prawo Ohma
Na podstawie wyjaśnień do pytań egzaminacyjnych UKE
Prawo Ohma stanowi, że napięcie na elemencie jest iloczynem prądu i rezystancji: U = I·R. Przy obliczeniach warto pamiętać, że przedrostki SI się kasują: mA × kΩ = V, μA × MΩ = V. Georg Simon Ohm sformułował to prawo w 1827 roku.
Prawo Ohma R = U/I pozwala obliczyć rezystancję elementu znając napięcie i prąd. Rezystancja żarówki jest silnie zależna od temperatury — w stanie zimnym może być 10-15× niższa niż przy pracy. Dlatego prąd rozruchowy żarówki jest znacznie wyższy niż nominalny, co może być istotne przy projektowaniu obwodów zasilania.
Prawo Ohma U = I·R to fundamentalne prawo elektrotechniki. Przy obliczeniach z przedrostkami SI warto pamiętać: mA × kΩ = V, μA × MΩ = V. Pozwala to na szybkie obliczenia w pamięci bez przeliczania jednostek.
Pytania egzaminacyjne (4)
d1-13 W obwodzie prądu stałego przez rezystor 1 kΩ płynie prąd 2 mA. Jaki jest spadek napięcia na rezystor...
W obwodzie prądu stałego przez rezystor 1 kΩ płynie prąd 2 mA. Jaki jest spadek napięcia na rezystorze?
Prawo Ohma: U = I × R = 2 mA × 1 kΩ = 0,002 A × 1000 Ω = 2 V. Kluczowe jest prawidłowe przeliczenie jednostek — miliampery na ampery (×10^-3) i kiloniomy na omy (×10^3). Mnożąc 10^-3 × 10^3 = 10^0 = 1, dostajemy wynik w woltach bez dodatkowych przeliczników.
Tip: mA × kΩ = V — przedrostki mili i kilo kasują się nawzajem. Szybkie mnożenie: 2 × 1 = 2 V.
d1-70 Żarówka 12 V pobiera z baterii 0,1 A. Jaką oporność ma żarówka?
Żarówka 12 V pobiera z baterii 0,1 A. Jaką oporność ma żarówka?
Z prawa Ohma: R = U/I = 12 V / 0,1 A = 120 Ω. Żarówka zachowuje się jak rezystor (opornik), którego wartość można obliczyć znając napięcie zasilania i pobierany prąd. W rzeczywistości rezystancja żarówki zmienia się z temperaturą — jest wielokrotnie niższa gdy jest zimna.
Tip: R = U/I. Podziel napięcie przez prąd: 12/0,1 = 120 Ω. Klasyczne prawo Ohma.
d1-129 W obwodzie prądu stałego przez opornik 1000 Ω płynie prąd 2 mA. Jaki jest spadek napięcia na oporze?
W obwodzie prądu stałego przez opornik 1000 Ω płynie prąd 2 mA. Jaki jest spadek napięcia na oporze?
Prawo Ohma: U = I × R = 2 mA × 1000 Ω = 0,002 A × 1000 Ω = 2 V. To powtórzenie pytania d1-13 — te same wartości, inna forma. Kluczowe jest przeliczenie mA na A: 2 mA = 0,002 A.
Tip: mA × kΩ = V. 2 mA × 1 kΩ = 2 V. Zapamiętaj tę regułę — pojawia się wielokrotnie.
d1-130 Akumulator ma napięcie 6,5 V. Do akumulatora chcemy podłączyć żarówkę 3,5 V 0,3 A. Jaki opornik nale...
Akumulator ma napięcie 6,5 V. Do akumulatora chcemy podłączyć żarówkę 3,5 V 0,3 A. Jaki opornik należy włączyć w szereg by ograniczyć prąd?
Na żarówce spada 3,5 V, więc na rezystorze musi spaść: 6,5 - 3,5 = 3 V. Prąd żarówki to 0,3 A. R = U/I = 3 V / 0,3 A = 10 Ω. Rezystor ogranicza prąd i dopasowuje napięcie — to ten sam schemat co z diodą LED (d1-14).
Tip: R = (Uzasilania - Użarówki) / I. (6,5 - 3,5) / 0,3 = 10 Ω. Ten sam wzór co dla LED.