Νόμος του Ωμ

Για τη μονάδα μέτρησης δείτε στο άρθρο: Ωμ (μονάδα μέτρησης). 1

Δείτε επίσης: Γκέοργκ Ωμ.

Ο Νόμος του Ωμ  συνδέει την Τάση (V), το Ρεύμα (I) και την Αντίσταση (R). Η σχέση αυτή μπορεί να διατυπωθεί με τρείς τρόπους:

• I = V / R
• R = V / I
• V = IxR

όπου:

• V=τάση σε Volts (V)
• I=ρεύμα σε Amperes (Α)
• R=αντίσταση σε ohm (Ω)

 

 1.Στοιχειώδης περιγραφή των ηλεκτρικών κυκλωμάτων και η χρησιμότητα του νόμου του Ωμ

Τα ηλεκτρικά κυκλώματα αποτελούνται από τις ηλεκτρικές συσκευές που συνδέονται με τα καλώδια (ή άλλους κατάλληλους αγωγούς). Το παραπάνω διάγραμμα παρουσιάζει ένα από τα απλούστερα ηλεκτρικά κυκλώματα που μπορούν να κατασκευαστούν. Μια ηλεκτρική συσκευή παρουσιάζεται ως κύκλος με τα σύμβολο (+) και (-) τα τερματικά, τα οποία αντιπροσωπεύουν μια πηγή τάσης, όπως μια μπαταρία. Η άλλη συσκευή εμφανίζεται σαν ένα σύμβολο ζιγκζακ  με το γράμμα (R). Αυτό το σύμβολο αντιπροσωπεύει έναν αντιστάτη, και το (R) υποδεικνύει την αντίστασή του.

Το θετικό τερματικό της πηγής τάσης (+), συνδέεται με ένα από τα τερματικά του αντιστάτη χρησιμοποιώντας ένα καλώδιο αμελητέας αντίστασης και μέσω αυτού του καλωδίου ένα τρέχον ρεύμα (Ι) υποδεικνύεται σε μια διευκρινισμένη κατεύθυνση όπου εμφανίζεται με ένα βέλος. Το άλλο τερματικό του αντιστάτη ή το αρνητικό τερματικό της πηγής τάσης (-), συνδέεται με ένα δεύτερο καλώδιο και στην συνέχεια με την άλλη άκρη του αντιστάστη.

Με αυτό τον τρόπο διαμορφώνουμε ένα πλήρες κύκλωμα επειδή όλο το ρεύμα που αφήνει το θετικό τερματικό της πηγής τάσης (+) πρέπει να επιστρέψει στο άλλο τερματικό της πηγής τάσης (-).

Η τάση (V) είναι η ηλεκτρική δύναμη που κινεί (αρνητικά) τα ηλεκτρόνια μέσω των καλωδίων και των ηλεκτρικών συσκευών. Το ρεύμα (I) είναι το ποσοστό ροής ηλεκτρονίων και η αντίσταση (R) είναι η ιδιότητα ενός αντιστάτη (ή άλλης συσκευής που υπακούει το νόμο του Ωμ) που περιορίζει το ρεύμα σε ένα ποσό ανάλογο προς την εφαρμοσμένη τάση.

Έτσι, για μια δεδομένη αντίσταση R (Ωμ) και μια δεδομένη τάση V (βολτ) που καθιερώνεται πέρα από την αντίσταση, ο νόμος του Ωμ παρέχει την εξίσωση (I=V/R) για τον υπολογισμό του ρεύματος που πρέπει να περάσει από τον αντιστάτη (ή τη συσκευή).

