הבנת החוק של אוהם: מדריך למתחילים למתח, זרם והתנגדות

החוק של אוהם הוא א עיקרון בסיסי בהנדסת אלקטרוניקה והנדסת חשמל, מתאר את הקשר בין מתח (v), זרם (i) והתנגדות (r) במעגל חשמלי. בין אם אתה מתחיל או חובב אלקטרוניקה, הבנת החוק של אוהם הוא חיוני לעיצוב מעגלים, בעיות פתרון בעיות ועבודה עם רכיבים חשמליים.

1. מהו החוק של אוהם?

החוק של אוהם קובע כי הזרם (i) במעגל הוא ביחס ישיר למתח (v) המיושם ויחס הפוך להתנגדות (r): V=אֲנִי×ר '

אֵיפֹה:

V = מתח (וולט, v)
I = זרם (אמפר, א)
R = התנגדות (אוהם, Ω)

משוואה זו מסייעת בחישוב כיצד רכיבים חשמליים מתנהגים במעגל.

2. הבנת שלושת המשתנים

A. מתח (V) - לחץ חשמלי

מתח הוא כוח הדוחף מטען חשמלי דרך מעגלו זה נמדד ב וולט (v) ומסופק על ידי סוללות, ספקי כוח או גנרטורים.

🔹 דוּגמָה: א סוללה 9 וולט מספק 9 וולט של אנרגיה פוטנציאלית למעגל.

ב. זרם (i) - זרימת חשמל

הנוכחי הוא זרימת מטען חשמלי במעגל, נמדד ב אמפר (א)ו אמצעי זרם גבוה יותר אלקטרונים נוספים עוברים במעגל.

🔹 דוּגמָה: א 1A זרם אֶמְצָעִי 1 זרימת מטען בשנייה.

ג. התנגדות (R) - התנגדות לזרימת הזרם

ההתנגדות היא התנגדות לזרם חשמלי במעגל, נמדד ב אוהם (Ω)ו זה קובע כמה זרם יזרום למתח נתון.

🔹 דוּגמָה: א נימה נורה יש התנגדות, השולטת כמה זרם זורם דרכו.

3. סידור מחדש של חוק אוהם לחישובים

ניתן לכתוב מחדש את החוק של אוהם על סמך מה שאתה צריך כדי לחשב:

$V = אֲנִי \times ר '$ $I = \ frac {v} {r}$ $R = \ frac {v} {i}$

$V = i \ Times r$ $I = \ frac {v} {r}$ $R = \ frac {v} {i}$

חישובי דוגמה:

🔹 מצא מתח (v): V=2א×10Ω=20V
א 2 א הזרם זורם דרך א נגד 10Ωו מה המתח?

🔹 מצא זרם (i): אֲנִי=6Ω12V=2א
א סוללה 12 וולט מחובר ל נגד 6Ωו מה הנוכחי?

🔹 מצא התנגדות (R): ר '=3א9V=3Ω
למעגל יש מקור כוח 9V וכן 3A זרםו מהי ההתנגדות?

4 משולש החוק של אוהם - טריק זיכרון מהיר

כדי לזכור בקלות את החוק של אוהם, השתמש במשולש זה:

       V
    -------
    I  |  R

לְכַסוֹת V למצוא I × r
לְכַסוֹת אֲנִי למצוא V ÷ r
לְכַסוֹת ר ' למצוא V ÷ i

5. חוק אוהם במעגלים אמיתיים

א. חישוב ערכי נגדים

🔹 בְּעָיָה: יש לך א פלט ארדואינו 5V ורוצה להגביל את הזרם ל 10mA (0.01a) עבור LED. באיזה ערך נגד אתה צריך להשתמש?

ר '=אֲנִיV=0.01א5V=500Ω

🔹 פִּתָרוֹן: השתמש א נגדי 500Ω בסדרה עם LED.

ב. הבנת צריכת החשמל

כוח (עמ ') במעגל מחושב באמצעות: עמ '=V×אֲנִי

🔹 דוּגמָה: א 12V, 2a אספקת החשמל משמשת במעגל. כמה כוח נצרך?

עמ '=12V×2א=24W

🔹 עֵצָה: בחירת הנגד הנכון מונע התחממות יתר ונזק לרכיב.

6. יישומים נפוצים של חוק אוהם

✅ בחירת נגדים עבור נוריות, מעגלים וחיישנים
✅ תכנון ספקי כוח עבור Arduino, Raspberry Pi ו- Microcontrolers
✅ מעגלי פתרון בעיות -מציאת תקלות בחיווט או רכיבים שרופים
✅ חישוב מגבלות זרם בטוחות כדי למנוע התחממות יתר

7. טיפים לבטיחות בעת החלת חוק אוהם

⚠ לעולם אל תעלה על דירוג המתח או הזרם של רכיבים.
⚠ השתמש בנתיכים ובנגדים מגבילים זרם כדי להגן על מעגלים.
⚠ בדוק דירוגי כוח של נגדים למניעת התחממות יתר.

8. מסקנה

החוק של אוהם הוא בסיס האלקטרוניקה, מאפשרים למהנדסים ולחובבים חישוב מתח, זרם והתנגדות במעגלים. על ידי שליטה בעקרונות אלה, אתה יכול תכנון, פתרון בעיות ומיטב מעגלים חשמליים ביעילות.

רוצה ללמוד עוד? נסה לבנות מעגל LED פשוט באמצעות חוק אוהם! 🚀