Ohm törvénye és az egyenáramú körök
Minden áramkör — az egyszerű zseblámpától a telefontöltőig — ugyanazokra a három mennyiségre épül: arra, milyen erővel nyomja az áramforrás a töltést (feszültség), mennyi töltés áramlik ennek hatására (áram), és mennyire állják ellen az útban lévő alkatrészek ezt az áramlást (ellenállás). Az ohmos alkatrészekre az Ohm-törvény, V = IR köti össze őket olyan egyszerű arányossággal, hogy puszta számtannal előrejelezhető az áramkör viselkedése; ez az alapja minden további áramkörelemzési technikának, a soros és párhuzamos kapcsolástól a valamilyen elektronikában használt váltóáramú körökig.
Feszültség, áram és ellenállás
Az áram a töltésáramlás sebessége. Az ellenállás ezzel az áramlással szemben áll. Ohmos ellenállásnál a feszültség megduplázása az áramot is megduplázza.
Soros és párhuzamos kombinációk
A soros ellenállások közvetlenül összeadódnak. Párhuzamosan az egyenértékű ellenállás reciproka az ágak reciprokinak összege.
Ohm-törvény
Áramkörben a feszültség a villamos toló erő, az áram pedig az általa létrehozott töltésáramlás. Az Ohm-törvény szerint az ellenálláson át folyó áram arányos a rajta lévő feszültséggel — az ellenállás pedig megmutatja, mennyire állítja ellenebe magát a folyamatnak.
A képlet
V = I · R
- V — feszültség (V): a villamos toló hatás az alkatrészen át
- I — áram (A): a villamos töltés áramlása az alkatrészen keresztül
- R — ellenállás (Ω): mennyire állítja ellenebe magát az alkatrész az áramnak
Megoldott példa
Egy 9 V-os telep egy 3 Ω-os ellenállásra van kötve. Mennyi áram folyik?
- V = 9 V
- R = 3 Ω
- I = V / R
- I = 9 V / 3 Ω
I = 3 A
Teszteld magad
Ugyanaz a 9 V-os telep egy nagyobb, 9 Ω-os ellenállásra van kötve. Mennyi áram folyik most?
- 3 A
- Helyes válasz: 1 A
- 81 A
Helyes! I = V / R = 9 V ÷ 9 Ω = 1 A — háromszoros ellenállás, harmadannyi áram.
Hol találkozol vele
Egy zseblámpa fokozatosan elhalványul, ahogy az eleme lemerül — kevesebb feszültség kevesebb tolóerőt jelent, tehát kevesebb áram hajtja az izzót, és halványabb fény. Egy nappali fényerő-szabályozó ugyanezt a törvényt alkalmazza tárcsával: elforgatva növeli az áramkör ellenállását, és az áram — meg a fény — ennek megfelelően csökken.
Gyakori hibák
A tartós hiba V, I és R három független beállításként kezelése — ezek nem azok: a telep rögzíti a feszültséget, az alkatrész rögzíti az ellenállást, az áram pedig a következmény, I = V / R.
Hogyan kapcsolódik
Ez a szókincs, amit az egész áramkörök modul beszél — feszültség mint tolóerő, áram mint áramlás, ellenállás mint ellenállás — és minden későbbi szabály erre vezethető vissza. Kirchhoff törvényei, a következő lecke, ezt az egy ellenállásra vonatkozó összefüggést veszik és alkalmazzák csomópontokra és hurkokra, hogy elágazásos áramköröket meg lehessen oldani, ne csak megcsodálni.