Legea lui Ohm
În acest video/articol voi explica formule legiii lui ohm care sunt foarte utile pentru rezolvarea problemelor care apar la orice electronist indiferent dacă este începător sau avansat. Deși mulți sunt sigur că cunosc aceste formule, puțini știu să le aplice corect. În multe cărți de obicei găsim doar formule de baza, fără exemple practice. Din acest motiv sunt mulți începători ce sunt în dificultate la construirea unui montaj, mai ales dacă valorile din schemă nu sunt chiar corecte și este nevoie să ne calculăm singuri valorile unei rezistențe de exemplu.
Fizicianul german Georg Simon Ohm (1789-1854) , directorul Școlii Politehnice de la Nürnberg, a descoperit în timpul lucrării sale că:
Intensitatea (I) curentului electric este direct proporțională cu tensiunea aplicată și invers proporțională cu rezistența (R) din circuit.
Cu alte cuvinte, Legea lui Ohm afirmă că: într-un circuit, curentul crește odată cu creșterea tensiunii și scade odată cu creșterea valorii rezistenței din circuit. Prin urmare, formulele rezultate sunt esențiale pentru rezolvarea multor probleme în domeniul electronicii. Este suficient să cunoaștem doar două valori pentru a calcula o necunoscută.
Legea lui Ohm exemple
Cum aflăm o tensiune?
I este intensitatea curentului, măsurată în amperi;
U este tensiunea aplicată, măsurată în volți;
R este rezistența circuitului, măsurată în ohmi.
Exercițiu:
Știm că într-o rezistență de 40 ohmi trece un curent de 0,5 amperi. Cum aflăm tensiunea prezentă la pinii acestei rezistențe?
Rezolvare
Soluție: pentru a găsi tensiunea, trebuie să utilizați această formulă:
U = I x R
volți = amp x ohm
40 x 0,5 = 20 volți
Exercițiu:
Cum aflați căderea de tensiune obținută prin conectarea unei rezistențe de 3 ohmi în serie cu un bec de 12 volți și un curent 0,6 amperi?
Rezolvare
Soluție: pentru a găsi tensiunea, trebuie să utilizați această formulă:
U = I x R
volți = amp x ohm
Deci, dacă rezistența de 3 ohmi este traversată de un curent de 0,6 amperi, se obține:
3 x 0,6 = 1,8 volți
Deci becul din cauza rezistenței, nu mai este alimentat cu 12 volți, ci cu o tensiune de numai:
12 – 1,8 = 10,2 volți
Exercițiu:
Cum aflăm tensiunea efectivă la bornele unui difuzor care este conectat la un amplificator de 30 wați, iar difuzorul are 8 ohm?
Rezolvare
Soluție: pentru a găsi tensiunea efectivă, trebuie să utilizați această formulă:
volt = √watt x ohm
volt = √30 x 8 = 15,49 volți
Exercițiu:
Cum aflați tensiunea care trebuie aplicată la bornele unui miliampermetru de 10 mA, care a fost conectat în serie cu o rezistență de 1500 ohmi pentru a-l transforma într-un voltmetru?
Rezolvare
Soluție: pentru a găsi tensiunea, trebuie să utilizați această formulă:
volt = (mA x ohm) : 1 000
(10 x 1 500) : 1 000 = 15 volts
Exercițiu:
O tensiune de 15 volți este conectată la bornele a două rezistențe: R1 de 470 ohmi și R2 de 220 ohmi. Cum aflați tensiunea prezentă pe R2?
Rezolvare
Soluție: pentru a cunoaște această valoare, trebuie mai întâi să adunăm cele două rezistențe
470 + 220 = 690 ohm
Apoi, calculați curentul pe rezistența de 690 ohmi cu 15 volți, folosind următoarea formulă:
amper = volt : ohm
15 : 690 = 0,02173 amperi
În sfârșit, putem calcula căderea de tensiune pe rezistorul R2 de 220 ohmi, grație formulei:
volt = amperi x ohm
0,02173 x 220 = 4,78 volts
Prin urmare, avem pe rezistorul R2 o tensiune de 4,78 volți
Valoarea tensiunii prezente pe rezistențele R2 sau R1 poate fi, de asemenea, calculată prin intermediul acestei formule simplificate:
tensiune pe R2 = [tensiune alimentare : (R1 + R2)] x R2
tensiune pe R1 = [tensiune alimentare : (R1 + R2)] x R1
Valorile rezistențelor R1 și R2 pot fi introduse în formule în ohmi, kilohmi sau megohmi.
Cum aflăm un curent?
