V · I · R · P
Wet van Ohm-calculator: spanning, stroom en vermogen
Bereken spanning, stroom, weerstand en vermogen met twee waarden. Bekijk schakelschema’s, correcte grafieken, rekenstappen en de serieweerstand voor een LED.
Twee bekende grootheden
Kies twee bekende grootheden en eenheden. Resultaten veranderen tijdens het typen; wisselen van eenheid behoudt de fysieke waarde. Decimale komma en wetenschappelijke notatie zijn toegestaan, zonder duizendtalscheiding.
Circuitresultaten
Interactief schakelschema
Formule en berekening
Stroom als functie van spanning · Vermogen als functie van spanning
De weerstand blijft gelijk: stroom verandert lineair en vermogen met het kwadraat van de spanning. Oranje toont het berekende werkpunt binnen het bereik; turkoois verkent een andere spanning zonder de invoer te wijzigen.
Voer een geldig getal in.
Stroom als functie van spanning
Vermogen als functie van spanning
Vermogensbelasting van de weerstand
Voer een geldig getal in.
Het percentage vergelijkt dissipatie met het ingevoerde nominale vermogen; het is geen veiligheidsgoedkeuring. Controleer datablad, omgevingstemperatuur, montage en vermogensreductie. Onder het nominale vermogen blijven garandeert geen geschiktheid.
LED-serieweerstandcalculator
Vereenvoudigd nominaal LED-model: R = (Vs − Vf) / I. De voeding moet hoger zijn dan de LED-doorlaatspanning en de stroom positief. Kies een verkrijgbare weerstand en controleer stroom, toleranties en vermogensmarge in beide databladen. Het resultaat is geen universeel componentadvies.
Voer een geldig getal in.
Formule en berekening
Model en beperkingen
Dit model beschrijft stationaire gelijkstroom met een positieve, constante ohmse weerstand. Het gebruikt niet-negatieve grootten; wisselstroomimpedantie, temperatuur en installatieveiligheid worden niet gemodelleerd.
De weerstand moet positief zijn. Nulwaarden zijn mogelijk bij bekende weerstand; andere nulparen bepalen niet altijd een eindige positieve weerstand. Gebruik eindige waarden; extreme resultaten vallen buiten het bereik.
Uitgewerkte voorbeelden en uitleg
Begrip van de wet van Ohm
De wet van Ohm is een fundamenteel principe in de elektrotechniek dat de relatie beschrijft tussen spanning (\(V\)), stroom (\(I\)) en weerstand (\(R\)) in een elektrisch circuit. De wet stelt dat de stroom door een geleider tussen twee punten recht evenredig is met de spanning over de twee punten en omgekeerd evenredig met de weerstand tussen hen.
De Formule
De wiskundige uitdrukking van de wet van Ohm is:
\[ V = I \times R \]Waar:
- \(V\) is de spanning in volt (V).
- \(I\) is de stroom in ampère (A).
- \(R\) is de weerstand in ohm (Ω).
Gebruik van de Ohm’s Wet Calculator
Kies twee bekende grootheden en eenheden. Resultaten veranderen tijdens het typen; wisselen van eenheid behoudt de fysieke waarde. Decimale komma en wetenschappelijke notatie zijn toegestaan, zonder duizendtalscheiding.
Het afleiden van de formules
Uit de basisformule \(V = I \times R\) kunnen we de andere twee formules afleiden:
- Om stroom (\(I\)) te vinden wanneer spanning (\(V\)) en weerstand (\(R\)) bekend zijn: \[ I = \frac{V}{R} \]
- Om weerstand (\(R\)) te vinden wanneer spanning (\(V\)) en stroom (\(I\)) bekend zijn: \[ R = \frac{V}{I} \]
Voorbeeld 1
Stel dat je een circuit hebt met een stroom van 2 ampère en een weerstand van 5 ohm. Om de spanning te vinden:
\[ V = I \times R = 2 \, \text{A} \times 5 \, \Omega = 10 \, \text{V} \]Voorbeeld 2
Als je weet dat de spanning 12 volt is en de weerstand 3 ohm, kun je de stroom berekenen:
\[ I = \frac{V}{R} = \frac{12 \, \text{V}}{3 \, \Omega} = 4 \, \text{A} \]Voorbeeld 3
Gegeven een spanning van 9 volt en een stroom van 3 milliampère, kun je de weerstand bepalen:
\[ I = 3 \, \text{mA} = 0.003 \, \text{A} \] \[ R = \frac{V}{I} = \frac{9 \, \text{V}}{0.003 \, \text{A}} = 3000 \, \Omega = 3 \, \text{kΩ} \]Complex voorbeeld met Eenheden omrekenen
Beschouw een circuit waarbij de spanning 15 kilovolt (kV) is en de stroom 5 milliampère (mA). Vind de weerstand.
