กฎของโอห์ม – ปัญหาและวิธีแก้ไข

กฎของโอห์ม – ปัญหาและวิธีแก้ไข

1.

จากตารางด้านล่าง ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้า (V) กระแสไฟฟ้า (I) และความต้านทาน (R) คือ…..

วิธีการแก้ปัญหา:

กฎของโอห์ม:

V = IR หรือ R = V / I

R ₁ = V / I = 1.50 / 0.08 = 18.75 โอห์ม

R ₂ = V / I = 2.80 / 1.50 = 2.87 โอห์ม

R ₃ = V / I = 3.99 / 2.10 = 1.9 โอห์ม

จากตาราง ความสัมพันธ์ระหว่าง V, I และ R คือ ค่า R แปรผกผันกับ V และ I นั่นหมายความว่า ยิ่ง V และ I มีค่ามาก ค่า R ก็ยิ่งน้อยลง

ค่าของ V/I ไม่คงที่ ดังนั้นจึงไม่เป็นไป ตาม กฎของโอห์มตามกฎของโอห์ม ค่าของ V/I ต้องคงที่

2. กราฟใดแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความต่างศักย์กับกระแสไฟฟ้า?

วิธีการแก้ปัญหา:

A

3. จากข้อมูลในตารางผลการทดลองต่อไปนี้ สามารถสรุปได้ว่า กระแสไฟฟ้า…

วิธีการแก้ปัญหา:

จากข้อมูลในตาราง จะเห็นได้ว่ายิ่งแรงดันไฟฟ้าสูง กระแสไฟฟ้าก็ยิ่งสูง ดังนั้นจึงสรุปได้ว่า กระแสไฟฟ้าแปรผันตรงกับแรงดันไฟฟ้า

4. อุปกรณ์ชิ้นหนึ่งมีความต้านทาน 150 โอห์ม และกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน 2 แอมป์ ความต่างศักย์คือ…

เป็นที่รู้จัก :

ความต้านทาน (R) = 150 โอห์ม

กระแสไฟฟ้า (I) = 2 แอมแปร์

ต้องการทราบ:แรงดันไฟฟ้า (V)

วิธีการแก้ปัญหา:

V = IR

V = แรงดันไฟฟ้า, I = กระแสไฟฟ้า, R = ความต้านทานไฟฟ้า

แรงดันไฟฟ้า :

V = IR = (2 แอมแปร์)(150 โอห์ม) = 300 โวลต์

5. กระแสไฟฟ้าในลวดตัวต้านทานมีค่า 4 แอมป์ เมื่อจ่ายศักย์ไฟฟ้า 12 โวลต์ให้ปลายทั้งสองข้าง ความต้านทานไฟฟ้าของลวดมีค่าเท่าใด

เป็นที่รู้จัก :

กระแสไฟฟ้า (I) = 4 แอมแปร์

แรงดันไฟฟ้า (V) = 12 โวลต์

ต้องการทราบค่าความต้านทานไฟฟ้า (R)

วิธีการแก้ปัญหา:

ความต้านทาน:

