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 nicelikleri ele alır:
| Nicelik | Ohm Kanunu simgesi | Ölçü birimi (kısaltma) | Devrelerdeki rolü | Merak ettiyseniz: |
|---|---|---|---|---|
| Gerilim | E | Volt (V) | Elektron akışını tetikleyen basınç | E = elektromotor kuvvet (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 Kanunu'nu 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 direnç ölçülemez, dolayısıyla bu hesaplama gerekli olduğunda Ohm Kanunu özellikle faydalıdır. Teknisyen direnci ölçmek için devreyi kapatmak yerine Ohm Kanunu'nun 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 Kanunu'nu 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 yayımladığında 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 kullanılarak neler doğrulanır?
Ohm Kanunu; devre bileşenlerinin, akım seviyelerinin, gerilim beslemelerinin ve gerilim düşüşlerinin sabit değerlerini doğrulamak için kullanılabilir. Örneğin, bir test aygıtı normalden daha yüksek bir akım ölçümü tespit ederse bu, direncin düştüğü veya gerilimin arttığı ve yüksek gerilim durumunun oluştuğu anlamına gelebilir. Bu, bir besleme veya devre sorunu olduğunu gösterebilir.
Doğru akım (dc) devrelerinde normalden daha düşük bir akım ölçümü, geriliminin düştüğü veya devre direncinin arttığı anlamına gelebilir. Direncin artmasının muhtemel sebepleri arasında zayıf veya gevşek bağlantılar, aşınma ve/veya hasarlı bileşenler yer alır.
Bir devredeki yükler elektrik akımı çeker. Yükler herhangi türde bir bileşen olabilir: Küçük elektrikli cihazlar, bilgisayarlar, ev aletleri veya büyük bir motor. Bu bileşenlerin (yüklerin) çoğunda bir isim levhası veya bilgi etiketi takılıdır. Bu isim levhaları güvenlik sertifikası ve birden fazla referans rakamlar sağlar.
Teknisyenler standart gerilim ve akım değerlerini öğrenmek için bileşenler üzerindeki isim levhalarına bakar. Teknisyenler test sırasında dijital multimetrelerinde veya pensampermetrelerinde alışılmış değerlerin gösterilmediğini fark ederse, devrenin hangi kısmında sorun olduğunu belirlemek ve buna dayalı olarak sorunun nerede olabileceğini anlamak için Ohm Kanunu'nu kullanabilir.
Temel devre bilimi
Tüm maddeler gibi devreler de atomlardan oluşur. Atomlar ise atom altı 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 fark 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.