Калькулятор закону Ома

Що таке закон Ома?

Закон Ома стверджує, що струм через провідник прямо пропорційний напрузі на ньому і обернено пропорційний його опору: V = I × R. Це найфундаментальніше рівняння в електротехніці, що пов'язує напругу (вольти), струм (ампери) та опір (оми) у будь-якій резистивній схемі.

Названий на честь німецького фізика Георга Ома, який опублікував це співвідношення у 1827 році, закон застосовується до всіх лінійних (омічних) провідників — матеріалів, у яких опір залишається постійним незалежно від напруги. Більшість металів та вуглецевих резисторів є омічними. Напівпровідники (діоди, транзистори) та деякі інші матеріали — неомічні: їхній опір змінюється залежно від напруги.

Трикутник закону Ома

Три форми закону Ома: V = I × R (знайти напругу), I = V / R (знайти струм), R = V / I (знайти опір). Зручний мнемонічний засіб — трикутник VIR: закрийте шукану величину, і два решта покажуть формулу. V зверху, I та R знизу. Закрийте V — побачите I × R. Закрийте I — побачите V / R. Закрийте R — побачите V / I.

Як користуватися цим інструментом

Введіть будь-які два з трьох значень (напруга, струм, опір), і калькулятор миттєво обчислить третє, а також розсіювану потужність (P = V × I). Підтримуються всі поширені одиничні префікси — міліампери, кілооми, міліввольти тощо.

Практичні приклади

• Схема з LED: живлення 5 В, резистор 220 Ом, струм = 5/220 = 22,7 мА.
• Нагрівальний елемент: 240 В на 48 Ом споживають 5 А і 1 200 Вт.
• Знаходження опору дроту: батарея 12 В, навантаження 2 А, R = 12/2 = 6 Ом загального опору схеми.

Приклад розрахунку

Джерело 12 вольт живить резистор 240 Ом. Закон Ома I = V ÷ R дає 12 ÷ 240 = 0,05 А, тобто 50 мА. Розсіювана потужність P = V × I = 12 × 0,05 = 0,6 Вт, тож чвертьватний резистор перегрівся б, а півватний компонент — безпечний мінімум. Переставивши V = I × R, можна натомість підібрати резистор для потрібного струму.

Поширені помилки

Поширена помилка — змішувати одиниці: використання міліампер із вольтами й омами дає результат, помилковий у 1 000 разів, тож спершу переведіть у базові одиниці. Інша — забути, що закон Ома застосовується до конкретного резистора, а не до всього кола; у послідовному з'єднанні треба брати напругу саме на цьому резисторі. Нарешті, реальні резистори мають номінальну потужність: перевищите її — і компонент перегріється попри правильний струм.

Часті запитання

Чи застосовується закон Ома для схем змінного струму?

Базова форма V = IR застосовується до суто резистивних навантажень змінного струму. Для схем із конденсаторами та індукторами узагальнена форма використовує імпеданс (Z) замість опору: V = I × Z. Імпеданс — це комплексне число, що включає як опір, так і реактивний опір (протидія зміні струму з боку конденсаторів та індукторів).

Чому опір виділяє тепло?

Коли струм проходить через резистор, електрони стикаються з атомами матеріалу, передаючи їм кінетичну енергію. Ця енергія виявляється у вигляді тепла. Потужність, що виділяється у вигляді тепла: P = I² × R (ефект Джоуля). Ось чому дроти для великих струмів мають бути товстими (малий R), а резистори мають потужнісні номінали — перевищення номіналу призводить до перегріву і виходу з ладу.

Чи діє закон Ома для всіх компонентів?

Ні. Він діє для омічних елементів на кшталт резисторів, де струм пропорційний напрузі. Діоди, транзистори й лампи неомічні: їхній опір змінюється з напругою чи температурою, тож єдине фіксоване R їх не описує, і натомість потрібна їхня вольт-амперна характеристика.