År 1827 formulerade fysikern och matematikern Georg Simon Ohm det vi i dag kallar Ohms lag. Det är ett grundläggande samband för ohmska motstånd mellan spänningen V , strömmen I och resistansen R under de angivna driftförhållandena.
Eftersom elektronik är mycket internationell har välkända storheter många namn. Exempelvis kallas spänningen V för ”spænding” på danska och ”voltage” på engelska. Olika formelsymboler kan också användas för spänning i beräkningar. Tabellen jämför danska och engelska benämningar samt symboler och bokstäver som används i beräkningar.
OHMS LAG UTIFRÅN TVÅ PÅSTÅENDEN
- För ett ohmskt motstånd under stabila driftförhållanden är R oberoende av den pålagda spänningen V.
- För det ohmska motståndet är sambandet mellan spänning V och ström I linjärt så länge driftförhållandena håller R konstant.
Med Ohms lag och P = V × I kan två oberoende kända storheter bestämma de övriga under angivna förutsättningar.
OHMS LAG-HJUL
För att hitta två okända storheter kan du använda Ohms lag-hjulet. Det finns många versioner med olika symboler eller bokstäver för de fyra storheterna. Alla gör samma sak; välj det hjul du tycker är enklast att använda.
Hjulet har fyra kvadranter som visar olika sätt att beräkna storheten i mitten. Låt oss ta några exempel.
Den övre vänstra kvadranten beräknar effekten P, mätt i watt (W), på tre sätt:
Om spänning och ström är kända kan effekten P beräknas. Om vi har en spänning V på 5 V och en ström I på 1,2 A blir den avgivna effekten 6 W enligt följande formel:
Det finns många räknare för Ohms lag på nätet:
Ohms lag-räknare
Vissa hjälper dig också att lära dig och förstå under tiden:
https://phet.colorado.edu/sims/html/ohms-law/latest/ohms-law_da.html
SPÄNNING V
Spänning är skillnaden i elektrisk potentiell energi per laddning mellan två punkter: 1 V = 1 J/C. Tryck är bara en analogi. I en ohmsk krets bestäms strömmen av spänning och resistans enligt I = V/R.
V = volt. 1 mV = 0,001 V och 1 µV = 0,000001 V.
STRÖM I (AMPERE, A)
Elektrisk ström I är laddning per tidsenhet. 1 ampere motsvarar 1 coulomb per sekund, ungefär 6,24 × 10¹⁸ elementarladdningar per sekund. Det är inte elektronernas rörelsehastighet.
Som framgår av tabellen används symboler för storheten
A = ampere. 1 mA = 0,001 A och 1 µA = 0,000001 A. Strömmens symbol är I; A är enheten.
RESISTANS R
Resistans beskriver hur svårt det är för ström att passera genom en ledare vid en given spänning. Högre resistans ger lägre ström. Bilden nedan visar ett vanligt motstånd som används i nästan alla slags projekt på kopplingsdäck och veroboard.
EFFEKT P (WATT, W)
Elektrisk energi omvandlas till värme i motståndet (Joule-värme). Bilden är en illustration, ingen fysisk beskrivning av ström som svettas. Den avgivna effekten P är den avgivna energin per tidsenhet och beräknas som produkten av strömmen I och spänningsfallet U.
Kontrollera alltid motståndets märkeffekt och temperaturgränser i databladet. Både hålmonterade motstånd och SMD-motstånd finns i många effektklasser; 0,25 W är ett vanligt exempel, inte en generell maxgräns. Välj en lämplig säkerhetsmarginal.
EXEMPEL
I detta exempel får vi en spänning V på 5 V och en resistans på 400 Ω. Nu kan vi använda Ohms lag-hjulet eller en räknare på nätet för att hitta strömmen och den avgivna effekten. Vi börjar med att beräkna strömmen:
Eftersom vi nu känner till tre av kretsens fyra storheter kan vi använda vilken som helst av de tre effektformlerna. Här använder vi en som innehåller den nyss beräknade strömmen.
Den beräknade effekten avges i motståndet: 0,0625 W i detta exempel. Ett motstånd märkt 0,25 W kan vara lämpligt under databladets temperatur- och driftvillkor, men 0,25 W är ingen universell gräns. Kontrollera komponentens märkeffekt och säkerhetsmarginal.
BYGG KRETSAR PÅ NÄTET
Här kan du bygga små kretsar och se sambandet mellan fyra storheter: spänning V, ström I, resistans R och effekt P:
Kretsbyggarsats: DC (colorado.edu)
Kontrollexempel: U = 5 V och R = 400 Ω ger I = U/R = 0,0125 A = 12,5 mA och P = U × I = 0,0625 W. Här gäller U = R × I för ett ohmskt motstånd under de angivna driftförhållandena.
