1827 formulerade fysikern och matematikern Georg Simon Ohm vad vi idag känner som Ohms lag. Det kan grovt beskrivas som "författningslagen" för el och elektronik. Ohms lag ger är förhållandet mellan spänningen V strömkällan som ger en ström I av elektroner att röra sig i en given riktning med motståndet R som proportionalitet.
Eftersom elektronikens värld är väldigt internationell har kärt barn många namn. Till exempel kallas spänningen V spänning på danska, medan den på engelska kallas spänning. På samma sätt kan flera formelsymboler användas vid beräkning med variabeln spänning/spänning. Tabellen visar en jämförelse av de danska och engelska beteckningarna och samtidigt även symboler och formelbokstäver som används vid beräkningar.
OHMS LAG BASERAD PÅ TVÅ UTTALANDE
- Resistansen R är oberoende av spänningen V
- Förhållandet mellan spänningen V och strömmen genom ett motstånd R är linjärt.
Från dessa påståenden kan man bara känna till två av de fyra variablerna för att härleda de andra två.
OHM HJUL
För att härleda två okända variabler kan du använda ohm-hjulet för att beräkna de två okända variablerna. Ohm-hjulet finns i många versioner där antingen symboler eller formella bokstäver används för att representera de fyra variablerna. De kan alla göra samma sak, det är bara att välja det hjul du känner dig mest bekväm med.
Ohm-hjulet är uppdelat i fyra kvadranter, som var och en representerar olika sätt att beräkna den centrala variabeln. Låt oss ta några exempel.
Den övre vänstra kvadranten används för att beräkna effekten W. Detta kan göras på följande tre sätt:
Om två variabler är kända kan effekten P beräknas. Om vi får en spänning V på 5V och en ström A på 1,2A. Kommer vi att kunna beräkna effekten som sätts åt sidan. Följande formel används här:
Det finns många ohmhjulräknare på webben:
Ohms lag-kalkylator
Också några som ger bra lärande och förståelse längs vägen:
https://phet.colorado.edu/sims/html/ohms-law/latest/ohms-law_da.html
SPÄNNING V
Spänningen bestäms av hur mycket energi vi slänger bakom våra elektroner, det kan med andra ord ses som det tryck du lägger på elektronerna. En spänning driver en ström genom en tråd, där motståndet håller strömflödet i schack.
V = volt, för en stor mängd spänning (1 000 V)
mV = millivolt, en tusendels spänning (0,001 V)
myV = mikrovolt, en miljondels spänning (0,000001 V)
KRAFT A
Ström är den hastighet med vilken elektroner strömmar förbi en punkt i en komplett krets. Om 1 ampere rinner förbi en given punkt motsvarar det 1 coulomb elektroner per sekund – det är 6,24 miljarder (6,24 *10^18) elektroner.
Som nämnts i tabellen används symboler för att beskriva storleken
A = ampere, för en stor mängd ström (1 000 A)
mA = milliampere, en tusendels ampere (0,001 A)
myA = milliampere, en miljondels ampere (0,000001 A)
MOTSTÅND R
Är termen för hur svårt det är för strömmen att passera en ledare, vid en given spänning. Ju större resistansen är, desto mindre ström kan passera. På bilden nedan kan du se ett ganska vanligt motstånd som används till i stort sett alla typer av projekt på fumbleboard och veroboard.
EFFEKT P
Energi avsätts i ett motstånd som ett resultat av elektronernas bromsning och detta värmer upp motståndet. Man ser på bilden att strömmen svettas på bilden, den är svår att klämma sig igenom. Den deponerade effekten P ges av den deponerade energin per tidsenhet beräknad som produkten av strömvärdet av ström I och spänningsfall U .
Ofta glömmer man bort att ta hänsyn till den tilldelade effekten i en komponent och det upptäcker man genom att din krets skickar upp röksignaler när tillräcklig energi har tilldelats under en tid för att värma upp motståndet mot förstörelse. Motstånd för ytmontering är begränsade till en maximal effekt på 0,250 W och ännu lägre för de minsta motstånden.
EXEMPEL
I exemplet nedan får vi en spänning V på 5V och resistansvärdet på 400 Ω. Vi kan nu använda antingen ohm-hjulet eller online-kalkylatorn för att hitta strömmen men också den effekt som tilldelas. Låt oss börja med att beräkna strömmen:
Eftersom vi nu känner till tre av fyra variabler i vår krets kan alla tre formlerna för effekten användas. Jag försöker använda en av formlerna här eftersom vi använder den nyligen beräknade strömmen.
Den beräknade effekten är därför den effekt som avsätts i motståndet. Som tidigare nämnts är ett motstånd som används för fumbleboard och veroboard ofta klassat till maximalt 0,250W. En sådan beräkning som vi har gjort är alltid bra att göra, för att säkerställa att du inte trycker/skadar dina komponenter.
BYG DIG SJÄLV ONLINE
Här kan du själv bygga små kretsar och se sambandet mellan fyra variabler: spänning V , ampere A , resistans Ω och effekt P:
