Wet van Ohm – Volledige uitleg en voorbeelden

Als de vergelijkingen niet correct worden weergegeven, gebruik dan de bureaubladweergave

Contents show

De wet van Ohm bestaat als de fundamentele wet achter de andere formules. Het begrijpen van deze wet zal ons enorm helpen begrijpen hoe een elektrisch circuit werkt. Voor dit doel zullen we vergezeld gaan van een weerstand, het eenvoudigste passieve element.

Wat is de wet van Ohm eigenlijk?

Hoe te gebruiken?

In het begin zullen we in de war raken door de naam. Waarom moet het de wet van Ohm zijn? Alle formules zijn vernoemd naar de naam van de uitvinder.

Deze wet is er om een meting te krijgen van ‘Elektrische Weerstand’. Niet alleen dat, deze wet zal leiden tot de meting van de “elektrische impedantie”.

Bij een wisselstroomkring vervang je de weerstand door impedantie. Als we de waarden van twee van drie elementen hebben, kunnen we het derde waarde-element gemakkelijk vinden.

Waarom is de wet van Ohm erg belangrijk voor ons om te leren? Omdat de elementen in de vergelijking de belangrijkste variabelen zijn. U vindt spanning, stroom en weerstand (of impedantie) in elk elektrisch circuit dat u vindt of gebruikt.

Niet alleen dat, de wet van Ohm wordt gebruikt voor de geavanceerde wetten, stellingen en berekeningen. De wet van Ohm wordt gebruikt in elk aspect van elektrische en elektronische circuits, waar de elektrische stroom vloeit.

In dit bericht zullen we alles leren over de wet van Ohm. Ik zal de circuitanalyse, de toepassing ervan en een eenvoudigere methode om te gebruiken geven. Wat de formule van de wet van Ohm is, heeft hier onze hoogste prioriteit.

Niet alleen de vergelijking, hier vindt u een gemakkelijkere illustratie om het heel goed te onthouden.

Voordat je de wet van Ohm leert, is het verstandig om eerst te lezen wat een elektrisch circuit is.

Eerste ontdekking van de wet van Ohm

De formule van de wet van Ohm is niet uit het niets ontdekt. Deze wet van Ohm vormt een relatie tussen spanning, stroom en weerstand in een elektrisch circuit. Later zullen we lezen over de definitie van de wet van Ohm.

Als we de wet van Ohm willen erkennen, moet het voor Georg Ohm zijn. Hij is een Duitse wetenschapper die talloze experimenten heeft uitgevoerd om de relatie tussen spanning, stroom en weerstand in één vergelijking te vinden. Deze wet is de ‘vader’ van alle elektrische wetten en stellingen.

Een Duitse natuurkundige, Georg Ohm, is degene die deze wet in 1827 heeft uitgevonden.

Wat is de wet van Ohm?

De theorie van het experiment met de wet van Ohm is de relatie tussen spanning, stroom en weerstand. Het stelt dat de spanning varieert als de stroom varieert (en vice versa), aangezien alle andere variabelen hetzelfde blijven.

Op de vraag wat is de definitie van de wet van Ohm?

De wet van Ohm stelt dat de stroom evenredig is met de spanning, maar omgekeerd evenredig met de weerstand

De wet van Ohm stelt dat de spanning over een weerstand evenredig is met de stroom die er doorheen gaat.

Wat zorgt ervoor dat de spanning en stroom in het circuit variëren? Het is gerelateerd aan de weerstand in dat circuit.

Theorie van de wet van Ohm

Nadat we hebben geweten dat spanning, stroom en weerstand de pijlers zijn van de wet van Ohm, zullen we proberen het dieper en beter te begrijpen.

Hoe werkt de theorie van de wet van Ohm?

De theorie van de wet van Ohm illustreert hoe de stroom door elk materiaal vloeit wanneer een spanning wordt toegepast. Een ding om te onthouden is het verschil tussen lage weerstand en hoge weerstand. Een elektrische draad of een andere geleider heeft een lage weerstand, dit betekent dat de stroom gemakkelijk zal vloeien. Anders, als de weerstand hoog is, zal de stroom moeilijk kunnen vloeien.

Om het eenvoudiger te maken, omdat de hoeveelheid stroom die in het circuit vloeit wordt bepaald door de spanning gedeeld door de weerstand, betekent meer weerstand minder stroom en vice versa.

Normaal gesproken heeft elke geleider een zeer kleine weerstand, dus we kunnen deze in onze berekening negeren. Aan de andere kant is elk materiaal dat geen elektrische stroom kan leveren een isolator.

Weerstand, gemeten in ohm (Ω), wordt bepaald door het materiaal. Verschillende materialen met verschillende afmetingen bieden verschillende weerstanden van elkaar.

