सर्किटच्या विभागासाठी ओमचा नियम

इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीचा मूलभूत नियम जो तुम्ही इलेक्ट्रिकल सर्किट्सचा अभ्यास आणि गणना करण्यासाठी वापरू शकता तो ओहमचा नियम आहे, जो विद्युत प्रवाह, व्होल्टेज आणि प्रतिकार यांच्यातील संबंध स्थापित करतो. त्याचे सार स्पष्टपणे समजून घेणे आणि व्यावहारिक समस्या सोडवण्यासाठी ते योग्यरित्या वापरण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे. विद्युत अभियांत्रिकीमध्ये ओहमचा नियम योग्यरित्या लागू करण्यात अक्षमतेमुळे अनेकदा चुका होतात.

सर्किटच्या एका विभागासाठी ओमचा नियम सांगते: विद्युत् प्रवाह थेट व्होल्टेजच्या प्रमाणात आणि प्रतिकाराच्या व्यस्त प्रमाणात असतो.

इलेक्ट्रिकल सर्किटमध्ये कार्यरत व्होल्टेज अनेक वेळा वाढल्यास, त्या सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह त्याच प्रमाणात वाढेल. आणि जर आपण सर्किटचा प्रतिकार अनेक वेळा वाढवला तर, वर्तमान समान प्रमाणात कमी होईल. त्याच प्रकारे, पाईपमध्ये पाण्याचा प्रवाह जास्त, दाब मजबूत आणि पाण्याच्या हालचालीसाठी पाईपचा प्रतिकार कमी असतो.

लोकप्रिय स्वरूपात, हा कायदा खालीलप्रमाणे तयार केला जाऊ शकतो: समान प्रतिकारासाठी व्होल्टेज जितके जास्त असेल तितके जास्त विद्युत् प्रवाह आणि त्याच वेळी, समान व्होल्टेजसाठी प्रतिरोध जितका जास्त असेल तितका एम्पेरेज कमी असेल.

ओहमचा नियम गणिती पद्धतीने शक्य तितक्या सोप्या पद्धतीने व्यक्त करण्यासाठी, 1 V च्या व्होल्टेजवर 1 A चा विद्युतप्रवाह वाहून नेणाऱ्या वायरचा प्रतिकार 1 Ohm मानला जातो.

अँपिअरमधील विद्युत् प्रवाह नेहमी ohms मधील रेझिस्टन्सद्वारे व्होल्टेजमधील व्होल्टेज विभाजित करून निर्धारित केला जाऊ शकतो. म्हणून, सर्किटच्या विभागासाठी ओमचा नियम खालील सूत्रात लिहिला आहे:

I = U/R.

जादूचा त्रिकोण

इलेक्ट्रिक सर्किटचा कोणताही विभाग किंवा घटक तीन वैशिष्ट्यांद्वारे दर्शविले जाऊ शकतात: वर्तमान, व्होल्टेज आणि प्रतिरोध.

ओमचा त्रिकोण कसा वापरायचा: आम्ही आवश्यक मूल्य बंद करतो - दोन इतर चिन्हे त्याच्या गणनासाठी सूत्र देतील. तसे, त्रिकोणातील फक्त एका सूत्राला ओमचा नियम म्हणतात - जो व्होल्टेज आणि प्रतिकारांवर विद्युत् प्रवाहाचे अवलंबन प्रतिबिंबित करतो. इतर दोन सूत्रे, जरी ते त्याचे परिणाम आहेत, तरीही भौतिक अर्थ नाही.

जेव्हा व्होल्टेज व्होल्टमध्ये असेल, प्रतिकार ओममध्ये असेल आणि विद्युत् प्रवाह अँपिअरमध्ये असेल तेव्हा सर्किटच्या एका विभागासाठी ओमचा नियम वापरून केलेली गणना बरोबर असेल. जर या परिमाणांची अनेक एकके वापरली गेली असतील (उदा., मिलिअँप, मिलिव्होल्ट, मेगोहम, इ.), त्यांचे अनुक्रमे अँपिअर, व्होल्ट आणि ओममध्ये रूपांतर करणे आवश्यक आहे. यावर जोर देण्यासाठी, सर्किटच्या विभागासाठी ओमचे नियम सूत्र कधीकधी खालीलप्रमाणे लिहिले जाते:

amp = volt/ohm

तुम्ही मिलिअॅम्प्स आणि मायक्रोअॅम्प्समध्ये विद्युतप्रवाह मोजू शकता, तर व्होल्टेज अनुक्रमे किलोहॅम आणि मेगोहॅम्समध्ये व्होल्ट आणि रेझिस्टन्समध्ये व्यक्त केले जावे.

