Омов закон за део кола
Основни закон електротехнике који можете користити за проучавање и израчунавање електричних кола је Охмов закон, који успоставља однос између струје, напона и отпора. Неопходно је јасно разумети његову суштину и бити у стању да је правилно користите у решавању практичних проблема. У електротехници се често праве грешке због немогућности да се правилно примени Омов закон.
Охмов закон за део кола гласи: струја је директно пропорционална напону и обрнуто пропорционална отпору.
Ако се напон који делује у електричном колу повећа неколико пута, струја у том колу ће се повећати за исти износ. А ако повећате отпор кола неколико пута, струја ће се смањити за исти износ. На исти начин је и проток воде у цеви већи, што је јачи притисак и мањи је отпор цеви кретању воде.
У популарном облику, овај закон се може формулисати на следећи начин: што је већи напон за исти отпор, то је већа струја, а у исто време, што је већи отпор за исти напон, то је нижа ампеража.
Да би се Омов закон математички изразио на најједноставнији могући начин, сматра се да је отпор жице која води струју од 1 А при напону од 1 В 1 Охм.
Струја у амперима се увек може одредити дељењем напона у волтима отпором у омима. Дакле, Омов закон за део кола је написан у следећој формули:
И = У / Р.
Магични троугао
Било који део или елемент електричног кола може се окарактерисати са три карактеристике: струја, напон и отпор.
Како користити Омов троугао: затварамо потребну вредност — два друга симбола ће дати формулу за његово израчунавање. Иначе, само једна формула из троугла се зове Омов закон - она која одражава зависност струје од напона и отпора. Друге две формуле, иако су последица тога, немају физички смисао.
Прорачуни направљени коришћењем Охмовог закона за део кола биће тачни када је напон у волтима, отпор у омима, а струја у амперима. Ако се користи више јединица ових величина (нпр. милиампери, миливолти, мегоми, итд.), оне се морају претворити у ампере, волте, односно оме. Да би се ово нагласило, формула Омовог закона за део кола се понекад пише на следећи начин:
амп = волт / охм
Такође можете израчунати струју у милиамперима и микроамперима, док напон треба да буде изражен у волтима, а отпор у килохмима и мегоомима, респективно.
Остали чланци о електричној енергији на једноставан и приступачан начин:
Шта су напон, струја и отпор: како се користе у пракси
Како отпор зависи од температуре
Извори ЕМФ и струје: главне карактеристике и разлике
Електрично и магнетно поље — у чему је разлика?
Омов закон важи за сваки део кола. Ако је потребно одредити струју у датом одсеку кола, онда је потребно поделити напон који делује у овом одсеку (слика 1) отпором овог одсека.
Слика 1. Примена Омовог закона на део кола
Дајемо пример израчунавања струје по Омовом закону... Нека је потребно одредити струју у лампи отпора 2,5 ома, ако је напон који се примењује на лампу 5 В. Дељењем 5 В са 2,5 ома добијамо вредност струје једнаку 2 А. У другом примеру одређујемо струју која ће тећи под утицајем напона од 500 В у колу чији је отпор 0,5 МΩ. Да бисмо то урадили, изражавамо отпор у омима. Делећи 500 В са 500.000 ома, налазимо струју у колу, која је 0,001 А или 1 мА.
Често, знајући струју и отпор, напон се одређује помоћу Охмовог закона. Хајде да напишемо формулу за одређивање напона
У = ИР
Ова формула показује да је напон на крајевима дате деонице кола директно пропорционалан струји и отпору... Значење ове зависности није тешко разумети.Ако се отпор дела кола не промени, струја се може повећати само повећањем напона. То значи да при константном отпору већа струја одговара већем напону. Ако је потребно добити исту струју на различитим отпорима, онда са већим отпором мора постојати и одговарајући већи напон.
Напон на делу кола се често назива падом напона... Ово често доводи до неспоразума. Многи људи мисле да је пад напона неки изгубљени непотребан напон. У стварности, концепти напона и пада напона су еквивалентни. Губици и падови напона — у чему је разлика?
