Ohm Kanunu bir elektrik devresinde gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi hesaplamak için kullanılan bir formüldür.
Bir fizik öğrencisi için Einstein'ın Görelilik denklemi (E = mc²) ne kadar önemliyse bir elektronik öğrencisi için de Ohm Kanunu (E = IR) o kadar önemlidir.
E = I x R
Denklemin açılımı şu şekildedir: gerilim = akım x direnç veya volt = amper x ohm veya V = A x Ω.
Adını Alman fizikçi Georg Ohm'dan (1789-1854) alan Ohm Kanunu devrelerde çalışan kilit miktarları ele alır:
|Miktar||Ohm Kanunu|
simgesi
|Ölçü birimi|
(kısaltma)
|Devrelerdeki rolü||Merak ettiyseniz:|
|Gerilim||E||Volt (V)||Elektron akışını tetikleyen basınç||E = elektromanyetik güç (eski terim)|
|Akım||I||Amper, amp (A)||Elektron akış hızı||I = yoğunluk|
|Direnç||R||Ohm (Ω)||Akış inhibitörü||Ω = Yunan alfabesindeki omega harfi|
Bu değerlerden ikisinin bilinmesi halinde teknisyenler üçüncüyü hesaplamak için Ohm Kanununu kullanabilir. Aşağıdaki gibi piramidi değiştirmek yeterlidir:
Gerilimi (E) ve akımı (I) biliyorsanız ve direnci (R) bulmak istiyorsanız piramitteki R üzerine çarpı koyun ve kalan denklemi hesaplayın (yukarıdaki ilk veya en soldaki piramide bakın).
Not: Çalışır durumdaki bir devrede gerilim ölçülemez, dolayısıyla bu hesaplama gerekli olduğunda Ohm Kanunu özellikle faydalıdır. Teknisyen direnci ölçmek için devreyi kapatmak yerine Ohm Kanununun yukarıdaki varyasyonunu kullanarak R'yi bulabilir.
Gerilimi (E) ve direnci (R) biliyor ve akımı (I) bulmak istiyorsanız I üzerine çarpı koyun ve kalan iki simgeyle hesap işlemini yapın (yukarıda ortadaki piramide bakın).
Akımı (I) ve direnci (R) biliyor ve gerilimi (E) bulmak istiyorsanız piramidin alt yarısındaki değerleri çarpın (yukarıdaki üçüncü ya da en sağdaki piramide bakın).
Tek bir gerilim kaynağı (pil) ve direnç (ışık) içeren basit bir seri devreye dayalı birkaç örnek ile hesaplama yapmayı deneyin. Her bir örnekte iki değer bilinmektedir. Üçüncüyü hesaplamak için Ohm Kanununu kullanın.
Örnek 1: Gerilim (E) ve direnç (R) biliniyor.
Devredeki akım nedir?
I = E/R = 12 V/6 Ω = 2 A
Örnek 2: Gerilim (E) ve akım (I) biliniyor.
Lambanın oluşturduğu direnç nedir?
R = E/I = 24 V/6 A = 4 Ω
Örnek 3: Akım (I) ve direnç (R) biliniyor. Gerilim nedir?
Devredeki gerilim nedir?
E = I x R = (5 A)(8 Ω) = 40 V
Ohm 1827 yılında formülünü yayınladığında temel bulgusu, bir iletkenden geçen elektrik akımı miktarının devreye uygulanan gerilim ile doğru orantılı olduğuydu. Diğer bir ifadeyle, bir ohm dirençten bir amp akım geçirmek için gereken basınç bir volttur.
Ohm Kanunu şunları doğrulamak için kullanılabilir:
- Devre bileşenlerinin statik değerleri
- Akım seviyeleri
- Gerilim beslemeleri
- Gerilim düşmeleri
Örneğin bir test aygıtı normal akım ölçümünden daha yüksek bir değer algılarsa bu, şu anlamlara gelebilir:
- Direnç düşmüştür.
- Gerilim artmıştır ve yüksek gerilim durumuna yol açmıştır. Bu bir besleme sorunu ya da devre sorunu olduğunu gösterebilir.
Doğru akım (DC) devrelerinde normalden düşük akım ölçümü şu anlamlara gelebilir:
- Devre direnci artmıştır. Olası neden: Zayıf ya da gevşek bağlantılar, aşınma ve/veya hasarlı bileşenler.
- Gerilim düşmüştür.
Bir devredeki yükler elektrik akımı çeker. Yükler herhangi türdeki bir bileşen olabilir: küçük elektrikli cihazlar, bilgisayarlar, ev eşyaları veya büyük bir motor. Bu bileşenlerin (yüklerin) çoğunda bir isim levhası veya bilgi etiketi takılıdır. Bu isim levhaları güvenlik sertifikası ve çoklu referans numaraları sağlar.
Teknisyenler standart gerilim ve akım değerlerini öğrenmek için bileşenler üzerindeki isim levhalarına bakar. Teknisyenler test sırasında dijital multimetrelerinde veya pens metrelerinde alışılmış değerlerin gösterilmediğini fark ederse devrenin hangi kısmında sorun olduğunu belirlemek ve buna dayalı olarak sorunun nerede olabileceğini anlamak için Ohm Kanununu kullanabilir.
Temel devre bilimi
Tüm maddeler gibi devreler de atomlardan oluşur. Atomlar ise atomaltı parçacıklardan oluşur:
- Protonlar (pozitif elektrik yüklü)
- Nötronlar (yüksüz)
- Elektronlar (negatif yükü)
Atomlar, atomun çekirdeği ile dış kabuğundaki elektronlar arasındaki çekim kuvvetleri ile bir arada tutulur. Bir devredeki atomlar gerilim etkisi altına girdiğinde yeniden düzenlenmeye başlar ve bileşenleri, potansiyel farkı olarak bilinen bir çekim potansiyeli üretir. Karşılıklı olarak birbirini çeken serbest elektronlar protonlara doğru hareket eder ve elektron akışı (akım) oluşturur. Devrede bu akımı sınırlandıran her madde direnç olarak değerlendirilir.
Referans: Digital Multimeter Principles, Glen A. Mazur, American Technical Publishers.