R = V / I = 12 โวลต์ / 4 แอมป์ = 3 โอห์ม

1. กฎของโอห์มคืออะไร?
   • คำตอบกฎของโอห์มระบุว่ากระแสไฟฟ้า ($I$กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำระหว่างสองจุดจะแปรผันตรงกับแรงดันไฟฟ้า ($V$) ข้ามจุดทั้งสอง และแปรผกผันกับความต้านทาน ($R$) ของตัวนำ ในทางคณิตศาสตร์ จะแสดงได้ดังนี้ $V=IR$.
2. ถ้าตัวต้านทานเป็นไปตามกฎของโอห์ม เราควรสังเกตความสัมพันธ์แบบใดระหว่างแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า?
   • คำตอบเราควรสังเกตความสัมพันธ์เชิงเส้น หากคุณวาดกราฟแรงดันไฟฟ้าเทียบกับกระแสไฟฟ้า ความชันของเส้นตรงจะแสดงถึงความต้านทาน และเส้นตรงนั้นจะผ่านจุดกำเนิด
3. การเพิ่มความต้านทานในวงจรจะส่งผลต่อกระแสไฟฟ้าอย่างไร โดยสมมติว่าแรงดันไฟฟ้ายังคงที่?
   • คำตอบถ้าความต้านทานเพิ่มขึ้นในขณะที่แรงดันไฟฟ้าคงที่ กระแสไฟฟ้าในวงจรจะลดลง ตามกฎของโอห์ม
4. เหตุใดกฎของโอห์มจึงอาจใช้ไม่ได้ในบางเงื่อนไขหรือกับวัสดุบางชนิด?
   • คำตอบกฎของโอห์มใช้ได้กับวัสดุ "โอห์มิก" ซึ่งความต้านทานจะคงที่เมื่อแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง อย่างไรก็ตาม สำหรับวัสดุและอุปกรณ์บางชนิด (เช่น ไดโอด หรือที่ความถี่หรืออุณหภูมิสูงมาก) ความต้านทานอาจเปลี่ยนแปลงไปตามแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสไฟฟ้า ทำให้ความสัมพันธ์ไม่เป็นเชิงเส้น
5. หน่วยของความต้านทานคืออะไร และนิยามของมันตามกฎของโอห์มเป็นอย่างไร?
   • คำตอบหน่วยของความต้านทานคือโอห์ม (Ω) หนึ่งโอห์มถูกกำหนดให้เป็นความต้านทานที่ยอมให้กระแสไฟฟ้าหนึ่งแอมแปร์ไหลผ่านเมื่อมีแรงดันไฟฟ้าหนึ่งโวลต์คร่อมอยู่
6. ถ้าตัวต้านทานสองตัวที่ต่ออนุกรมกันต่างก็เป็นไปตามกฎของโอห์มอย่างเคร่งครัด วงจรที่ต่อรวมกันนั้นจะเป็นไปตามกฎของโอห์มด้วยหรือไม่?
   • คำตอบใช่แล้ว วงจรอนุกรมนี้จะสอดคล้องกับกฎของโอห์มเช่นกัน ความต้านทานรวมในวงจรอนุกรมคือผลรวมของความต้านทานของแต่ละตัว และกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านทั้งสองวงจรจะเท่ากัน แรงดันไฟฟ้าคร่อมวงจรอนุกรมจะเป็นผลรวมของแรงดันไฟฟ้าคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัว
7. ความต้านทานของลวดขึ้นอยู่กับความยาวและพื้นที่หน้าตัดอย่างไร?
   • คำตอบความต้านทานของลวดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความยาวของลวดและเป็นสัดส่วนผกผันกับพื้นที่หน้าตัด ดังนั้น ลวดที่ยาวกว่าจะมีความต้านทานมากกว่า และลวดที่หนากว่าจะมีความต้านทานน้อยกว่า
8. ถ้าแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า กระแสไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงอย่างไร โดยสมมติว่าตัวต้านทานยังคงเป็นค่าโอห์มอยู่?
   • คำตอบถ้าตัวต้านทานยังคงเป็นโอห์มิก (และเป็นไปตามกฎของโอห์ม) การเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเป็นสองเท่าจะทำให้กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าด้วย
9. ในทางปฏิบัติ สามารถสร้างชิ้นส่วนที่มีความต้านทานเป็นศูนย์ได้หรือไม่?
   • คำตอบในสถานการณ์การใช้งานจริงในชีวิตประจำวันนั้น การสร้างชิ้นส่วนที่มีความต้านทานเป็นศูนย์ หรือ "ตัวนำยิ่งยวด" นั้นทำได้ยาก อย่างไรก็ตาม วัสดุบางชนิดสามารถกลายเป็นตัวนำยิ่งยวดได้ที่อุณหภูมิต่ำมาก ๆ และมีความต้านทานต่อการไหลของกระแสไฟฟ้าเป็นศูนย์
10. กำลังไฟฟ้าที่สูญเสียไปในตัวต้านทานนั้น สัมพันธ์กับกฎของโอห์มอย่างไร?

• คำตอบ: พลัง ($P$พลังงานที่สูญเสียไปในตัวต้านทานจะคำนวณได้จากสูตร P=I²R or P=V²/Rซึ่งได้มาจากการรวมกันของกฎของโอห์มและสูตรกำลัง $P=IV$.