Zrozumienie prawa Ohma: przewodnik dla początkujących po napięciu, prą – 38-3D

Prawo Ohma jest podstawowa zasada w zakresie elektroniki i inżynierii elektrycznej, opisując związek między napięcie (v), prąd (i) i opór (r) w obwodzie elektrycznym. Niezależnie od tego, czy jesteś początkującym, czy entuzjastą elektroniki, zrozumienie prawa Ohma jest niezbędne do projektowania obwodów, problemów z rozwiązywaniem problemów i pracy z komponentami elektrycznymi.

1. Jakie jest prawo Ohma?

Prawo Ohma to stwierdza Prąd (i) w obwodzie jest wprost proporcjonalny do napięcia (v) zastosowanego i odwrotnie proporcjonalnego do rezystancji (R): V=I×R

Gdzie:

V = napięcie (wolty, v)
I = prąd (amper, a)
R = rezystancja (om, ω)

To równanie pomaga w obliczeniu jak komponenty elektryczne zachowują się w obwodzie.

2. Zrozumienie trzech zmiennych

A. Napięcie (V) - Ciśnienie elektryczne

Napięcie jest siła, która przesuwa ładunek elektryczny przez obwód. Jest mierzony w wolty (v) i jest dostarczany przez baterie, zasilacze lub generatory.

🔹 Przykład: A Bateria 9 V. zapewnia 9 woltów energii potencjalnej do obwodu.

B. prąd (i) - przepływ energii elektrycznej

Prąd jest przepływ ładunku elektrycznego w obwodzie mierzonym w AMPERES (a). Wyższe środki prądu Więcej elektronów porusza się przez obwód.

🔹 Przykład: A 1A prąd oznacza 1 Coulomb z przepływów ładunku na sekundę.

C. Opór (R) - sprzeciw wobec przepływu prądu

Opór jest sprzeciw wobec prądu elektrycznego w obwodzie mierzonym w Ohm (ω). Określa Ile prądu będzie płynie dla danego napięcia.

🔹 Przykład: A Żarówka żarówka ma opór, który kontroluje, ile przepływa przez niego prądu.

3. Przegrupowanie prawa Ohma do obliczeń

Prawo Ohma można przepisać na podstawie tego, czego potrzebujesz do obliczenia:

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

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

Przykładowe obliczenia:

🔹 Znajdź napięcie (v): V=2A×10 Ω=20V
A 2a Prąd przepływa przez Rezystor 10Ω. Jakie jest napięcie?

🔹 Znajdź obecny (i): I=6 Ω12V=2A
A Bateria 12 V. jest połączony z Rezystor 6Ω. Jaki jest obecny?

🔹 Znajdź opór (r): R=3A9V=3Ω
Obwód ma Źródło zasilania 9V I 3A prąd. Jaki jest opór?

4. Ohm's Law Triangle - Szybka sztuczka pamięci

Aby łatwo pamiętać o prawie Ohma, użyj tego trójkąta:

       V
    -------
    I  |  R

Okładka V znaleźć I × r
Okładka I znaleźć V ÷ r
Okładka R znaleźć V ÷ i

5. Prawo Ohma w prawdziwych obwodach

A. Obliczanie wartości rezystora

🔹 Problem: Masz 5V Arduino wyjściowe i chcę ograniczyć prąd do 10MA (0,01a) za diodę LED. Jakiej wartości rezystora należy użyć?

R=IV=0.01A5V=500 Ω

🔹 Rozwiązanie: Użyj a Rezystor 500 Ω w szeregu z diodą LED.

B. Zrozumienie zużycia energii

Moc (P) W obwodzie jest obliczane za pomocą: P=V×I

🔹 Przykład: A 12v, 2a Zasilacz jest używany w obwodzie. Ile energii jest spożywane?

P=12V×2A=24W

🔹 Wskazówka: Wybór odpowiedniego rezystora zapobiega przegrzaniu i uszkodzeniu komponentów.

6. Wspólne zastosowania prawa Ohma

✅ Wybór rezystorów dla diod LED, obwodów i czujników
✅ Projektowanie zasilaczy dla Arduino, Raspberry Pi i mikrokontrolerów
✅ Obwody rozwiązywania problemów -Znalezienie błędów w okablowaniu lub wypaleniu komponentów
✅ Obliczanie bezpiecznych limitów prądu Aby zapobiec przegrzaniu

7. Wskazówki dotyczące bezpieczeństwa przy stosowaniu prawa Ohma

⚠ Nigdy nie przekraczają ocen napięcia lub prądu komponentów.
⚠ Użyj bezpieczników i rezystorów ograniczających prąd Aby chronić obwody.
⚠ Sprawdź oceny mocy rezystorów, aby zapobiec przegrzaniu.

8. Wniosek

Prawo Ohma jest fundament elektroniki, pozwalając inżynierom i hobbystom Oblicz napięcie, prąd i opór w obwodach. Opanowując te zasady, możesz projektowanie, rozwiązywanie problemów i optymalizuj obwody elektryczne skutecznie.

Chcesz dowiedzieć się więcej? Spróbuj zbudować prosty obwód LED za pomocą prawa Ohma! 🚀