De wet van Ohm wordt weergegeven door een lineaire relatiegrafiek tussen spanning (V) en stroom (I) in een elektrisch circuit. We kunnen ons de wet van Ohm voorstellen met behulp van de waterpijp illustratie:

De waterleiding is de weerstand (R) in het circuit, gemeten in ohm (Ω).
Het water is de elektrische stroom (I) die in het circuit stroomt, gemeten in ampère (A).
Het hoogteverschil tussen het water is de spanning (V) in het circuit, gemeten in volt (V).

De illustratie gaat als volgt:

Als de waterleiding dun is (weerstand is hoog), beperkt dit de waterstroom (elektrische stroom) in het circuit.
Als de waterleiding breed is (weerstand is laag), verhoogt dit het water (elektrische stroom) dat in het circuit stroomt.
Elk materiaal heeft een unieke eigenschap om elektrische lading stroom te weerstaan. Hun fysieke vermogen om stroom te weerstaan, staat bekend als weerstand met het symbool R.

Vergelijking van de wet van Ohm

Houd er rekening mee dat zowel de “Wet van Ohm” die de weerstand in het circuit meet en “Weerstand” die meet hoe goed een weerstand weerstand biedt tegen elektrische stroom, beide worden weergegeven door “R”

De weerstand van een weerstand wordt berekend uit

$\begin{align*}R=\rho\frac{l}{A}\end{align*}$

Waar:
ρ = soortelijke weerstand van het materiaal, gemeten in ohm-meter
l = lengte van een weerstand
A = dwarsdoorsnede

Verder gaan we niet want dit is niet wat we zoeken.

Voortbordurend op wat we eerder hebben achtergelaten, bestaat de wet van Ohm uit een spanning, een stroom en een weerstand. Op deze manier zullen we een eenvoudig elektrisch circuit gebruiken dat uit elk van hen bestaat.

Bekijk het onderstaande circuit met de wet van Ohm met een spanningsbron en een weerstand. Deze twee zullen elektrische stroom produceren.

Uit de vorige uitleg hebben we:

De spanning varieert met de stroom (en vice versa) terwijl alle andere variabelen hetzelfde blijven.
Stroom is evenredig met de spanning (en vice versa) maar omgekeerd evenredig met de weerstand.

Vanuit de twee bovenstaande punten kunnen we de formule van Ohm schrijven als

$\begin{align*}I=\frac{V}{R}\quad\mbox{or}\quad V=IR\quad\mbox{or}\quad R=\frac{V}{I}\end{align*}$

dat is de wiskundige vergelijking van de wet van Ohm.

V staat voor spanning in het circuit, gemeten in volt (V), maar voor sommige mensen gebruiken we in plaats daarvan E. Waar E de elektromotorische kracht of spanning is.

I vertegenwoordigt de stroom die in het circuit door elk element (weerstand in het circuit voorbeeld) stroomt, gemeten in ampère (A).

R staat voor weerstand van de weerstand gemeten in ohm (Ω).

We concluderen dat:

Als de spanning wordt verhoogd, zal ook de stroom toenemen.
Als de weerstand wordt verhoogd, zal de stroom afnemen.

Dus,

De weerstand R van een element geeft het vermogen aan om weerstand te bieden aan de stroom van elektrische stroom, gemeten in ohm (Ω).

We kunnen de vergelijking afleiden tot

$\begin{align*}R=\frac{v}{i}\end{align*}$

zodat

$\begin{align*}1\Omega=1\mbox{V/A}\end{align*}$

Uit de bovenstaande definitie weten we dat:

De wet van Ohm stelt dat het potentiaalverschil (spanning) tussen twee punten evenredig is met de stroom die door een weerstand vloeit, en ook evenredig met de weerstand van het circuit. Samenvatting, de formule van de wet van Ohm is gewoon V = IxR.

Wet van Ohm Formule

We kunnen de waarde van spanning, stroom en weerstand vinden met de wet van Ohm als we twee van de drie variabelen hebben. Bijvoorbeeld:

Spanningsberekening Formule van de wet van Ohm

Als we de waarde van de weerstand en de stroom hebben, kunnen we de waarde van de spanning vinden met:

[V = I x R] —– Spanning (Volt) = Stroom (Ampere) x Weerstand (Ω)

Huidige berekening Wet formule van Ohm

[I = V / R] —– Stroom (Ampere) = Spanning (V) / Weerstand (Ω)

Weerstandsberekening Formule van de wet van Ohm

Als we de waarde van de spanning en de stroom hebben, kunnen we de waarde van de weerstand vinden met:

[R = V / I] —– Weerstand (Ω) = Spanning (V) / Stroom (Ampere)

De waarde van R varieert van nul tot oneindig. Daarom is het belangrijk om kennis te nemen van twee extreem mogelijke waarden van R.

Nul weerstand en kortsluiting

Een element met de waarde R = 0 is een kortsluiting.

