De wet van Ohm is van groot belang in de elektrotechniek als een fundamenteel concept en biedt waardevolle inzichten in het gedrag van elektrische circuits. Door de wet van Ohm te begrijpen, kunt u de mogelijkheid ontgrendelen om spanning, stroom, weerstand en vermogen in een circuit te berekenen. In deze zelfstudie gaan we dieper in op de principes van de wet van Ohm en onderzoeken we hoe vermogen verband houdt met elektrische circuits.
De wet van Ohm
Volgens de wet van Ohm zal een geleider die twee punten verbindt een stroom hebben die direct gecorreleerd is met de spanning rond die punten en omgekeerd gecorreleerd met de weerstand van de geleider. Wiskundig kan het worden weergegeven als:
In deze vergelijking staat V voor de spanning gemeten in volt, I voor de stroom gemeten in ampère en R voor de weerstand gemeten in ohm. Deze wiskundige relatie benadrukt de onderlinge samenhang tussen spanning, stroom en weerstand. Volgens de wet van Ohm resulteert een toename van de spanning over een circuit in een overeenkomstige toename van de stroom, aangezien de weerstand constant blijft. Evenzo, als de weerstand toeneemt, neemt de stroom af voor een gegeven spanning.
Spanning, stroom en weerstand berekenen
Overweeg een voorbeeld om de praktische toepassing van de wet van Ohm aan te tonen. Een circuit met een spanning van 12 volt en een weerstand van 4 ohm en door de wet van Ohm te gebruiken, kunnen we de stroom berekenen die door het circuit vloeit:
Om de waarde van stroom (I) te vinden, delen we beide zijden van de vergelijking door 4:
Daarom is in dit voorbeeld de stroom die door het circuit vloeit 3 ampère.
Vermogen in elektrische circuits
Vermogen is van groot belang in elektrische circuits, omdat het de snelheid aangeeft waarmee elektrische energie wordt verbruikt of overgedragen, en speelt het een cruciale rol bij het begrijpen van het gedrag van circuits. Het vermogen (P) in een elektrisch circuit kan worden berekend met behulp van de volgende vergelijking:
Hier is P het vermogen dat wordt gemeten in watt:
De vergelijking laat zien dat vermogen het product is van stroom en spanning. Dit houdt in dat het vermogen dat wordt verbruikt door een apparaat of component in een circuit recht evenredig is met zowel de stroom die er doorheen vloeit als de spanning erover.
Vermogen berekenen in elektrische circuits
Nu, om het stroomverbruik van een apparaat in een circuit te berekenen. Stel we hebben een schakeling met een stroom van 2 ampère en een spanning van 6 volt, en we willen het vermogen bepalen dan:
Daarom is het stroomverbruik van het apparaat in dit voorbeeld 12 watt.
Cirkeldiagram met formule van de wet van Ohm
Hieronder staat het cirkeldiagram met alle formules voor het berekenen van de stroom, weerstand, spanning en vermogen van elk circuit:
Conclusie
De wet van Ohm biedt een fundamentele relatie tussen spanning, stroom en weerstand, waardoor nauwkeurige berekeningen en voorspellingen in elektrische circuits mogelijk zijn. Bovendien stellen vermogensberekeningen ons in staat om het energieverbruik en de efficiëntie van apparaten en componenten binnen een circuit te evalueren.