Οι ηλεκτρικοί αντιστάτες είναι αγωγοί που επιβραδύνουν τη μετάβαση της ηλεκτρικής ενέργειας. Ένας αντιστάτης με μια υψηλή τιμή αντίστασης, για παράδειγμα μεγαλύτερη από 10 μέγα ωμ (ΜΩ), είναι ένας φτωχός αγωγός, ενώ ένας αντιστάτης με μια χαμηλή τιμή, για παράδειγμα λιγότερο από 0,1 ωμ, είναι ένας καλός αγωγός. (Οι μονωτές είναι ηλεκτρικές συσκευές που για τους περισσότερους πρακτικούς λόγους δεν επιτρέπουν στο ρεύμα να διαρρέει το κύκλωμα όταν εφαρμόζεται η τάση.)

2.Πολλαπλάσια και Yποπολλαπλάσια των Mονάδων

Σε πολλές περιπτώσεις θα πρέπει να γνωρίζουμε το Διεθνές Σύστημα Μονάδων (S.I.) έτσι ώστε να μπορούμε να μετατρέψουμε μια μονάδα στο πολλαπλάσιο ή το υποπολλαπλάσιό της. Παρακάτω δίνεται ο διεθνές πίνακας μονάδων σε απλή μορφή.

• 1 000 000 000 000 = 10^12 terra (T)
• 1 000 000 000 = 10^9 giga (G)
• 1 000 000 = 10^6 mega (M)
• 1 000 =10^4 kilo (K)
• 100 =10^2 hecto (h)
• 10 = 10^1 deca (da)
• 0.1 = 10^-1 deci (d)
• 0.01 = 10^-2 centi (c)
• 0.001 = 10^-3 milli (m)
• 0.000 001 = 10^-6 micro (μ)
• 0.000 000 001 = 10^-9 nano (n)
• 0.000 000 000 001 = 10^-12 pico (p)
• 0.000 000 000 000 001 = 10^-15 fempto (f)
• 0.000 000 000 000 000 001 = 10^-18 atto (a)

Για περισσότερες πληροφορίες δείτε επίσης: Διεθνές Σύστημα Μονάδων.

 

 

3.Παραδείγματα Μετατροπών

Για να βρούμε πόσα Αmper (Α) είναι τα 2 milliAmper (mA) θα πρέπει να διαιρέσουμε το 2 με το 1000. (Το milli είναι 10 − ³, δηλαδή 0.001).

• 2mA=0.002A

Για να βρούμε πόσα Ωμ (Ω) είναι τα 4 kΩ, θα πρέπει να πολλαπλασιάσουμε το 4 με το 1000. ( Το killo είναι 10³, δηλαδή 1000).

• 4kΩ=4000Ω

 

4.Το Τρίγωνο VIR

Μπορείτε να χρησιμοποιείτε το "τρίγωνο VIR", που εμφανίζεται δεξιά, ώστε να μπορείτε να θυμάστε εύκολα τις τρεις εκδοχές του νόμου του Οhm.

• Για να υπολογίσετε την τάση (V) βάλτε το δάκτυλό σας πάνω στο V, αυτό που απομένει είναι Ι R,

οπότε η εξίσωση είναι V = IxR

• Για να υπολογίσετε το ρεύμα (Ι) βάλτε το δάκτυλό σας πάνω στο Ι, αυτό που απομένει είναι το V και από κάτω το R,

οπότε η εξίσωση είναι I = V / R

• Για να υπολογίσετε την αντίσταση (R) βάλτε το δάκτυλό σας πάνω στο R, αυτό που απομένει είναι το V και από κάτω το I,

οπότε η εξίσωση είναι R = V / I

 

 

 

 5.Παραδείγματα Εφαρμογής του Νόμου

• Εφαρμόζουμε μία τάση 2V στα άκρα μιας αντίστασης 4Ω. Πόσο είναι το ρεύμα που διαρρέει την αντίσταση;

Εξίσωση: I = V / R = > R = 2 / 4 = > I = 0.5A

 

• Μία λάμπα που είναι συνδεδεμένη σε μία μπαταρία με τάση 6V, διαρρέεται από ρεύμα 60mA. Πόσο είναι η αντίσταση της λάμπας;

Εξίσωση: R = V / I = > R = 6 / 0.06 = > R = 100Ω Σημείωση:Μετατρέψαμε τα 60mA σε Ampere (60mA=0.06A) για να μπορέσουμε να βρούμε την ανίσταση σε (Ω).