I este intensitatea curentului, măsurată în amperi;
U este tensiunea aplicată, măsurată în volți;
R este rezistența circuitului, măsurată în ohmi.
Exercițiu:
Cum aflăm curentul absorbit de un rezistor de 2,2 K conectat la o tensiune de 9 Volți?
Rezolvare
Soluție: pentru a găsi curentul, trebuie să utilizați această formulă:
I =U : R
miliamperi = volt : kilohm
9 : 2,2 = 4 miliamperi
Exercițiu:
Cum aflăm curentul absorbit de un releu a cărui bobină de excitație are o rezistență ohmică de 150 ohmi și care este alimentată cu o tensiune de 12 volți?
Rezolvare
Soluție: pentru a calcula consumul în amperi de acest releu, trebuie să folosim această formulă:
I =U : R
amperi = volt : ohm
12 : 150 = 0,08 amperi
Releul absoarbe un curent de 0,08 amperi, care este egal cu 80 de miliamperi.
Exercițiu:
De unde știți câți amperi sunt absorbiți de un bec de 12 volți si 25 de wati?
Rezolvare
Soluție: pentru a calcula curentul absorbit de acest bec, folosim această formulă:
I = U : R
amperi = watt : volt
25 : 12 = 2,08 amperi
Prin urmare, acest bec absoarbe 2,08 amperi.
Exercițiu:
Cum aflăm valoarea maximă a curentului care poate trece printr-o rezistență de 3.300 ohmi 1/4 watt?
Rezolvare
Soluție: pentru a calcula valoarea maximă a curentului pe care acest rezistor îl poate suporta fără a fi deteriorat, folosim această formulă:
amperi = √watt : ohm
dar mai întâi trebuie să știm ce este 1/4 watt
1 : 4 = 0,25 watt
Acum putem introduce 0.25 in formula:
√0,25 : 3 300 = 0,0087
Pentru a ști câti miliamperi sunt, pur și simplu înmulțiți amperii cu 1000
0,0087 x 1000 = 8,7 milliampères
Dacă s-ar dori să se cunoască tensiunea maximă care poate fi aplicată pe pinii acestei rezistențe, ar trebui să se folosească această formulă:
0,0087 x 3300 = 28,71 volts
Exercițiu:
Cum aflam curentul R.M.S. la o boxa cu un difuzor de 8 ohmi conectat la un amplificator hi-fi de 30 de wați R.M.S. ?
R.M.S. = Root Mean Square = valoare efectivă
Rezolvare
Soluție: pentru a cunoaște valoarea acestui curent, putem folosi această formulă:
amperi = √watt : ohm
√30 : 8 = 1,93 amperi
Pentru a alimenta acest difuzor, trebuie să utilizați un fir conductor care să suporte un curent de 2 amperi.
Exercițiu:
Cum aflam curentul absorbit de la linia noastră de 220 de volți atunci când conectăm un fier de calcat de 800 de wați plus un bec de 100 de wați și un bec de 60 de wați?
Rezolvare
Soluție: pentru a începe, adunam wații absorbiți de fier și de cele două becuri:
800 + 100 + 60 = 960 wati
atunci amperii sunt calculati cu urmatoarea formula:
amperi = watt : volt
960 : 200 = 4,36 amperi
Exercițiu:
Cum aflam după câte ore se descarcă o baterie de 12 volți si 1,3 Ah, dacă este utilizată pentru a alimenta un circuit care absoarbe un curent cu o valoare de 180 de miliamperi?
Rezolvare
Soluție: pentru a ști în câte ore este descărcată această baterie, trebuie să transformam 180 mA în amperi, împărțind la 1000:
180 : 1 000 = 0,18 amperi
trebuie apoi să împărțim 1,3 Ah cu 0,18 amperi:
1,3 : 0,18 = 7,22 ore
Numărul zecimal 22 nu corespunde la minute, ci la sutimi de oră. Pentru a cunoaște minutele, împărțiți 60 de minute cu 100, apoi multiplicați rezultatul cu 22:
(60 : 100) x 22 = 13 minutes
Cum aflăm o rezistență?
I este intensitatea curentului, măsurată în amperi;
U este tensiunea aplicată, măsurată în volți;
R este rezistența circuitului, măsurată în ohmi.
Exercițiu:
Cum aflam ce rezistenta trebuie conectata in serie cu un releu de 6V pentru a putea scadea tensiunea de alimentare(15V) sub 6V?
Soluție: pentru a început, trebuie să aflam ce tensiune trebuie să scadă de la 15 volți la 6 volți.
