bilan berilgan voltaj noma'lum qarshilikka ta'sir qilayotganda va shu qarshilik orqali o'tayotgan elektr toki aniqlik bilan ma'lum bo'lsa, noma'lum qarshilik qiymati quyidagi munosabat yordamida hisoblanadi

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

Ohmning qonuni – kuch formula

Elektr kuchi bu ta'minot voltaji va elektr toki ko'paytmasiga teng.

Endi, $V = I * R$ ni (1) formulaga qo'yib, quyidagicha hosil qilamiz,

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

Bu formula ohm zarar formuli yoki qarshilik ishlab chiqarish formulasiga ega.

Endi, $I = \frac{V}{R}$ ni (1) formulaga qo'yamiz, natijada quyidagicha bo'ladi,

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

Yuqorida keltirilgan munosabat orqali, ya'ni elektr kuchlanishi va qarshilik yoki oqim va qarshilik ma'lum bo'lsa, biz qarshilikdagi quvvat sarflanishini aniqlashimiz mumkin.

Yuqorida keltirilgan munosabat orqali, ya'ni elektr kuchlanishi yoki oqim ma'lum bo'lsa, biz noaniqlik qarshilik qiymatini topa olamiz.

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

Quvvat, elektr kuchlanishi, oqim va qarshilikning ikki o'zgaruvchisi ma'lum bo'lsa, Ohmning qonuni yordamida boshqa ikkitasini topa olamiz.

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

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

Ohm qonunining cheklanishlari

Quyida Ohm qonunining ba'zi cheklanishlari tahlil qilinadi.

Ohm qonuni barcha metallik emas elektr o'tkazgichlarga qo'llanilmaydi. Masalan, silis karbid uchun munosabat quyidagicha ifodalangan: $V = KI^m$ bu yerda K va m doimiy sonlar va m<1.
Ohm qonuni quyidagi non-linear elementlarga qo'llanilmaydi.

Qarshilik
Kapatsitivlik
Poluprovodniklar
Vakuum lampalar
Elektrolitlar
Uglek qopqoqtirg'ichlar
Duga lampalar
Zener diod

(Eslatma: Xattiq elementlar - bu elektr intensivligi va shunt oʻrtasidagi munosabat xattiq emas boʻlgan elementlardir, yaʼni elektr intensivligi berilgan shuntga toʻgʻri proporsional emas.)

Ohmning qonuni faqat doimiy temperaturadagi metall konduktorlarga qoʻllaniladi. Temperatura oʻzgarsa, qonun amalda emas.
Ohmning qonuni faqat bir yoʻnalishdagi tarmoqlarga ham qoʻllanilmaydi. Eslatma: Bir yoʻnalishli tarmoq transistorlar, diodlar kabi bir yoʻnalishli elementlarni oʻz ichiga oladi. Bir yoʻnalishli elementlar - bu faqat bitta yoʻnalishda elektr intensivligining oʻtishini imkoniyat beruvchi elementlar.

Ohmning qonuni uchburchagi

Ohmning qonuni asosiy formulalari quyida Ohmning qonuni uchburchagida yigʻindilangan.

Ohm’s Law Triangle.png

Ohmning qonuni mashqlar

Misollar 1

Quyidagi shematik tarmoqda 4 A intensivlik 15 Ω qarshilik orqali oʻtmoqda. Ohmning qonuni yordamida tarmoqda boʻlgan shunt pasayishini aniqlang.

Yechim:

Berilgan ma'lumotlar: $I = 4\,\,A$ va $R = 15\,\,\Omega$

Om qonuni bo'lganicha,

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

Shunday qilib, Om qonuni formulasi orqali biz shu tarmoqda 60 V deb hisoblaymiz.

Misol 2

Quyidagi tarmoqda ko'rsatilgandek, 24 V ta'minlash voltini 12 Ω omlikka o'tkazish orqali, Om qonuni yordamida rezistor orqali o'tkazilayotgan elektr toki aniqlang.

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

Yechim:

Berilgan ma'lumotlar: $V = 24\,\,V$ va $R = 12\,\,\Omega$

Om qonuni bo'lganicha,

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

Shunday qilib, Om qonuni tenglamasidan foydalanib, rezistor orqali o'tkazilayotgan elektr toki 2 A bo'lganini topamiz.

Misol 3

Quyidagi shema ko'rsatilishi kabi, ta'minlash voltaj 24 V va namalum qarshilik orqali o'tkazilayotgan elektr toki 2 A. Om qonunidan foydalanib, namalum qarshilik qiymatini aniqlang.

Yechim:

Berilgan ma'lumotlar: $V = 24\,\,V$ va $I = 2\,\,A$

Om qonuni bo'lganicha,

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

Shunday qilib, Ohmning qonuni tenglamasidan foydalanib, bilinmaydigan omlik qiymatini topamiz $12\,\,\Omega$ .

Ohmning qonunining qo'llanishlari

Ohmning qonunining ba'zi qo'llanishlari:

Elektr tarmogidagi belgilangan potentsial farqini yoki voltajni, omlik va elektr toki oqimini hisoblash uchun.
Elektron tarmoqda elektron komponentlarning ichki voltaj pasayishini aniqlash uchun Ohmning qonuni ishlatiladi.
Ohmning qonuni DC o'lchov tarmoqlarida, ayniqsa DC ampermetrda, katta toki oqimini yo'naltirish uchun past omlik shunt ishlatiladi.

Manba: Electrical4u

Ishonch: Asliga hurmat, yaxshi maqolalar ulashishga xos, agar huquq buzilsa o'chirish uchun bog'laning.