 

• Μία αντίσταση 1.2ΚΩ διαρρέεται από ρεύμα 0.2Α. Ποιά είναι η τάση στα άκρα της;

Εξίσωση: V = IxR = > V = 0.2 * 1200 = 240V Σημείωση:Μετατρέψαμε τα 1.2ΚΩ σε Οhm (1.2KΩ=1200Ω) για να μπορέσουμε να βρούμε την τάση σε (V).

6.Λάθη Υπολογισμών

Θα πρέπει να αναφέρουμε το γεγονός ότι τα περισσότερα λάθη γίνονται λόγω των λανθασμένων μετατροπών. Όταν μας ζητάνε να βρούμε το ρεύμα σε (V) όπου η ηλεκτρική αντίσταση είναι σε (kΩ) και η ένταση του ρεύματος σε (mA), θα πρέπει να μετατρέψουμε τα κΩ σε Ωμ και τα mA σε Ampere ή ακόμη οποιαδήποτε μετατροπή και να κάνουμε θα πρέπει οι μονάδες να είναι ίδιες για να μπορέσουμε να υπολογίσουμε το αποτέλεσμα.

7 Ερωτήσεις Σωστού Λάθους.

Βάλτε σε κύκλο την απάντηση

8 Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής.

1) Η αντίσταση μετριέται πάντοτε σε:
α) Coulomb (Κουλόμπ) 
β) Henry (Ανρύ).
γ) Ohms (Ωμ).  
δ) Farad (Φαράντ).

1.      Στα άκρα ενός αγωγού αντίστασης R, εφαρμόζουμε μια διαφορά δυναμικού V:  

                 α) Όσο μεγαλώνει το V, τόσο θα πρέπει να μεγαλώνει και το ρεύμα που ρέει στον αγωγό (υποθέτοντας ότι δεν αλλάζει η αντίσταση R)

                 β) Όσο μεγαλώνει το V, τόσο θα πρέπει να μειώνεται και το ρεύμα που ρέει στον αγωγό (υποθέτοντας ότι δεν αλλάζει η αντίσταση R)

                 γ) Όσο μικραίνει το V, τόσο θα πρέπει να αυξάνεται και το ρεύμα που ρέει στον αγωγό (υποθέτοντας ότι δεν αλλάζει η αντίσταση R)

                 δ) Το ρεύμα που περνά μέσα από την αντίσταση δεν εξαρτάται από την διαφορά δυναμικού V στα άκρα της (υποθέτοντας ότι δεν αλλάζει η αντίσταση R)

 

 

9 Προβλήματα προς λύση.

Άσκηση 1

  Ποια είναι η αντίσταση ενός λαμπτήρα που διαρρέεται από ρεύμα 240(mA) ;όταν συνδεθεί με μπαταρία 12,6 (V); 

Άσκηση 2

Ποια τάση πρέπει να εφαρμοστεί σε μια αντίσταση 1 (ΚΩ) ώστε το διερχόμενο ρεύμα να είναι 30 (mΑ).

Άσκηση 3

Ένας λαμπτήρας έχει αντίσταση 96 (Ω).Ποιο είναι το ρεύμα του λαμπτήρα όταν συνδέεται με τάση 120 (V);

 

.Απαντήστε τις ερωτήσεις ,λύστε τα προβλήματα και στείλτε τα στην διεύθυνση aponouska@yahoo.gr

   10 Χρήσιμες διευθύνσεις

lhttp://kioan.users.uth.gr/electronics/calculators/ohm.html

http://www.pi-schools.gr/hdtc/programs/odysseas/physics.htm