Ohmov zákon - základný zákon pre prácu v elektronike

Ohmov zákon - základný zákon pre prácu v elektronike
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  1895 zobrazení
2
 0
Rádioamatérov almanach

Ohmov zákon je fyzikálny zákon, ktorý definuje vzájomný vzťah medzi elektrickým prúdom, elektrickým napätím a elektrickým odporom. Pomenovaný je podľa svojho objaviteľa, nemeckého fyzika Georga Ohma.

V jednoduchom obvode je vyvolávajúcou príčinou javov napätie zdroja. Veľkosť prúdu závisí nielen od napätia zdroja, ale aj od odporu obvodu. Ohm pokusom dokázal, že prúd rastie s napätím, ak odpor obvodu zostane konštantný. Ak je napätie zdroja stále a odpor v obvode sa zmenšuje, začne prúd stúpať. Ak by sme odpor obvodu znížili takmer na nulovú hodnotu, prúd narastie (podľa vlastností zdroja) na veľkú hodnotu. Takýto stav obvodu potom označujeme ako "krátke spojenie" alebo presnejšie "chod na krátko".

Ohmov zákon môžeme teda formulovať takto: Ak preteká lineárnym pasívnym prvkom – rezistorom R prúd I, vznikne na jeho svorkách napätie úmerné prúdu. Konštantou úmernosti je odpor R.

Definícia ohmovho zákona

Elektrický prúd pretekajúci vodičom je priamo úmerný rozdielu elektrických potenciálov na koncoch vodiča a nepriamo úmerný elektrickému odporu medzi koncami vodiča.

Elektrický prúd pretekajúci v uzavretom elektrickom obvode je priamo úmerný napätiu zdroja a nepriamo úmerný elektrickému odporu obvodu.

V matematickom zápise

kde I je prúd, U je napätie a R je odpor.

Ďalej sa dá tento vzorec rozviesť ako:

Ohmov zákon je možné napísať aj v tzv. diferenciálnom tvare. Tento vyjadruje vzťah elektrického poľa a elektrického prúdu, čo je pôvodný tvar Ohmovho zákona. Ohmov zákon je vlastne súčet prúdov do uzla vtekajúcich.

kde j je hustota elektrického prúdu, o je merná elektrická vodivosť a E je intenzita elektrického poľa. Ohmov zákon neplatí pre polovodiče a iné nelineárne prvky.

Ohmov zákon pre uzavretý obvod

Prúd v uzavretom obvode sa rovná podielu elektromotorického napätia zdroja a súčtu odporov vonkajšej a vnútornej časti obvodu.

Tento tvar zákona vychádza zo skutočnosti, že napätie zaťaženého zdroja je nižšie, než napätie zdroja nezaťaženého, teda takého, z ktorého neodoberáme žiadny prúd. Je to spôsobené tým, že ľubovoľný uzavretý elektrický obvod sa skladá z vonkajšej a vnútornej časti obvodu. Vonkajšiu časť obvodu tvoria rezistory, vodiče, spotrebiče a pod. pripojené na svorky zdroja, ktorým priraďujeme celkový odpor R - vonkajší odpor obvodu. Vodivý priestor medzi pólmi vnútri zdroja tvorí vnútornú časť obvodu, tejto časti priradíme vnútorný odpor zdroja Ri.

Pre elektrické napätie vonkajšej časti obvodu platí vzťah: U = Ue - Ri I  

kde Ue je elektromotorické napätie (napätie nezaťaženého zdroja), Ri je vnútorný odpor zdroja a I je prúd prechádzajúci obvodom.

Z toho vyplýva, že ak meriame napätie voltmetrom, ktorého odpor Rv >> Ri a nemáme práve v obvode zapojené žiadne ďalšie prvky, môžeme nameranú hodnotu elektrického napätia považovať za elektromotorické napätie zdroja.

Keď spojíme svorky zdroja vodičom s nízkym odporom, nastane skrat, kedy vonkajší odpor je takmer nulový R << Ri, U ≈ 0 V a prúd v obvode dosiahne hodnotu

Odberom takéhoto prúdu sa poškodzuje zdroj. Môže dôjsť k jeho prehriatiu a explózii.

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok?

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok a chceli by ste sa o to podeliť s viac ako 200.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vedieť, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.

Kontaktujte nás!


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár k článku. Pridáte prvý? Berte prosím na vedomie, že za obsah komentára je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo

JLCPCB Promo
PCBWay Promo

JLCPCB Promo
PCBWay Promo

JLCPCB Promo
Webwiki Button