सोप्या आणि परवडणाऱ्या मार्गाने विजेबद्दलचे इतर लेख:

व्होल्टेज, वर्तमान आणि प्रतिकार काय आहेत: ते सराव मध्ये कसे वापरले जातात

प्रतिकार कसा तापमानावर अवलंबून असतो

ईएमएफ आणि वर्तमान स्त्रोत: मुख्य वैशिष्ट्ये आणि फरक

विद्युत पुरवठा म्हणजे काय?

इलेक्ट्रिक आणि मॅग्नेटिक फील्ड - काय फरक आहे?

ओमचा नियम सर्किटच्या प्रत्येक विभागासाठी वैध आहे. सर्किटच्या दिलेल्या विभागातील विद्युतप्रवाह निश्चित करणे आवश्यक असल्यास, या विभागातील (चित्र 1) या विभागातील विद्युत् विद्युत् प्रवाहाला या विभागाच्या प्रतिकाराने विभाजित करणे आवश्यक आहे.

आकृती 1. सर्किटच्या एका विभागात ओहमच्या नियमाचा वापर

ओहमच्या नियमानुसार विद्युतप्रवाह मोजण्याचे उदाहरण देऊ या... दिव्याला लावलेला व्होल्टेज 5 V असेल तर 2.5 ohms प्रतिकार असलेल्या दिव्यातील विद्युतप्रवाह निश्चित करणे आवश्यक आहे. 5 V ला 2.5 ने विभाजित करणे. ohms, आम्हाला 2 A च्या समान करंटचे मूल्य मिळते. दुसऱ्या उदाहरणात, आम्ही 0.5 MΩ प्रतिरोधक सर्किटमध्ये 500 V च्या व्होल्टेजच्या प्रभावाखाली प्रवाहित होणारा विद्युत् प्रवाह निर्धारित करतो. हे करण्यासाठी, आम्ही ओममध्ये प्रतिकार व्यक्त करतो. 500 V ला 500,000 ohms ने विभाजित केल्यावर, आम्हाला सर्किटमध्ये विद्युत प्रवाह सापडतो, जो 0.001 A किंवा 1 mA आहे.

बर्‍याचदा, वर्तमान आणि प्रतिकार जाणून घेऊन, ओमचा नियम वापरून व्होल्टेज निर्धारित केले जाते. व्होल्टेज निश्चित करण्यासाठी सूत्र लिहू

U = IR

हे सूत्र दाखवते की सर्किटच्या दिलेल्या विभागाच्या टोकावरील व्होल्टेज विद्युत् प्रवाह आणि प्रतिकार यांच्या थेट प्रमाणात आहे... या अवलंबनाचा अर्थ समजणे कठीण नाही.सर्किट विभागाचा प्रतिकार बदलत नसल्यास, वर्तमान फक्त व्होल्टेज वाढवून वाढवता येते. याचा अर्थ असा की स्थिर प्रतिकार असताना, एक मोठा प्रवाह मोठ्या व्होल्टेजशी संबंधित असतो. जर वेगवेगळ्या प्रतिकारांवर समान विद्युत् प्रवाह प्राप्त करणे आवश्यक असेल, तर उच्च प्रतिकारासह, त्याचप्रमाणे उच्च व्होल्टेज असणे आवश्यक आहे.

सर्किटच्या एका विभागातील व्होल्टेजला अनेकदा व्होल्टेज ड्रॉप असे संबोधले जाते... यामुळे अनेकदा गैरसमज निर्माण होतात. अनेकांना असे वाटते की व्होल्टेज ड्रॉप म्हणजे काही वाया जाणारे अनावश्यक व्होल्टेज. प्रत्यक्षात, व्होल्टेज आणि व्होल्टेज ड्रॉपच्या संकल्पना समतुल्य आहेत. नुकसान आणि व्होल्टेज थेंब - काय फरक आहे?

