Prawo Ohma

Posted on by

Rezystancja (opór elektryczny) – wielkość charakteryzująca głównie pasywne elementy obwodu. Wielkość związana jest z relacją między prądem i napięciem, którą prezentuje prawo Ohma.

Rezystor (opornik) – element pasywny, który stanowiąc opór prądu zamienia energię elektryczną w moc, która w tym przypadku występuje w postaci ciepła. Innymi słowy rezystor rozprasza energię elektryczną poprzez ciepło.

W tym artykule rozpatrzymy tylko przypadki dla elementów liniowych. To znaczy, że zgodnie z poniższym prawem Ohma wartości zmieniają się liniowo, zatem prawo to zachodzi. Element liniowy jest to taki element, który spełnia zasadę superpozycji.

Zasada superpozycji – kolokwialnie i w skrócie to po prostu rozbicie jakiegoś problemu na mniejsze części, następnie rozwiązanie i zsumowanie. Ma to ogromny potencjał w wielu dziedzinach, aczkolwiek zakres, w którym można zastosować tą zasadę jest znikomy.

Prawo Ohma:


(spadek napięcia na danym elemencie jest równy iloczynowi rezystancji tego elementu i prądu, który przepływa przez dany element). Wzór i jego przekształcenia:

CodeCogsEqn(11)

prawo ohma prawo ohma

gdzie: R – rezystancja, opór [Ω – ohm] , U – napięcie [V – volt], I – prąd [A – amper].

Symbole i oznaczenia:

rezystor

UR1, UR2 – spadki napięć na elementach z rys. 1.

Rysunki przedstawiają rezystory. Dla charakterystyki liniowej oporników zachodzą poniższe równania oparte na prawie Ohma (zatem prawo Ohma odnosi się do prądu płynącego w danym elemencie, spadku napięcia na tym elemencie i rezystancji tego elementu):

CodeCogsEqn3

prawo ohma

Moc czynna wydzielana na rezystancji:
(więcej o mocy kliknij tutaj)

prawo ohmaWzór ten można przekształcić przy pomocy zależności wynikających z prawa Ohma. Wstawmy zatem za I (prąd) odpowiednie równanie:

CodeCogsEqn2

Wyznaczanie rezystancji zastępczej:

1. Połączenie szeregowe:

prawo ohma

rezystor12. Połączenie równoległe:

CodeCogsEqn4

rezystor2Wszystkie zagadnienia zostaną szczegółowo omówione na przykładach, a także w bazie zadań z rozwiązaniami.

Przykładowe zadanie:

 

Przykład 1. Dla poniższych danych wyznaczyć wartość rezystancji zastępczej. Narysować schemat zastępczy dla układu.

  • prawo ohmaprawo ohmaTakie zadanie podzielimy na mniejsze fragmenty i zaczniemy od wyznaczania rezystancji zastępczej wszystkich połączeń szeregowych w poszczególnych gałęziach, zatem:
  • prawo ohmaprawo ohmaDzięki takiemu połączeniu otrzymujemy:
  • prawo ohmaNastępnie połączymy rezystory równolegle. W wyniku czego otrzymamy poniższe równania i schemat rezystancji zastępczej.

CodeCogsEqn5
Wstawiając wcześniejsze zależności:

prawo ohma
Wstawiając wartości dane na początku zadania:

prawo ohma
CodeCogsEqn21
prawo ohma
prawo ohma
prawo ohma

 

<< Spisu tematów           Cewki i kondensatory >>