V · I · R · P

Calculator legea lui Ohm: tensiune, curent și putere

Calculează tensiunea, curentul, rezistența și puterea din două valori. Vezi schema, graficele, pașii de calcul și dimensionarea rezistorului serie pentru LED.

Două mărimi cunoscute

Alege două mărimi cunoscute și unitățile. Rezultatele se actualizează în timpul tastării; schimbarea unității păstrează valoarea fizică. Sunt acceptate virgula zecimală și notația științifică, fără separatori de mii.

Încearcă un exemplu:

Rezultatele circuitului

Tensiune—
Intensitatea curentului—
Rezistență—
Putere—

Schema interactivă a circuitului

Formulă și calcul

Curent în funcție de tensiune · Putere în funcție de tensiune

Rezistența rămâne constantă: curentul variază liniar, iar puterea cu pătratul tensiunii. Punctul portocaliu indică funcționarea calculată în domeniul vizibil; cel turcoaz explorează altă tensiune fără să modifice datele.

Curent în funcție de tensiune

Putere în funcție de tensiune

Punct de funcționare calculatPunct explorat

Încărcarea rezistorului

Utilizarea puterii nominale

Procentul compară disipația cu puterea nominală introdusă; nu reprezintă o certificare de siguranță. Verifică fișa tehnică, temperatura ambiantă, montajul și reducerea puterii admisibile. Funcționarea sub valoarea nominală nu garantează adecvarea.

Calculator de rezistor serie pentru LED

Model LED nominal simplificat: R = (Vs − Vf) / I. Tensiunea sursei trebuie să depășească tensiunea directă a LED-ului, iar curentul să fie pozitiv. Alege un rezistor disponibil și verifică intensitatea, toleranțele și rezerva de putere în ambele fișe tehnice. Rezultatul nu este o recomandare universală de componentă.

Rezistența nominală necesară—
Putere disipată în rezistor—
Puterea LED-ului—
Puterea sursei—

Formulă și calcul

Model și limitări

Model de curent continuu în regim staționar, cu rezistență ohmică pozitivă și constantă. Folosește mărimi nenegative; nu modelează impedanța în curent alternativ, temperatura sau siguranța instalației.

Rezistența trebuie să fie pozitivă. Valorile zero sunt acceptate când rezistența este cunoscută; alte perechi cu zero nu determină întotdeauna o rezistență pozitivă finită. Introdu valori finite; rezultatele extreme sunt în afara domeniului.

Sursa metodei de calcul · OpenStax · Putere · OpenStax

Exemple rezolvate și explicații

Înțelegerea Legii lui Ohm

Legea lui Ohm este un principiu fundamental în ingineria electrică care descrie relația dintre tensiune (\(V\)), curent (\(I\)) și rezistență (\(R\)) într-un circuit electric. Legea afirmă că curentul care trece printr-un conductor între două puncte este direct proporțional cu tensiunea dintre cele două puncte și invers proporțional cu rezistența dintre ele.

Formula

Expresia matematică a Legii lui Ohm este:

\[ V = I \times R \]

Unde:

  • \(V\) este tensiunea în volți (V).
  • \(I\) este curentul în amperi (A).
  • \(R\) este rezistența în ohmi (Ω).

Folosirea Calculatorul legii lui Ohm

Alege două mărimi cunoscute și unitățile. Rezultatele se actualizează în timpul tastării; schimbarea unității păstrează valoarea fizică. Sunt acceptate virgula zecimală și notația științifică, fără separatori de mii.

Derivarea formulelor

Din formula de bază \(V = I \times R\), putem deduce celelalte două formule:

  • Pentru a găsi curentul (\(I\)) atunci când tensiunea (\(V\)) și rezistența (\(R\)) sunt cunoscute: \[ I = \frac{V}{R} \]
  • Pentru a găsi rezistența (\(R\)) atunci când tensiunea (\(V\)) și curentul (\(I\)) sunt cunoscute: \[ R = \frac{V}{I} \]

Exemplu 1

Să presupunem că ai un circuit cu un curent de 2 amperi și o rezistență de 5 ohmi. Pentru a găsi tensiunea:

\[ V = I \times R = 2 \, \text{A} \times 5 \, \Omega = 10 \, \text{V} \]

Exemplu 2

Dacă știi că tensiunea este de 12 volți și rezistența este de 3 ohmi, poți calcula curentul:

\[ I = \frac{V}{R} = \frac{12 \, \text{V}}{3 \, \Omega} = 4 \, \text{A} \]

Exemplu 3

Având o tensiune de 9 volți și un curent de 3 miliamperi, poți găsi rezistența:

\[ I = 3 \, \text{mA} = 0.003 \, \text{A} \] \[ R = \frac{V}{I} = \frac{9 \, \text{V}}{0.003 \, \text{A}} = 3000 \, \Omega = 3 \, \text{kΩ} \]