व्होल्टेज ड्रॉप म्हणजे विद्युत प्रवाह वाहून नेणार्‍या सर्किटमधील संभाव्यत: सर्किटमध्ये सक्रिय प्रतिकार असतो या वस्तुस्थितीमुळे हळूहळू होणारी घट. ओमच्या नियमानुसार, सर्किट U च्या प्रत्येक विभागातील व्होल्टेज ड्रॉप सर्किट R च्या या विभागाच्या प्रतिरोधकतेच्या गुणाकाराच्या गुणाकाराच्या समान आहे I मधील विद्युत् प्रवाहाने, म्हणजे. U - RI. अशाप्रकारे, सर्किटच्या विभागाचा प्रतिकार जितका जास्त असेल तितकाच दिलेल्या विद्युत् प्रवाहासाठी सर्किटच्या त्या विभागात व्होल्टेज ड्रॉप होईल.

ओहमच्या नियम व्होल्टेजची गणना खालील उदाहरणामध्ये दर्शविली जाऊ शकते. 10 kOhm च्या प्रतिकारासह 5 mA चा प्रवाह सर्किटच्या एका विभागातून जाऊ द्या आणि या विभागात व्होल्टेज निश्चित करणे आवश्यक आहे.

A = 0.005 A चा R — 10000 Ω वर गुणाकार केल्याने, आम्हाला 50 V च्या समान व्होल्टेज मिळते. 5 mA ला 10 kΩ ने गुणाकार करून समान परिणाम मिळू शकतो: U = 50 in

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये, विद्युत प्रवाह सामान्यत: मिलीअँपिअरमध्ये आणि प्रतिकार किलोहॅममध्ये व्यक्त केला जातो.म्हणून, ओमच्या नियमानुसार मोजमापांची नेमकी ही एकके वापरणे सोयीचे आहे.

जर व्होल्टेज आणि विद्युत् प्रवाह ज्ञात असेल तर ओमचा नियम प्रतिकार देखील मोजतो. या प्रकरणाचे सूत्र खालीलप्रमाणे लिहिले आहे: R = U / I.

रेझिस्टन्स हे नेहमी व्होल्टेज आणि करंटचे गुणोत्तर असते. जर व्होल्टेज अनेक वेळा वाढले किंवा कमी केले, तर विद्युत प्रवाह त्याच संख्येने वाढेल किंवा कमी होईल. रेझिस्टन्सच्या समान व्होल्टेज-करंट रेशो अपरिवर्तित राहतो.

प्रतिकार निश्चित करण्याच्या सूत्राचा अर्थ असा समजू नये की दिलेल्या कंडक्टरचा प्रतिकार विद्युत् प्रवाह आणि व्होल्टेजवर अवलंबून असतो. हे वायरची लांबी, क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र आणि सामग्रीवर अवलंबून असल्याचे ज्ञात आहे. देखावा मध्ये, प्रतिकार निर्धारित करण्याचे सूत्र विद्युत् प्रवाह मोजण्याच्या सूत्रासारखे दिसते, परंतु त्यांच्यामध्ये मूलभूत फरक आहे.

सर्किटच्या दिलेल्या विभागातील विद्युतप्रवाह खरोखरच व्होल्टेज आणि प्रतिकारांवर अवलंबून असतो आणि ते बदलत असताना बदलतात. आणि सर्किटच्या या विभागाचा प्रतिकार एक स्थिर मूल्य आहे जो व्होल्टेज आणि करंटमधील बदलांवर अवलंबून नाही, परंतु या मूल्यांच्या गुणोत्तराच्या समान आहे.

जेव्हा सर्किटच्या दोन विभागांमध्ये समान विद्युतप्रवाह वाहतो आणि त्यांना लागू केलेले व्होल्टेज भिन्न असतात, तेव्हा हे स्पष्ट होते की ज्या विभागात जास्त व्होल्टेज लागू केले जाते त्या विभागामध्ये त्याचप्रमाणे जास्त प्रतिकार असतो.