\[ V = 15 \, \text{kV} = 15 \times 1000 \, \text{V} = 15000 \, \text{V} \] \[ I = 5 \, \text{mA} = 5 \times 0.001 \, \text{A} = 0.005 \, \text{A} \] \[ R = \frac{V}{I} = \frac{15000 \, \text{V}}{0.005 \, \text{A}} = 3000000 \, \Omega = 3 \, \text{MΩ} \]Aanvullend voorbeeld: Vermogensberekening
Vermogen (\(P\)) in een elektrisch circuit kan ook worden berekend met behulp van de wet van Ohm. Het vermogen dat in een weerstand wordt gedissipeerd, kan worden bepaald met de volgende formules:
\[ P = V \times I \] \[ P = I^2 \times R \] \[ P = \frac{V^2}{R} \]Als bijvoorbeeld de spanning 12 volt is en de stroom 2 ampère, is het vermogen dat in de weerstand wordt gedissipeerd als volgt:
\[ P = V \times I = 12 \, \text{V} \times 2 \, \text{A} = 24 \, \text{W} \]Alternatief, met behulp van de weerstand \(R = \frac{V}{I} = \frac{12 \, \text{V}}{2 \, \text{A}} = 6 \, \Omega\):
\[ P = I^2 \times R = (2 \, \text{A})^2 \times 6 \, \Omega = 4 \, \text{A}^2 \times 6 \, \Omega = 24 \, \text{W} \] \[ P = \frac{V^2}{R} = \frac{(12 \, \text{V})^2}{6 \, \Omega} = \frac{144 \, \text{V}^2}{6 \, \Omega} = 24 \, \text{W} \]Praktische toepassing: LED Circuit
Beschouw een eenvoudig LED circuit waarbij een LED een voorwaartse spanning (\(V_f\)) van 2 volt en een stroom (\(I_f\)) van 20 milliampère vereist. Om de vereiste serieweerstand (\(R\)) te bepalen om de stroom door de LED te beperken wanneer deze is aangesloten op een 9-volt batterij, volgt u deze stappen:
- Bereken de spanningsval over de weerstand (\(V_R\)): \[ V_R = V_{\text{battery}} – V_f = 9 \, \text{V} – 2 \, \text{V} = 7 \, \text{V} \]
- Zet de stroom om naar ampère: \[ I_f = 20 \, \text{mA} = 0.02 \, \text{A} \]
- Bereken de weerstand met behulp van de wet van Ohm: \[ R = \frac{V_R}{I_f} = \frac{7 \, \text{V}}{0.02 \, \text{A}} = 350 \, \Omega \]
Vereenvoudigd nominaal LED-model: R = (Vs − Vf) / I. De voeding moet hoger zijn dan de LED-doorlaatspanning en de stroom positief. Kies een verkrijgbare weerstand en controleer stroom, toleranties en vermogensmarge in beide databladen. Het resultaat is geen universeel componentadvies.
Toepassingen van de wet van Ohm
De wet van Ohm wordt veel gebruikt in diverse toepassingen, waaronder:
- Ontwerpen en analyseren van elektrische schakelingen.
- Berekenen van het energieverbruik in apparaten.
- Elektrische problemen oplossen.
- Het bepalen van de juiste componenten voor een schakeling.
- Veiligheid in elektrische systemen waarborgen door overstroomcondities te voorkomen.
- Optimaliseren van energie-efficiëntie in elektronische apparaten.
- Het begrijpen en ontwerpen van analoge en digitale schakelingen.
Slotnoten
Het beheersen van de wet van Ohm is cruciaal voor iedereen die met elektriciteit en elektronica werkt. De Ohm’s wetcalculator: spanning, stroom, weerstand en vermogen vereenvoudigt het proces van het berekenen van spanning, stroom en weerstand, waardoor het gemakkelijker wordt om dit fundamentele principe te begrijpen en toe te passen. Of je nu student, hobbyist of professional bent, een goed begrip van de wet van Ohm is essentieel voor het ontwerpen en oplossen van problemen met elektrische circuits. Door de relaties tussen spanning, stroom en weerstand te begrijpen, kun je efficiëntere en betrouwbaardere elektrische systemen bouwen.
Wetenschap en techniek directory
Heb je een ander wetenschappelijk of technisch hulpmiddel nodig?
Bekijk de volledige collectie wetenschaps- en technische rekenmachines voor elektrische formules, energie, vermogen, druk, kracht, koppel, beweging, licht, dichtheid, zonnepanelen en praktische natuurkundeconversies.