Ohmov zakon – problemi in rešitve

Ohmov zakon – problemi in rešitve

1.

Na podlagi spodnje tabele je razmerje med napetostjo (V), električnim tokom (I) in upornostjo (R) ...

Rešitev:

Ohmov zakon:

V = IR ali R = V / I

R1 = V / _I = 1.50 / 0.08 = 18.75 ohma

R2 = V / _I = 2.80 / 1.50 = 2.87 ohma

R³ = V / I = 3.99 / 2.10 = 1.9 _ohma

Glede na tabelo je razmerje med V, I in R obratno sorazmerno z vrednostjo R in V ter I. To pomeni, da večji kot sta V in I, manjši je R.

Vrednost V/I ni konstantna, zato ne ponazarja Ohmovega zakona . V skladu z Ohmovim zakonom mora biti vrednost V/I konstantna.

2. Kateri graf prikazuje razmerje med potencialno razliko in električnim tokom?

Rešitev:

A

3. Na podlagi podatkov v naslednji tabeli eksperimentalnih rezultatov lahko sklepamo, da električni tok …

Rešitev:

Na podlagi podatkov v tabeli velja, da večja kot je električna napetost, večji je električni tok. Zato sklepamo, da je električni tok sorazmeren z napetostjo.

4. Naprava ima upornost 150 ohmov in skozenj teče električni tok 2 A. Potencialna razlika je…

Znano:

Upornost (R) = 150 Ohmov

Električni tok (I) = 2 ampera

Želena napetost (V)

Rešitev:

V = IR

V = električna napetost, I = električni tok, R = električni upor

Napetost :

V = IR = (2 ampera)(150 ohmov) = 300 voltov

5. Električni tok v uporovni žici je 4 A. Kolikšna je električna upornost, če sta oba konca priključena na napetost 12 voltov?

Znano:

Električni tok (I) = 4 ampera

Napetost (V) = 12 voltov

Iščem: Električni upor (R)

Rešitev:

Odpornost:

R = V / I = 12 voltov / 4 amperi = 3 ohmi

1. Kaj je Ohmov zakon?
   • OdgovorOhmov zakon pravi, da tok ($I$), ki teče skozi prevodnik med dvema točkama, je neposredno sorazmerna z napetostjo ($V$) čez obe točki in obratno sorazmerno z uporom ($R$) prevodnika. Matematično je predstavljen kot $V=IR$.
2. Če upor sledi Ohmovemu zakonu, kakšno razmerje naj opazujemo med napetostjo in tokom?
   • OdgovorOpaziti bi morali linearno razmerje. Če narišemo napetost glede na tok, bi naklon črte predstavljal upor, črta pa bi potekala skozi izhodišče.
3. Kako povečanje upora v tokokrogu vpliva na tok, če predpostavimo, da napetost ostane konstantna?
   • OdgovorČe se upor poveča, medtem ko napetost ostane konstantna, se bo tok v tokokrogu zmanjšal, kot to določa Ohmov zakon.
4. Zakaj Ohmov zakon morda ne velja pod določenimi pogoji ali za določene materiale?
   • OdgovorOhmov zakon velja za "omske" materiale, kjer upornost ostaja konstantna s spreminjajočo se napetostjo. Vendar pa se pri nekaterih materialih in napravah (kot so diode ali pri zelo visokih frekvencah ali temperaturah) upornost lahko spreminja z napetostjo ali tokom, zaradi česar je razmerje nelinearno.
5. Kaj je enota za upor in kako je definirana z Ohmovim zakonom?
   • OdgovorEnota za upor je ohm (Ω). En ohm je definiran kot upor, ki omogoča pretok enega ampera toka, ko je nanj priključen en volt.
6. Če dva zaporedno vezana upora strogo upoštevata Ohmov zakon, ali bo tudi kombinacija upora upoštevala Ohmov zakon?
   • OdgovorDa, tudi kombinacija bo upoštevala Ohmov zakon. Skupni upor v zaporedni vezavi je vsota posameznih uporov, tok skozi oba pa bo enak. Napetost na kombinaciji bo vsota napetosti na vsakem uporu.
7. Kako je upornost žice odvisna od njene dolžine in prečnega prereza?
   • OdgovorUpor žice je neposredno sorazmeren z njeno dolžino in obratno sorazmeren s površino njenega prečnega prereza. Tako bo imela daljša žica večji upor, debelejša žica pa manjši.
8. Če se napetost na uporu podvoji, kako se spremeni tok, ob predpostavki, da upor ostane ohmski?
   • OdgovorČe upor ostane ohmski (in tako sledi Ohmovemu zakonu), bo podvojitev napetosti podvojila tudi tok.
9. Ali je v praksi mogoče realizirati komponento z ničelno upornostjo?
   • OdgovorV praktičnih vsakdanjih scenarijih komponent z ničelno upornostjo oziroma »superprevodnika« ni enostavno izdelati. Vendar pa lahko nekateri materiali pri izjemno nizkih temperaturah postanejo superprevodniki in nudijo ničelno upornost toku.
10. Kakšna je disipacija moči upora v smislu Ohmovega zakona?

• OdgovorMoč ($P$) ki ga razprši upor, je podan z P=I²R or P=V²/R, izpeljan iz kombinacije Ohmovega zakona in formule za moč $P=IV$.