Exemplu complex cu Conversie de unități

Să luăm în considerare un circuit în care tensiunea este de 15 kilovolți (kV) și curentul este de 5 miliamperi (mA). Găsește rezistența.

\[ V = 15 \, \text{kV} = 15 \times 1000 \, \text{V} = 15000 \, \text{V} \] \[ I = 5 \, \text{mA} = 5 \times 0.001 \, \text{A} = 0.005 \, \text{A} \] \[ R = \frac{V}{I} = \frac{15000 \, \text{V}}{0.005 \, \text{A}} = 3000000 \, \Omega = 3 \, \text{MΩ} \]

Exemplu suplimentar: Calculul puterii

Puterea (\(P\)) într-un circuit electric poate fi, de asemenea, calculată folosind Legea lui Ohm. Puterea disipată într-o rezistență poate fi găsită folosind următoarele formule:

\[ P = V \times I \] \[ P = I^2 \times R \] \[ P = \frac{V^2}{R} \]

De exemplu, dacă tensiunea este de 12 volți și curentul este de 2 amperi, puterea disipată în rezistor este:

\[ P = V \times I = 12 \, \text{V} \times 2 \, \text{A} = 24 \, \text{W} \]

Alternativ, folosind rezistența \(R = \frac{V}{I} = \frac{12 \, \text{V}}{2 \, \text{A}} = 6 \, \Omega\):

\[ P = I^2 \times R = (2 \, \text{A})^2 \times 6 \, \Omega = 4 \, \text{A}^2 \times 6 \, \Omega = 24 \, \text{W} \] \[ P = \frac{V^2}{R} = \frac{(12 \, \text{V})^2}{6 \, \Omega} = \frac{144 \, \text{V}^2}{6 \, \Omega} = 24 \, \text{W} \]

Aplicație practică: LED Circuit

Să luăm în considerare un circuit LED simplu în care un LED necesită o tensiune directă (\(V_f\)) de 2 volți și un curent (\(I_f\)) de 20 miliamperi. Pentru a determina rezistența în serie (\(R\)) necesară pentru a limita curentul prin LED atunci când este conectată la o baterie de 9 volți, urmează acești pași:

  1. Calculați căderea de tensiune peste rezistor (\(V_R\)): \[ V_R = V_{\text{battery}} – V_f = 9 \, \text{V} – 2 \, \text{V} = 7 \, \text{V} \]
  2. Convertiți curentul în amperi: \[ I_f = 20 \, \text{mA} = 0.02 \, \text{A} \]
  3. Calculați rezistența folosind Legea lui Ohm: \[ R = \frac{V_R}{I_f} = \frac{7 \, \text{V}}{0.02 \, \text{A}} = 350 \, \Omega \]

Model LED nominal simplificat: R = (Vs − Vf) / I. Tensiunea sursei trebuie să depășească tensiunea directă a LED-ului, iar curentul să fie pozitiv. Alege un rezistor disponibil și verifică intensitatea, toleranțele și rezerva de putere în ambele fișe tehnice. Rezultatul nu este o recomandare universală de componentă.

Aplicații ale Legii lui Ohm

Legea lui Ohm este folosită pe scară largă în diverse aplicații, inclusiv:

  • Proiectarea și analiza circuitelor electrice.
  • Calcularea consumului de energie în dispozitive.
  • Rezolvarea problemelor electrice.
  • Determinarea componentelor potrivite pentru un circuit.
  • Asigurarea siguranței în sistemele electrice prin prevenirea supracurentului.
  • Optimizarea eficienței energetice în dispozitivele electronice.
  • Înțelegerea și proiectarea circuitelor analogice și digitale.

Note finale

Stăpânirea Legii lui Ohm este esențială pentru oricine lucrează cu electricitate și electronică. Calculatorul legii lui Ohm simplifică procesul de calcul al tensiunii, curentului și rezistenței, facilitând înțelegerea și aplicarea acestui principiu fundamental. Fie că ești student, pasionat sau profesionist, o înțelegere solidă a Legii lui Ohm este esențială pentru proiectarea și depanarea circuitelor electrice. Prin înțelegerea relațiilor dintre tensiune, curent și rezistență, poți construi sisteme electrice mai eficiente și mai fiabile.

Știință și inginerie director

Ai nevoie de un alt instrument științific sau ingineresc?

Răsfoiește colecția completă de calculatoare științifice și inginerești pentru formule electrice, energie, putere, presiune, forță, cuplu, mișcare, lumină, densitate, panouri solare și conversii practice de fizică.

Răsfoiește toate Calculatoare de știință și inginerie