आणि जर, समान व्होल्टेजच्या कृती अंतर्गत, सर्किटच्या दोन वेगवेगळ्या विभागांमध्ये भिन्न प्रवाह वाहते, तर या विभागात नेहमीच एक लहान प्रवाह असेल, ज्याचा प्रतिकार जास्त असेल.हे सर्व सर्किटच्या एका विभागासाठी ओमच्या नियमाच्या मूलभूत सूत्रीकरणातून येते, म्हणजेच प्रवाह जितका जास्त तितका व्होल्टेज जास्त आणि प्रतिकार कमी.

सर्किटच्या एका विभागासाठी ओहमच्या नियमाचा वापर करून प्रतिकाराची गणना खालील उदाहरणामध्ये दर्शविली जाईल. 40 V च्या व्होल्टेजवर 50 mA चा प्रवाह ज्या विभागातून वाहतो त्या विभागाचा प्रतिकार शोधणे आवश्यक आहे. विद्युत् प्रवाह व्यक्त करणे अँपिअरमध्ये, आपल्याला I = 0.05 A मिळते. 40 ला 0.05 ने भागा आणि प्रतिकार 800 ohms असल्याचे आढळले.

ओमचा नियम तथाकथित वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्याच्या रूपात दृश्यमान केला जाऊ शकतो... तुम्हाला माहिती आहे की, दोन प्रमाणांमधील थेट आनुपातिक संबंध ही मूळमधून जाणारी सरळ रेषा आहे. या अवलंबनाला सहसा रेखीय म्हणतात.

अंजीर मध्ये. 100 ohms च्या प्रतिकारासह सर्किटच्या एका विभागासाठी ओहमच्या नियमाचे उदाहरण आलेख म्हणून 2 दर्शविला आहे. क्षैतिज अक्ष म्हणजे व्होल्टमधील व्होल्टेज आणि उभ्या अक्ष म्हणजे अँपिअरमधील विद्युत् प्रवाह. वर्तमान आणि व्होल्टेज स्केल इच्छेनुसार निवडले जाऊ शकते. एक सरळ रेषा काढली जाते जेणेकरून त्याच्या प्रत्येक बिंदूसाठी व्होल्टेज-टू-करंट गुणोत्तर 100 ohms असेल. उदाहरणार्थ, जर U = 50 V, तर I = 0.5 A आणि R = 50: 0.5 = 100 ohms.

तांदूळ. 2… ओहमचा नियम (करंट-व्होल्टेज वैशिष्ट्य)

विद्युत् प्रवाह आणि व्होल्टेजच्या नकारात्मक मूल्यांसाठी ओमच्या नियमाचा आलेख समान आहे. याचा अर्थ सर्किटमधील विद्युत् प्रवाह दोन्ही दिशांना सारखाच वाहतो. प्रतिकार जितका जास्त असेल तितका कमी विद्युत प्रवाह दिलेल्या व्होल्टेजवर मिळतो आणि सरळ रेषा अधिक काळजीपूर्वक हलते.

ज्या उपकरणांमध्ये करंट-व्होल्टेज वैशिष्ट्य म्हणजे सुरुवातीच्या बिंदूमधून जाणारी एक सरळ रेषा आहे, म्हणजेच जेव्हा व्होल्टेज किंवा विद्युत् प्रवाह बदलतो तेव्हा प्रतिरोध स्थिर राहतो, त्यांना रेखीय उपकरण म्हणतात... रेखीय सर्किट्स, रेखीय प्रतिकार हे शब्द देखील वापरले जातात.

अशी उपकरणे देखील आहेत ज्यात जेव्हा व्होल्टेज किंवा वर्तमान बदलते तेव्हा प्रतिकार बदलतो. मग विद्युतप्रवाह आणि व्होल्टेजमधील संबंध ओहमच्या नियमानुसार नव्हे तर अधिक जटिल पद्धतीने व्यक्त केला जातो. अशा उपकरणांसाठी वर्तमान-व्होल्टेज वैशिष्ट्य प्रारंभिक बिंदूमधून जाणारी सरळ रेषा नसून ती एकतर वक्र किंवा डॅश रेषा असेल. या उपकरणांना नॉन-लिनियर म्हणतात.

या विषयावर देखील पहा: ओमच्या कायद्याचा व्यवहारात वापर

ओमचा कायदा मेमोनिक आकृती