Prawo Ohma to fundament całej elektrotechniki. Trzema podstawowymi wielkościami – napięciem (U), prądem (I) i oporem (R) – można analizować proste i złożone obwody elektryczne. Dochodzi do tego moc (P), która uzupełnia "złoty trójkąt" elektrotechniki do pełnego czworokąta. Kalkulator pozwala obliczyć obie nieznane wartości z dwóch znanych – bez szukania wzoru i ręcznych obliczeń.
Krok po kroku: Jak korzystać z kalkulatora prawa Ohma
- Wpisz znane wartości: Podaj dwie wartości, które znasz. Masz np. baterię 12 V i rezystor 100 Ω – wpisz U = 12 V i R = 100 Ω.
- Odczytaj wynik: Kalkulator natychmiast oblicza prąd i moc: I = 12 ÷ 100 = 0,12 A = 120 mA; P = 12 × 0,12 = 1,44 W.
- Oblicz rezystor ograniczający LED: Dla czerwonej diody LED (napięcie przewodzenia 2 V, prąd roboczy 20 mA) przy zasilaniu 5 V: R = (5 – 2) ÷ 0,02 = 150 Ω.
- Zwróć uwagę na jednostki: Prąd w amperach (A) lub miliamperach (mA), opór w omach (Ω), kiloomach (kΩ) lub megaomach (MΩ), napięcie w woltach (V).
- Sprawdź wynik: Kontrola poprawności: P = U × I musi być zawsze równe P = U² ÷ R – oba sposoby obliczenia dają ten sam wynik.
Praktyczne przykłady
Przykład 1 – Obliczanie rezystora dla LED: Niebieska LED przy baterii 9 V: napięcie przewodzenia ok. 3,2 V, prąd znamionowy 20 mA. Potrzebny rezystor: R = (9 – 3,2) ÷ 0,02 = 290 Ω. Najbliższa wartość standardowa: 300 Ω. Moc strat na rezystorze: P = (9–3,2) × 0,02 = 0,116 W → wystarczy zwykły rezystor 0,25 W.
Przykład 2 – Pobór prądu przez grzejnik dmuchawowy: Grzejnik 2000 W przy 230 V. Prąd: I = P ÷ U = 2000 ÷ 230 = 8,7 A. Opór spirali grzejnej: R = U ÷ I = 230 ÷ 8,7 = 26,4 Ω. Wyłącznik nadmiarowoprądowy musi mieć co najmniej 10 A.
Przykład 3 – Wewnętrzny opór baterii samochodowej: Akumulator 12 V z rezystancją wewnętrzną 0,005 Ω przy rozruchu rozrusznikiem (150 A): spadek napięcia = I × R_i = 150 × 0,005 = 0,75 V. Napięcie zaciskowe spada do 11,25 V – to normalne i nie jest defektem.
Prawo Ohma: obliczanie U, I, R i P
Podstawowe wzory: U = I × R (napięcie); I = U / R (prąd); R = U / I (opór); P = U × I (moc). Złoty trójkąt elektrotechniki.
Najczęściej zadawane pytania (FAQ)
- Czy prawo Ohma obowiązuje dla wszystkich elementów elektrycznych?
- Nie – prawo Ohma obowiązuje ściśle tylko dla liniowych rezystorów, w których U jest proporcjonalne do I. Diody, tranzystory, kondensatory i cewki indukcyjne zachowują się nieliniowo i podlegają innym prawom. Dla obwodów prądu przemiennego stosuje się opór zespolony (impedancję).
- Jaka jest różnica między mocą czynną, bierną i pozorną?
- P = U × I obowiązuje dla prądu stałego i czysto rezystancyjnych obciążeń prądem przemiennym. Przy obciążeniach indukcyjnych lub pojemnościowych (silniki, transformatory) powstaje moc bierna Q. Moc pozorna S = U × I (w VA) jest wtedy większa niż moc czynna P (w W). Stosunek ten nazywa się współczynnikiem mocy cos φ.
- Jak zapamiętać wzory prawa Ohma?
- Klasycznym sposobem jest trójkąt URI: zapisz U u góry, I i R na dole obok siebie. Szukasz U → I × R; szukasz I → U ÷ R; szukasz R → U ÷ I. Dla mocy jest drugi trójkąt z P u góry, U i I na dole: P = U × I; U = P ÷ I; I = P ÷ U.
