Định luật Ohm có tầm quan trọng đáng kể trong kỹ thuật điện như một khái niệm cơ bản, cung cấp những hiểu biết có giá trị về hành vi của các mạch điện. Bằng cách hiểu Định luật Ohm, bạn có thể mở khóa khả năng tính toán điện áp, dòng điện, điện trở và công suất trong mạch. Trong hướng dẫn này, chúng ta sẽ đi sâu vào các nguyên tắc của Định luật Ohm và khám phá xem năng lượng có liên quan như thế nào đến các mạch điện.
Định luật Ohm
Theo định luật Ôm, một dây dẫn nối hai điểm sẽ có cường độ dòng điện tỉ lệ thuận với hiệu điện thế xung quanh các điểm đó và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây dẫn. Về mặt toán học, nó có thể được biểu diễn dưới dạng:
Trong phương trình này, V biểu thị điện áp được đo bằng vôn, I biểu thị dòng điện được đo bằng ampe và R biểu thị điện trở được đo bằng ôm. Mối quan hệ toán học này làm nổi bật mối liên hệ giữa điện áp, dòng điện và điện trở. Theo định luật Ohm, sự gia tăng điện áp trên một mạch dẫn đến sự gia tăng dòng điện tương ứng, với điều kiện là điện trở không đổi. Tương tự, nếu điện trở tăng, dòng điện sẽ giảm đối với một điện áp nhất định.
Tính điện áp, dòng điện và điện trở
Hãy xem xét một ví dụ để chứng minh ứng dụng thực tế của luật Ohm. Một mạch điện có hiệu điện thế 12 vôn và điện trở 4 ôm, áp dụng định luật Ôm ta tính được cường độ dòng điện chạy qua mạch:
Để tìm giá trị của dòng điện (I), chúng ta chia cả hai vế của phương trình cho 4:
Do đó, trong ví dụ này, dòng điện chạy qua mạch là 3 ampe.
Điện trong mạch điện
Công suất có tầm quan trọng đáng kể trong các mạch điện, vì nó biểu thị tốc độ tiêu thụ hoặc truyền năng lượng điện, đóng một vai trò quan trọng trong việc hiểu hành vi của mạch. Công suất (P) trong mạch điện có thể được tính theo phương trình sau:
Ở đây, P là công suất được đo bằng watt:
Phương trình chứng minh rằng công suất là tích của dòng điện và điện áp. Điều này ngụ ý rằng năng lượng tiêu thụ bởi một thiết bị hoặc thành phần trong mạch tỷ lệ thuận với cả dòng điện chạy qua nó và điện áp trên nó.
Tính công suất trong mạch điện
Bây giờ, để tính công suất tiêu thụ của một thiết bị trong mạch. Giả sử chúng ta có một mạch điện có dòng điện 2 ampe và điện áp 6 vôn, và chúng ta muốn xác định công suất thì:
Do đó, công suất tiêu thụ của thiết bị trong ví dụ này là 12 watt.
Biểu đồ hình tròn công thức định luật Ohm
Dưới đây là biểu đồ hình tròn hiển thị tất cả các công thức tính toán dòng điện, điện trở, điện áp và công suất của bất kỳ mạch nào:
Phần kết luận
Định luật Ohm cung cấp mối quan hệ cơ bản giữa điện áp, dòng điện và điện trở, cho phép tính toán và dự đoán chính xác trong các mạch điện. Ngoài ra, tính toán công suất cho phép chúng tôi đánh giá mức tiêu thụ năng lượng và hiệu quả của các thiết bị và linh kiện trong mạch.