Ohms lag är en formel för att beräkna förhållandet mellan spänning, ström och resistans i en elektrisk krets.
För elever som läser elektronik är Ohms lag (U = IR) lika fundamental som Einsteins relativitetsekvation (E = mc²) är för fysiker.
U = I x R
När den läses ut betyder den spänning = ström gånger resistans eller volt = ampere gånger ohm eller V = A gånger Ω.
Ohms lag har fått sitt namn efter den tyske fysikern Georg Ohm (1789–1854) och rör viktiga kvantiteter i kretsar:
| Antal | Symbol för Ohms lag | Mätstorhet (förkortning) | Roll i kretsar | Ifall du undrar: |
|---|---|---|---|---|
| Spänning | U | Volt (V) | Tryck som utlöser elektronflöde | U = elektromotorisk kraft (gammal term, E på engelska) |
| Ström | I | Ampere (A) | Elektronflöde | I = intensitet |
| Resistans | R | Ohm (Ω) | Flödeshämmare | Ω = grekiska bokstaven omega |
Om två av dessa värden är kända kan tekniker omkonfigurera Ohms lag för att beräkna den tredje. Modifiera bara pyramiden enligt följande:
Om du vet spänningen (U) och strömmen (I) och vill veta resistansen (R), stryk R i pyramiden och beräkna återstående ekvation (se första pyramiden, längst till vänster, ovan).
Obs! Resistans kan inte mätas i en aktiv krets, så Ohms lag är särskilt användbar när den behöver beräknas. Istället för att stänga av kretsen för att mäta resistans kan en tekniker fastställa R med hjälp av ovanstående variation av Ohms lag.
Om du vet spänningen (U) och resistansen (R) och vill veta strömmen (I), stryk I och beräkna de återstående två symbolerna (se pyramiden i mitten ovan).
Och om du vet strömmen (I) och resistansen (R) och vill veta spänningen (U), multiplicera de nedre halvorna av pyramiden (se den tredje pyramiden, längst till höger, ovan).
Gör några provberäkningar baserade på en enkel seriell krets, som innefattar en enda spänningskälla (batteri) och resistans (ljus). Två värden är kända i varje exempel. Använd Ohms lag för att beräkna det tredje.
Exempel 1: Spänning (U) och resistans (R) är kända.
Vad är strömmen i kretsen?
I = U/R = 12V/6Ω = 2A
Exempel 2: Spänning (U) och (I) är kända.
Vad är resistansen som lampan skapar?
R = U/I = 24V/6A = 4Ω
Exempel 3: Ström (I) och resistans (R) är kända. Vad är spänningen?
Vad är spänningen i kretsen?
U = I x R = (5A)(8Ω) = 40 V
När Ohm publicerade sin formel år 1827 var hans främsta upptäckt att mängden elektrisk ström som flödar genom en ledare är direkt proportionell till spänningen på den. Med andra ord, ett tryck på en volt krävs för att föra en ampere ström genom en ohm resistans.
Vad går att verifiera med Ohms lag
Ohms lag går att använda till att verifiera kretskompontenters statiska värden, strömnivåer, spänning och spänningsfall. Om ett testinstrument till exempel mäter en högre än normal ström kan det innebära att resistansen har ökat och orsakar för hög spänning. Detta kan tyda på problem med strömförsörjningen eller kretsen.
I likströmskretsar kan ett lägre än normal ström innebära att spänningen har minskat eller att resistansen har ökat. Möjliga orsaker till ökad resistans kan vara dåliga eller lösa kontakter, korrosion och/eller skadade komponenter.
Laster inom en krets utnyttjar elektrisk ström. Laster kan vara alla sorts komponenter: små elektriska enheter, datorer, hushållsapparater eller en stor motor. De flesta av dessa komponenter (laster) har en typskylt eller informationsdekal. Dessa skyltar ger information om säkerhetsintyg och flera referensnummer.
Tekniker tittar på komponenternas skyltar för att se standardspänning och strömvärden. Om tekniker under testning upptäcker att de värdena inte registreras på deras digitala multimetrar och strömtänger, kan de använda Ohms lag för att detektera vilken del av en krets som är felaktig och utifrån det avgöra var ett problem kan finnas.
Grundläggande om kretsar
Kretsar, som all materia, består av atomer. Atomer består av subatomära partiklar:
- Protoner (med en positiv elektrisk laddning)
- Neutroner (utan laddning)
- Elektroner (negativ laddning)
Atomer hålls sammanbundna av attraktionskraften mellan en atoms kärna och elektronerna i det yttre skalet. När de påverkas av spänning börjar atomer i en krets att omformas och deras beståndsdelar utövar en attraktionspotential som kallas potentialskillnad. Ömsesidigt attraherade lösa elektroner rör sig mot protoner och skapar ett flöde av elektroner (ström). Alla material i kretsen som begränsar flödet anses vara resistans.
Referens: Digital Multimeter Principles av Glen A. Mazur, American Technical Publishers.