Prawo Ohma: napięcie, prąd i opór
Jedno równanie obsługuje większość szkolnej i warsztatowej elektryki: U = I × R. Znasz dwie wielkości, trzecia wynika z przekształcenia, a moc P = U × I wychodzi przy okazji. Grzałka na 12 V przepuszczająca 0,5 A ma opór 24 Ω i grzeje mocą 6 W. Kalkulator liczy wybraną wielkość z dwóch pozostałych i od razu podaje moc, bo to ona decyduje, czy element przeżyje pracę w obwodzie.
Wzór i przykład
U = I × R; I = U ÷ R; R = U ÷ I; moc P = U × I
- Szukany opór przy U = 12 V i I = 0,5 A: R = 12 ÷ 0,5 = 24 Ω.
- Moc wydzielana: P = 12 × 0,5 = 6 W.
- Szukany prąd przy U = 230 V i R = 1 000 Ω: I = 0,23 A, moc około 52,9 W.
| Dane | Szukana | Wynik | Moc |
|---|---|---|---|
| U = 12 V, I = 0,5 A | R | 24 Ω | 6 W |
| U = 230 V, R = 1 000 Ω | I | 0,23 A | 52,9 W |
| I = 2 A, R = 5 Ω | U | 10 V | 20 W |
| U = 5 V, I = 0,02 A | R | 250 Ω | 0,1 W |
| U = 230 V, I = 10 A | R | 23 Ω | 2 300 W |
Ostatni wiersz opisuje typową grzałkę 2 300 W z domowej sieci: jej opór na gorąco to zaledwie 23 Ω. Wzór zakłada odbiornik rezystancyjny; dla przewodów zasilających liczy się raczej spadek napięcia na długości, a dla obwodów 230 V dobór zabezpieczenia, i do obu są osobne kalkulatory w dziale elektryki.
Najczęstsze pytania
Jak obliczyć opór z prawa Ohma?
Podziel napięcie przez prąd: R = U ÷ I. Grzałka zasilana napięciem 12 V, przez którą płynie 0,5 A, ma opór 12 ÷ 0,5 = 24 Ω i wydziela moc 12 × 0,5 = 6 W. To samo przekształcenie działa w obie strony: U = I × R oraz I = U ÷ R.
Jaki prąd popłynie przez opór 1000 Ω przy 230 V?
I = U ÷ R = 230 ÷ 1 000 = 0,23 A, a wydzielana moc to około 52,9 W. Ten rachunek pokazuje, dlaczego rezystory w instalacjach sieciowych muszą mieć spory zapas mocy: pół wata z płytki uniwersalnej spaliłoby się natychmiast.
Jaki rezystor dobrać do diody LED?
Od napięcia zasilania odejmij napięcie diody i podziel przez planowany prąd. Dla zasilania 5 V, diody 3 V i prądu 20 mA brakuje 2 V, więc R = 2 ÷ 0,02 = 100 Ω; w kalkulatorze wpisujesz właśnie tę różnicę napięć. Dla samego przeliczenia 5 V i 20 mA wychodzi 250 Ω.
Czym różni się prawo Ohma od wzoru na moc?
Prawo Ohma (U = I × R) wiąże napięcie, prąd i opór, a wzór na moc (P = U × I) dokłada czwartą wielkość. Połączone dają praktyczne postaci P = I² × R oraz P = U² ÷ R; kalkulator podaje moc przy każdym wyniku, bo to ona decyduje o nagrzewaniu elementu.
Dlaczego wynik nie zgadza się dla silnika albo ładowarki?
Bo to nie są czyste opory: silnik ma siłę przeciwelektromotoryczną, a zasilacz impulsowy aktywnie steruje poborem. Prawo Ohma stosuje się tam do pojedynczych elementów obwodu, nie do całego urządzenia. Dla przewodów i ich strat służy osobny kalkulator spadku napięcia.