Ohm yasasının üçgeni.
Ohm Yasası, elektrik ve elektroniklerin dayanaklarından biridir. Oldukça basit olan formülü, üç temel elektriksel büyüklüğü ilişkilendirir: gerilim, akım ve direnç. Bu yazıda dayandığı temel kavramları kısaca açıklarım.
Grafiksel olarak ve basit bir şekilde bu büyüklükleri ve ayrıca Ohm Yasasını açıklamak için, bazen bu daha dar bir kısmı olan bir tüp vasıtasıyla birbirine bağlanmış iki gemi örneğine kullanılır. Bu kaplardan biri suyla doludur, diğeri ise şekilde gördüğümüz kadar boş.
Gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi açıklamak için, bu daha dar bir kısmı olan ve bir su ile doldurulmuş kaplardan biriyle bir tüp vasıtasıyla birbirine bağlanmış iki kap örneği kullanılır.
İki gemi arasındaki su seviyesindeki fark, gerilime (veya elektriksel potansiyel farkına) eşittir. Tüpün çapı direnci temsil ederken geçen su miktarı akıntıya eşittir: çap ne kadar küçükse, direnç o kadar büyük (daha az su geçer). Geçen su miktarı sadece tüpün çapına değil, aynı zamanda kaplar arasındaki su miktarındaki farka da bağlıdır. Her iki gemi de aynı miktarda suya sahip olsaydı, aralarında potansiyel bir fark olmazdı (gerilim) ve sudan (akım) borudan geçemez (direnç). Gördüklerimize göre, bu büyüklükler arasındaki ilişki çok basittir:
Ohm Kanunu: Gerilim ve direnci bilen akımı hesaplayan formül.
Yani akım, dirençle bölünen gerilime eşittir. Gerilim arttıkça, akım da artar. Daha fazla direnç, daha az akım. Formülde terimlerin geçişini uygularsak, gerginliği ve bilinmeyen direnci de elde ederiz. Bunlar türetilmiş formüller olacaktır:
Akımı ve direnci bilmek gerginliği hesaplamak için formül.
Gerilim ve akımı bilen direnci hesaplamak için formül.
Voltaj (veya potansiyel fark) Volt (V) cinsinden, Amper veya Amper cinsinden akım (A) ve Ohm () cinsinden direnç ölçülür.
Elektrik gücü ve Ohm Kanunu
Elektrik gücünün formülü (Watt olarak ölçülür) çok basittir ve akımla çarpılan gerilime eşittir.
Gerilim ve akımı bilen gücü hesaplamak için formül.
Aynı gücü koruyarak ve gerilimi düşürerek, akımın örnek tasarımlarda görüldüğü gibi arttığını not etmek ilginçtir. İlkinde, 220V elektrik şebekesi ile çalışan 60W'lık bir elektrik ampulümüz var. Bu durumda, tellerden geçen akım sadece 0.27A olacaktır.
220V AC ile çalışan 60W elektrik ampulü örneği.
İkinci örnekte, bir öncekiyle aynı güce sahip, ancak 12V ile beslenen başka bir elektrikli ampulün akımının 18 kat daha yüksek olduğunu görüyoruz.
12V AC ile çalışan 60W'lık elektrikli ampul örneği.
Düşük voltajlı devrelerle çalışırken yüksek akımlar sorunu "12 V DC tesisatlar: bazı teknik özellikler"makalemde analiz ettim .
Güç formülünün bir direniş hesabı yok ama daha önce gördüğümüz Ohm Kanunu sayesinde çarpımları "dirençli" eşdeğerleriyle değiştirebiliriz. Bu şekilde direnç içeren güç formülleri elde ediyoruz.
Gerginlik ve direnci bilen gücü hesaplamak için formül.
Akımı ve direnci bilen gücü hesaplamak için formül.
Hangi faydaya sahip olduklarını merak edenler için son formüller olduğunu, onlara akımı veya içindeki gerilimi bilen bir direnci yayan gücü hesaplamak için çok kullanıldıklarını söylüyorum.
İki formülün olası kombinasyonları, bir çift değere dayanarak herhangi bir sonuç elde etmemizi sağlar. Pratik olarak 12 farklı formül alabiliriz. En karmaşık olanı ikidir, çünkü karekökü kullanırlar, gerisi oldukça basittir.
Ohm Yasasının ve gücünün tüm formülleri.
Javascript'te, gördüğümüz formülleri kullanarak voltaj, akım direnci ve güç değerlerini elde etmeyi sağlayan ve sadece ikisini tanıtan bir çevrimiçi hesap makinesi geliştirdim. Bu bağlantı:
