Ohmův zákon a stejnosměrné obvody

Ohmův zákon spojuje napětí, proud a odpor: V = IR. Je základem analýzy obvodů s jednoduchými i kombinovanými rezistory.

Napětí, proud a odpor

Proud je míra toku náboje. Odpor tomuto toku brání. U ohmického rezistoru dvojnásobné napětí zdvojnásobí proud.

Sériové a paralelní kombinace

Rezistory v sérii se přímo sčítají. Paralelně je převrácená hodnota výsledného odporu rovna součtu převrácených hodnot jednotlivých větví.

Ohmův zákon

V obvodu je napětí elektrický tlak a proud tok náboje, který produkuje. Ohmův zákon říká, že proud rezistorem je úměrný napětí na něm — a odpor ti říká, jak silně rezitor tomuto toku odporuje.

Vzorec

V = I · R

V — napětí (V): elektrický tlak přes součástku
I — proud (A): tok elektrického náboje skrz součástku
R — odpor (Ω): jak silně součástka odporuje proudu

Řešený příklad

Baterie 9 V je připojena přes rezistor 3 Ω. Kolik proudu teče?

V = 9 V
R = 3 Ω

I = V / R
I = 9 V / 3 Ω

I = 3 A

Ověř se

Tentáž baterie 9 V je připojena k většímu rezistoru 9 Ω. Jaký proud teče teď?

3 A
Správná odpověď: 1 A
81 A

Správně! I = V / R = 9 V ÷ 9 Ω = 1 A — trojnásobný odpor, třetina proudu.

Kde to vidíš

Baterka postupně slábne a světlové klesá — méně napětí znamená méně tlaku, takže méně proudu žárovkou a tlumenější svit. Regulátor obývacího světla je týž zákon s knoflíkem: otočení zvyšuje odpor v obvodu a proud — i záře — odpovídajícím způsobem klesnou.

Časté chyby

Trvalý skluz je brát V, I a R jako tři nezávislá nastavení — nejsou: baterie určuje napětí, součástka odpor a proud je důsledek, I = V / R. Vyměň rezistor 3 Ω za 9 Ω u téže baterie 9 V a proud klesne z 3 A přesně na 1 A — trojnásobný odpor, třetinový proud. Druhá chyba je představa, že proud slábne, jak obchází smyčku; proud je jediná hodnota daná celým obvodem.

Jak to souvisí

To je slovní zásoba, kterou mluví celý modul obvodů — napětí jako tlak, proud jako tok, odpor jako vzdor — a každé pozdější pravidlo se na ni redukuje. Kirchhoffovy zákony dále vezmou tento vztah jednoho rezistoru a aplikují ho na uzly a smyčky, takže obvody s větvemi půjdou řešit, ne jen obdivovat.