15 – 6 = 9 volti,
atunci valoarea ohmică a bobinei releului trebuie măsurată și, presupunând că rezultatul obținut este de 50 ohmi, trebuie să se calculeze valoarea curentului absorbit, folosind formula:
amperi = volt : ohm
6 : 50 = 0,12 amperi,
cunoscând curentul care trebuie să curgă în bobină, se poate calcula valoarea rezistenței pentru a obține o cădere de 9 volți, folosind formula:
ohm = volt : amperi
9 : 0,12 = 75 ohm
Deoarece 75 ohmi nu corespunde unei valori standard, două rezistențe de 150 ohmi pot fi conectate în paralel.
Pentru a cunoaște puterea în watti care ar trebui să o aibă această rezistență, se folosește următoarea formulă: watt = volt x amperi
9 x 0,12 = 1,08 watti
Sunt necesare două rezistențe de 150 ohmi cu o putere de 0,5 wați, adică 1/2 watt.
watt = (volt x volt) : ohm (9 x 9) : 150 = 0,54 watti
Exercițiu:
Avem conectat în serie o rezistență cu o valoare necunoscută la un circuit care absoarbe un curent de 0,5 amperi și pe terminalele sale avem o tensiune de 3 volți, cum știm valoarea exactă a rezistenței?
Rezolvare
Soluție: pentru a cunoaște valoarea rezistenței conectate în serie, se poate utiliza formula:
ohm = volt : amper
3 : 0,5 = 6 ohms
Exercițiu:
Avem un divizor de tensiune care trebuie sa reduca tensiunea la 10 Volti dintr-o tensiune de 30V. Cum stim aflam valoarea rezistentei R2, știind că rezistența R1 este de 10000 ohmi?
Rezolvare
Soluție: pentru a calcula valoarea rezistenț R2, folosim această formulă:
ohm R2 = [R1: (Vcc – volt pe R2)] x volt pe R2
10 000 : (30 – 10)] x 10 = 5 000 ohms
Deoarece 5.000 ohmi nu corespund unei valori standard, două rezistențe de 10.000 ohmi pot fi conectate în paralel, obținând astfel 5.000 ohmi.
Exercițiu:
Cum transformam un intrument de masurare cu scala de 1 miliamper într-un voltmetru pentru a citi o tensiune maximă de 50 de volți în partea de jos a scării de 10.000? Ce rezistență trebuie conectată în serie?
Rezolvare
Soluție: pentru a calcula valoarea la această rezistență, putem folosi formula urmatoare:
ohm = (volt : mA) x 1 000
(50 : 1) x 1 000 = 50 000 ohm
Deoarece acest calcul nu ține cont de rezistența internă a instrumentului, valoarea care va fi aplicată în serie va fi întotdeauna mai mică decât valoarea calculată de 50 000 ohmi. Pentru a aduce acul în partea de jos a scării cu o tensiune de 50 de volți, este recomandat să alegeți o valoare standard sub 50000 ohmi, de exemplu 47 000 ohmi, și apoi să conectați în serie la această rezistență un trimmer de 10 000 ohmi care va fi folosit pentru calibrarea aparatului de masura.
Cum aflăm o putere?
I este intensitatea curentului, măsurată în amperi;
U este tensiunea aplicată, măsurată în volți;
R este rezistența circuitului, măsurată în ohmi.
Exercițiu:
Vrem să conectăm un rezistor de 1,5 ohm pe emitorul unui tranzistor care absoarbe un curent de 2 amperi. Cum aflam puterea acestui rezistor?
Rezolvare
Soluție: pentru a calcula puterea acestei rezistențe, utilizați această formulă:
watt = (amper x amper) x ohm
(2 x 2) x 1,5 = 6 watti
Exercițiu:
Avem un amplificator alimentat cu o tensiune de 30 de volți și care absoarbe, la puterea maximă, un curent de 1,8 amperi, cum aflati câți wați pot fi obținuți?
Rezolvare
Soluție: pentru a obține volți efectivi, împărțiți această valoare cu 2,82 :
30 : 2,82 = 10,63 volti efectiva
Putem înmulți cei 10,63 volți cu amperii, obținând astfel o putere de: 10,63 x 1,8 = 19,13 watti maxim
Neștiind performanțele amplificatorului nostru, este mai bine să înmulțiți acei wați cu factorul de pondere 0,75. Astfel, puterea maximă care va fi obținută nu va depăși niciodată 14,34 wați efectivi.
Acum tu urmezi!
Vrei să adaugi ceva, ai sugestii, ai găsit greşeli sau postarea nu mai este actuală? Atunci aștept cu nerăbdare comentariul tău.
Desigur, poți recomanda acest articol. Sunt recunoscător pentru orice sprijin!
Lasă un răspuns