Dus,

$\begin{align*}v=iR=0\end{align*}$

wat aangeeft dat de spanning nul is, maar dat de stroom elke waarde kan hebben. Met andere woorden, de kortsluiting wordt meestal aangenomen door een verbindingsdraad die de perfecte geleider is.

Vandaar.

Een kortsluiting is een circuit element waarvan de weerstand nul nadert.

Oneindige weerstand en open circuit

Daarentegen is een element met R = ∞ een open circuit zoals hieronder kan zijn. Voor een open circuit,

Dan,

$\begin{align*}i=\lim_{R \rightarrow \infty}\frac{v}{R}=0\end{align*}$

wat aangeeft dat de stroom nul is door de spanning kan elke waarde zijn.

Vandaar,

Een open circuit is een circuit element met een weerstand die oneindig nadert.

Driehoek van de wet van Ohm

Door twee van de drie variabelen uit de wet van Ohm te kennen, zullen we de gevraagde variabele gemakkelijk vinden.

Dus als we de waarde van de stroom willen weten, moeten we de waarden van de spanning en de weerstand weten.

Hieronder staat de bekende driehoek van de wet van Ohm.

Net zoals hierboven vermeld:

Spanning (V) berekenen
[V = I x R] —– Spanning (Volt) = Stroom (Ampere) x Weerstand (Ω)

Stroom (I) berekenen
[I = V / R] —– Stroom (Ampere) = Spanning (V) / Weerstand (Ω)

Weerstand berekenen (Ω)
[R = V / I] —– Weerstand (Ω) = Spanning (V) / Stroom (Ampere)

De wet van ohm zal veel worden gebruikt samen met de wet van kirchhoff.

Cirkeldiagram van de wet van Ohm

De wet van Ohm toont de relatie tussen spanning (V of E), stroom (I) en weerstand (R).

Daarom voegen we de wet van Joule toe om het waterwiel van ohm te perfectioneren. De wet van Joule stelt dat vermogen de vermenigvuldiging is van spanning en stroom.

Als resultaat zal de combinatie van deze twee ons 12 formules opleveren met 2 bekende variabelen.

Daarom krijgen we hieronder het waterwiel van ohm samen met hun meeteenheden.

Beperking van de wet van Ohm

Zelfs dit is de meest elementaire circuitanalyse, het heeft nog steeds enkele beperkingen, zoals:

Kan niet worden gebruikt voor een eenzijdig elektrisch netwerk (diode, transistor, enz.) Dat geen lineaire spanning-stroom relatie heeft.
Kan niet worden geïmplementeerd voor een niet-lineair circuit.

Voorbeeld van de wet van Ohm

Laten we voor een beter begrip enkele voorbeelden van de wet van Ohm hieronder bekijken.

1.) Een strijkijzer trekt 5 A bij 20 V. Bereken zijn weerstand.

Oplossing :

Wet van Ohm gebruiken:

$\begin{align*}R=\frac{v}{i}=\frac{20}{5}=4\Omega\end{align*}$

2.) Bereken volgens het onderstaande circuit de stroom (i) en het vermogen (p).

Oplossing :

De stroom is:

$\begin{align*}i=\frac{v}{R}=\frac{12}{4}=3A\end{align*}$

De kracht is:

$\begin{align*}p=vi=12\times3=36W\\&or\\p=i^{2}R=3^{2}\times4=36W\end{align*}$

Veel Gestelde Vragen

Wat is de formule van de wet van Ohm?

De formule van de wet van Ohm is V = IR, waarbij V de spanning over een element is, I de stroom die door het element vloeit en R de weerstand is die door het element wordt geleverd.

De wet van Ohm bestaat alleen voor welke elementen?

Zoals de naam al aangeeft, is de wet van Ohm alleen bruikbaar voor ohmse elementen zoals geleidedraad (ijzer, koper). De wet van Ohm is onbruikbaar voor niet-ohmse elementen zoals halfgeleiders (transistoren).

Hoe de wet van Ohm berekenen?

Om de wet van Ohm te berekenen, kunnen we spanning (V) = stroom (I) x weerstand (R) gebruiken, wat resulteert in V (volt) = A (ampère) x Ω (ohm).

Wat is de vergelijking van de wet van Ohm?

De vergelijking van de wet van Ohm is V = I x R, waarbij V spanning is, I stroom is en R weerstand is.

Wat zijn de beperkingen van de wet van Ohm?

De beperkingen van de wet van Ohm zijn Kan niet worden gebruikt voor een eenzijdig elektrisch netwerk (diode, transistor, enz.) Dat geen lineaire spanning-stroom relatie heeft en niet kan worden geïmplementeerd voor een niet-lineair circuit.

Waar staat in de wet van Ohm de hoofdletter ”e” voor?

Spanning wordt weergegeven door de letters “E” of “V” en gemeten in volt. Dan kan de wet van Ohm worden geschreven door E = IR of V = IR.