Закон Ома — це найголовніша формула в електриці. Для резистивного кола постійного струму він пов’язує напругу, струм і опір. Знаючи дві — завжди можна знайти третю.
Три величини
| Величина | Позначення | Одиниця |
|---|---|---|
| Напруга | V (або U) | Вольти (V) |
| Струм | I | Ампери (A) |
| Опір | R | Оми (Ω) |
Позначення U та V можуть означати напругу; на ілюстрації використано U.
Формула для резистивного DC-кола:
V = I × RАбо в іншому вигляді:
I = V ÷ R(струм = напруга ÷ опір)R = V ÷ I(опір = напруга ÷ струм)
Аналогія з водою (знову)
Уявіть трубу:
- Тиск води — це напруга (V)
- Кількість води, що тече — це струм (I)
- Вузькість труби — це опір (R)
Якщо труба вузька (великий опір) — навіть при сильному тиску мало води пройде. Якщо труба широка (малий опір) — вода ллє сильно.
Практичний приклад: падіння напруги в кабелі
Кабелі мають власний опір. Чим довший і тонший кабель — тим більший його опір. Це призводить до падіння напруги — до вашого пристрою доходить менше вольт, ніж вийшло з акумулятора.
Приклад: Акумулятор 12V, струм 20A, сумарний опір прямого й зворотного провідників 0.1 Ом:
Падіння напруги = I × R = 20A × 0.1Ω = 2VДо пристрою прийде: 12V − 2V = 10V замість 12V. Це вже проблема.
Як вирішити: використовувати товстіший кабель (менший опір) або коротший.
Опір кабелів у реальній системі
Менші довжина й опір зменшують падіння напруги. Наведені нижче орієнтири — для одного мідного провідника поблизу кімнатної температури, а не таблиця допустимого струму. Для двопровідного DC-кола враховують обидва проводи та контактні з’єднання.
| Переріз кабелю | Опір (Ом/метр) |
|---|---|
| 4 мм² | ~0.0046 Ω/м |
| 6 мм² | ~0.003 Ω/м |
| 10 мм² | ~0.0018 Ω/м |
| 16 мм² | ~0.0011 Ω/м |
| 25 мм² | ~0.0007 Ω/м |
Правило. Переріз і захист підбирають разом: за струмом, падінням напруги, температурою, способом прокладання й допустимими клемами. Один лише розрахунок опору не визначає безпечний кабель.
Корисні розрахунки за Законом Ома
Скільки ампер споживає однофазне AC-навантаження?
I = P ÷ (U × PF)
Приклад за PF = 1: 1000 Вт ÷ 230 В ≈ 4,35 АЯкий струм іде від акумулятора?
I = P ÷ V Приклад: 1000W ÷ 48V = 20.8AЗверніть увагу: той самий прилад 1000W тягне 4.5A з розетки 220V, але аж 20.8A від акумулятора 48V. Ось чому кабелі на боці акумулятора завжди товщі.
Коротко про головне
- Закон Ома: V = I × R (напруга = струм × опір)
- Опір кабелю викликає падіння напруги
- Товстий короткий кабель = малий опір = менші втрати
- При низькій напрузі (12–48V) струми великі → потрібні товсті кабелі