Пад напона је постепени пад потенцијала у струјном колу због чињенице да коло има активни отпор. Према Омовом закону, пад напона у сваком одсеку кола У једнак је производу отпора овог одсека кола Р на струју у њему И, тј. У — РИ. Дакле, што је већи отпор дела кола, већи је пад напона у том делу кола за дату струју.
Прорачун напона Омовог закона може се приказати на следећем примеру. Нека струја од 5 мА прође кроз део кола са отпором од 10 кОхм, а потребно је одредити напон у овом делу.
Множењем А = 0,005 А на Р — 10000 Ω добијамо напон једнак 50 В. Исти резултат се може добити множењем 5 мА са 10 кΩ: У = 50 ин
У електронским уређајима струја се обично изражава у милиамперима, а отпор у килоомима.Због тога је погодно користити управо ове мерне јединице у прорачунима према Охмовом закону.
Омов закон такође израчунава отпор ако су познати напон и струја. Формула за овај случај је написана на следећи начин: Р = У / И.
Отпор је увек однос напона и струје. Ако се напон повећа или смањи за неколико пута, струја ће се повећати или смањити за исти број пута. Однос напон-струја једнак отпору остаје непромењен.
Формула за одређивање отпора не треба схватити да значи да отпор датог проводника зависи од струје и напона. Познато је да зависи од дужине, површине попречног пресека и материјала жице. По изгледу, формула за одређивање отпора подсећа на формулу за израчунавање струје, али постоји суштинска разлика између њих.
Струја у датом делу кола заиста зависи од напона и отпора и мења се како се мењају. А отпор овог дела кола је константна вредност која не зависи од промена напона и струје, већ је једнака односу ових вредности.
Када у два дела кола тече иста струја и напони који се примењују на њих су различити, јасно је да део на који се примењује већи напон има одговарајући отпор.
А ако под дејством истог напона у два различита дела кола тече различита струја, онда ће у овом делу увек бити мања струја, која има већи отпор.Све ово произилази из основне формулације Омовог закона за део кола, односно из чињенице да што је струја већа, то је већи напон и мањи отпор.
Прорачун отпора применом Омовог закона за део кола биће приказан у следећем примеру.Нека је потребно пронаћи отпор пресека кроз који протиче струја од 50 мА при напону од 40 В. Изражавање струје у амперима, добијамо И = 0,05 А. Поделите 40 са 0,05 и утврдите да је отпор 800 ома.
Омов закон се може визуализовати у облику такозване струјно-напонске карактеристике... Као што знате, директно пропорционална веза између две величине је права линија која пролази кроз почетак. Ова зависност се обично назива линеарном.
На сл. 2 приказан као пример графика Омовог закона за део кола са отпором од 100 ома. Хоризонтална оса је напон у волтима, а вертикална оса је струја у амперима. Скала струје и напона се може изабрати по жељи. Права линија је нацртана тако да је за сваку њену тачку однос напона и струје 100 ома. На пример, ако је У = 50 В, онда је И = 0,5 А и Р = 50: 0,5 = 100 ома.
Пиринач. 2… Охмов закон (струјно-напонска карактеристика)
График Омовог закона за негативне вредности струје и напона је исти. То значи да струја у колу тече на исти начин у оба смера. Што је отпор већи, то се добија мања струја при датом напону и што се права линија пажљивије креће.
Уређаји код којих је струјно-напонска карактеристика права линија која пролази кроз почетну тачку, односно отпор остаје константан при промени напона или струје, називају се линеарни уређаји... Користе се и термини линеарна кола, линеарни отпори.
Постоје и уређаји код којих се отпор мења када се промени напон или струја. Тада се однос између струје и напона изражава не према Омовом закону, већ на сложенији начин. За такве уређаје струјно-напонска карактеристика неће бити права линија која пролази кроз почетну тачку, већ је или крива или испрекидана линија. Ови уређаји се називају нелинеарни.
Погледајте и на ову тему: Примена Омовог закона у пракси
