オームの法則は物理学の基本法則の 1 つで、大小の機械の動作に複数の用途があります。電気回路の電流、電圧、抵抗の間の明確で簡潔な関係を確立するのに役立ちます。 Georg Simon Ohm は、抵抗器を流れる電流が印加電圧に正比例することを発見しました。彼は 1827 年に彼の作品を発表し、後に電磁気学の基本原理の 1 つを形成しました。この法則は、電圧、電流、および抵抗を 1 つの単純な方程式で関連付けるため、電気工学または電子工学で非常に役立ちます。このセクションでは、オームの法則、その応用、検証方法、および水道管の例えについて学びます。
オームの法則とは?
オームの法則は、すべての物理的条件と温度が一定のままである場合、電流が流れる導体の両端の電圧は、導体を流れる電流に正比例すると述べています。数学的には、次のように表すことができます。V=I × RW ここで、V は電圧、I は電流、R は導体によって提供される抵抗です。オームの法則の魔法の三角形とは?
V- 電圧、I- 電流、および R- 抵抗のさまざまな関係を学習することが難しくなります。したがって、V、I、および R を含むすべての方程式をすばやく解くのに役立つソリューションが必要です。V、I、および R の間の関係を確立する際に役立つのは、オームの法則の魔法の三角形です。 R が与えられている場合、V は I と R の両方を掛けることで評価できます。V と I の値が与えられている場合、V/I は R の値を与えます。V と R の値が与えられている場合、I は V/ で評価できます。 R.したがって、1 つの単純な三角形は、学生が電圧、電流、および抵抗に関連する数値問題を解決するのに役立ちます。電力はオームの法則を使って計算できます。この三角形は、以下で説明する有名なべき乗三角形を導き出すことができます。オームの法則を検証する方法:
オームの法則を検証するには、簡単な電気回路実験が必要です。手順:- 電圧計と電流計を備えた回路にニクロム線が接続されています。
- ワイヤに電流を流した後、電位差と電流をそれぞれ電圧計と電流計で測定します。
- 電位差/電流の比率を計算します。
- 電流を増やして、電位差/電流比を再度測定します。
- この比率は両方の時間で同じままであることに注意してください。
- したがって、オームの法則が証明されました。
オームの法則の水道管のアナロジーは?
オームの法則は、パイプを流れる水の単純なメカニズムを使用して理解することもできます。パイプは閉じた電気回路に似ています。パイプ内の水の流れは、回路を流れる電流の量に似ています。ウォーターポンプの圧力を上げると、パイプを流れる水の速度も上がります。同じ観察結果が電気回路にも当てはまります。電位差が増加すると、電子の流れも増加し、回路内の電流が増加します。電圧値と電流値の増減を測定すると、存在する抵抗は一定のままになります。以下は、水道管と電気回路の類似した性質を説明する表です。<表>オームの法則の適用:
オームの法則の主な適用例は次のとおりです。- オームの法則を使用してヒューズを選択できます。ヒューズの電流は、抵抗がわかればオームの法則を利用して測定されます。
- オームの法則は、電気ヒーターを通過できる電流量を測定します。
オームの法則の制限:
電気回路ではオームの法則が一般的ですが、この法則には一定の制限があります。オームの法則で観察された主な制限には、次のようなものがあります。- まず、非線形電気デバイスには適していません。抵抗や静電容量などのパラメータは、電圧と電流の線形性を順守しないため、オームの法則はこれらの電気要素には適用されません。
- 一方的なネットワークには適用されません。これらの要素は、電流が一方向にのみ流れることを可能にするため、オームの法則はこれらの要素には当てはまりません.このような一方的なデバイスの例は、トランジスタとダイオードです。
