Prawa Ohma dla prądu stałego i zmiennego

Prawo Ohma wyjaśnia, w jaki sposób napięcie, prąd i rezystancja współdziałają w obwodzie elektrycznym. Stwierdza, że prąd przepływający przez przewód wzrasta wraz z napięciem i maleje wraz z rezystancją, o ile temperatura i inne warunki fizyczne pozostają takie same.

Fakt: Prawo Ohma nazwano na cześć niemieckiego fizyka i matematyka Georga Simona Ohma (1789-1854).

• Napięcie (V)
  Napięcie to ciśnienie elektryczne, które przepycha prąd przez obwód. Jest mierzony w woltach (V) Często opisywana jest jako „siła” napędzająca prąd elektryczny z jednego punktu do drugiego. Bez napięcia ładunek elektryczny nie porusza się, podobnie jak woda nie przepływa przez rurę bez ciśnienia.

• Prąd (I)
  Prąd to przepływ ładunku elektrycznego i jest mierzony w amperach (A). Odzwierciedla ona, ile energii elektrycznej faktycznie przepływa przez obwód w danym momencie. Można to postrzegać jako objętość wody przepływającej przez wąż, im silniejszy prąd, tym więcej prądu przepływa.

• Rezystancja (R)
  Rezystancja jest przeciwieństwem przepływu prądu w materiale lub obwodzie. Jest ona mierzona w omach (Ω). Im wyższa rezystancja, tym wolniej przepływa prąd elektryczny. Wyobraź sobie tarcie lub zwężenie w rurze, które ogranicza, jak łatwo woda, a w tym przypadku prąd, może przechodzić przez rurę.

Zgodnie z prawem Ohma prąd przepływający przez przewód między dwoma punktami jest bezpośrednio proporcjonalny do napięcia przechodzącego przez oba punkty. Wprowadzając stałą proporcjonalności, rezystancję, otrzymujemy zwykłe równanie matematyczne, które opisuje tę relację. W układach prądu stałego prawo Ohma jest napisane jako:

Gdzie I to prąd przepływający przez przewód w jednostkach amperów, V to napięcie mierzone na przewodzie w jednostkach woltów, a R to rezystancja przewodu w jednostkach omów. W szczególności prawo Ohma stwierdza, że R w tej relacji jest stałe, niezależne od prądu.

Prąd przemienny przepływający przez cewkę wytwarza strumień magnetyczny. Przepływ ten zmienia wielkość i kierunek, podobnie jak prąd elektryczny.

Gdy zmienia się przepływ, w cewce wytwarzana jest siła elektromagnetyczna (EMF) zgodnie z prawami indukcyjnymi. Ta emf działa w kierunku przeciwnym do podłączonego napięcia biegunowego. Zjawisko to nazywane jest samoindukcją.

Samoindukcja w obwodzie prądu zmiennego powoduje:

• Przesunięcie fazowe między prądem a napięciem

• Spadek napięcia indukcyjnego

   

W rezultacie rezystancja urządzenia względem prądu przemiennego (AC) wydaje się większa niż rezystancja mierzona w obwodzie prądu stałego (DC).