Ohmi seadus ja alalisvoolu vooluringid
Iga vooluring, mille sa ehitad — lihtsast taskulambist telefonilaadijani — allub samale põhireeglile, mis ühendab kolm suurust: kui tugevalt patarei lükkab (pinge), kui palju laengut selle tagajärjel voolab (vool) ja kui tugevalt teel olevad komponendid sellele voolule vastu seisavad (takistus). Ohmi seadus, V = IR, seob need kokku piisavalt lihtsa võrdelisusega, et ennustada vooluringi käitumist puhtalt aritmeetikaga, ja see on aluseks igale täiustatud vooluringianalüüsi võttele — jada- ja rööp võrkudest kuni päris elektroonikas kasutatavate vahelduvvoolu vooluringideni.
Pinge, vool ja takistus
Vool on laengu voolamise kiirus. Takistus seisab sellele vastu. Oomilise takisti korral kahekordistab pinge kahekordistamine voolu.
Jada- ja röopühendused
Jadamis olevad takistid liituvad otse. Rööps on ekvivalenttakistuse pöördväärtus võrdne iga haru pöördväärtuste summaga.
Ohmi seadus
Vooluringis on pinge elektriline tõuge ja vool laenguvoog, mida ta tekitab. Ohmi seadus ütleb, et takistist läbiv vool on võrdeline tema otsas oleva pingega — ja takistus ütleb sulle, kui tugevalt takisti sellele voolule vastandub.
Valem
V = I · R
- V — pinge (V): elektriline tõuge komponendi otsas
- I — vool (A): elektrilaengu vool komponendi kaudu
- R — takistus (Ω): kui tugevalt komponent voolule vastandub
Lahendatud näide
9 V patarei on ühendatud 3 Ω takisti otsa. Kui palju voolu voolab?
- V = 9 V
- R = 3 Ω
- I = V / R
- I = 9 V / 3 Ω
I = 3 A
Kontrolli end
Sama 9 V patarei on ühendatud suurema 9 Ω takistiga. Missugune vool voolab nüüd?
- 3 A
- Õige vastus: 1 A
- 81 A
Õigesti! I = V / R = 9 V ÷ 9 Ω = 1 A — kolmekordne takistus, kolmandik voolust.
Kus sa seda näed
Taskulamp tuhmub järjekindlalt, kui tema patarei tühjeneb — vähem pinget tähendab vähem tõuget, seega vähem voolu ajab lampi ja tuhmimat valgust. Elutoa valgusti reostaat-nupp on sama seadus numbrilauaga: pööramine tõstab vooluringi takistust ja vool — ning sära — langevad vastavalt.
Tüüpilised vead
Püsiv viga on käsitseda V, I ja R kui kolme sõltumatut seadist — nad pole: patarei määrab pinge, komponent määrab takistuse ja vool on tagajärg, I = V / R. Vaheta 3 Ω takisti 9 Ω vastu samal 9 V patareil ja vool langeb 3 A-lt täpselt 1 A-le — kolmekordne takistus, kolmandik voolust. Teine viga on kujutleda, et vool nõrgeneb, kui ta silmuse ümber liigub; vool on üks üksik väärtus, mille määrab kogu vooluring.
Kuidas see seondub
See on sõnavara, mida kogu vooluringide moodul räägib — pinge kui tõuge, vool kui voolamine, takistus kui vastasseis — ja iga hilisem reegel taandub sellele. Kirchhoffi seadused, järgmisena, võtavad selle üksiktakisti seose ja rakendavad seda sõlmedele ja silmustele, nii et harulised vooluringid saab lahendada pigem kui ainult imetleda.