Prawo Ohma wzór

Prawo Ohma opisuje zależność między napięciem, prądem i rezystancją. W praktyce używa się go do obliczania prądu w gałęzi obwodu, spadku napięcia na rezystorze albo wymaganej rezystancji ograniczającej prąd.

Wzór jest prosty, ale nie opisuje każdego elementu elektronicznego. Najlepiej działa dla elementów rezystancyjnych, których rezystancja w danych warunkach pracy jest w przybliżeniu stała.

Prawo Ohma – wzór

Podstawowa postać prawa Ohma:

U=R\cdot I

Po przekształceniu można obliczyć natężenie prądu:

I=\frac{U}{R}

albo rezystancję:

R=\frac{U}{I}

Oznaczenia i jednostki

• U – napięcie elektryczne, podawane w woltach [V],
• I – natężenie prądu elektrycznego, podawane w amperach [A],
• R – rezystancja, czyli opór elektryczny, podawana w omach [Ω].

W materiałach anglojęzycznych napięcie często oznacza się literą V. Dlatego można spotkać zapis:

V=I\cdot R

Zależność jednostek wynika bezpośrednio ze wzoru:

1\ \Omega=\frac{1\ \mathrm{V}}{1\ \mathrm{A}}

Rezystancja 1 Ω oznacza, że przy napięciu 1 V przez element płynie prąd 1 A.

Co wynika z prawa Ohma?

Przy stałej rezystancji większe napięcie powoduje większy prąd. Przy stałym napięciu większa rezystancja ogranicza prąd.

Dla zwykłego rezystora zależność jest liniowa. Jeżeli napięcie wzrośnie dwukrotnie, prąd też wzrośnie około dwukrotnie. Dlatego prawo Ohma dobrze nadaje się do prostych obliczeń w obwodach prądu stałego.

Gdzie stosuje się prawo Ohma?

W elektronice prawo Ohma pojawia się przy doborze rezystorów, analizie dzielnika napięcia, sprawdzaniu spadków napięcia i szacowaniu prądu pobieranego przez prosty obwód.

• obliczenie prądu płynącego przez rezystor,
• dobór rezystora ograniczającego prąd,
• sprawdzenie spadku napięcia na przewodzie albo elemencie,
• kontrola wyniku pomiaru multimetrem,
• wstępna analiza obciążenia zasilacza lub akumulatora.

W elektryce i energetyce ten sam wzór nadal jest ważny, ale zwykle jest tylko częścią obliczeń. W instalacjach prądu przemiennego dochodzi impedancja, długość przewodów, charakter odbiornika, nagrzewanie oraz warunki zwarciowe.

Prawo Ohma a moc rezystora

Po obliczeniu prądu albo rezystancji trzeba sprawdzić moc. Rezystor może mieć poprawną wartość, ale zbyt małą moc znamionową.

Dla rezystora można użyć zależności:

P=U\cdot I P=I^2\cdot R P=\frac{U^2}{R}

To ma znaczenie przy doborze rezystorów, obciążeń testowych, zasilaczy i prostych układów ograniczających prąd.

Kiedy prawo Ohma nie wystarcza?

Prawo Ohma działa najlepiej dla elementów omowych, czyli takich, których prąd jest proporcjonalny do napięcia w danym zakresie pracy. Nie każdy element elektroniczny spełnia ten warunek.

Ostrożność jest potrzebna między innymi przy diodach LED, tranzystorach, termistorach, warystorach, żarówkach, akumulatorach, zasilaczach z ograniczeniem prądowym oraz obwodach AC z cewkami i kondensatorami.

Dioda LED nie jest zwykłym rezystorem. Jej prąd zależy od charakterystyki złącza, napięcia przewodzenia i temperatury. Podobnie żarówka ma inną rezystancję na zimno i inną po rozgrzaniu włókna.

Pomiar rezystancji z prawa Ohma

Jeżeli znasz napięcie na elemencie i prąd płynący przez ten element, możesz obliczyć jego rezystancję:

R=\frac{U}{I}

Przy małych rezystancjach trzeba uwzględnić przewody pomiarowe, styki i dokładność miernika. Przy większych prądach dochodzi nagrzewanie elementu, które może zmienić jego rezystancję.

Zadania z prawa Ohma

---

Źródła

• OpenStax, College Physics 2e – Ohm’s Law: Resistance and Simple Circuits
• OpenStax, University Physics Volume 2 – Ohm’s Law
• LibreTexts Physics – Ohm’s Law
• NIST – SI Units: Electric Current