Oma likums un piemēri (Ohm's law)

Oma likums nosaka sakarību starp spriegumu un strāvu elektriskās ķēdes posmā. Strāvas stiprums ir tieši proporcionāls spriegumam. Cik reizes izmainās spriegums, tik reizes izmainās strāvas stiprums. Strāvas stiprums I ir atkarīgs arī no patērētāja elektriskās pretestības R. Jo lielāka ir pretestība, jo mazāka strāva plūst elektriskajā ķēdē. Strāvas stiprums ir apgriezti proporcionāls elektriskajai pretestībai.





1.1.att. Virknes slēgums





1)  Virknes slēgumā kopējā pretestība ir vienāda ar atsevišķo patērētāju pretestību summu.
2)  Strāva virknes slēgumā nemainās, proti, caur visiem patērētājiem (rezistoriem) plūst vienāda strāva.
3) Virknes slēgumā uz katra no patērētājiem veidojas sprieguma kritums, kur sprieguma krituma vērtības ir dažādas, ja dažādas ir patērētāju pretestības.

Dots:
R1 = 5 Ω
R2 = 13 Ω
U3 = 2 V
Uslēguma = 20 V
I2 = 1 A


Jāaprēķina:
R3, Rslēguma, U1, U2, I1, I3, Islēguma,
P1, P2, P3, Pslēguma - ?


Risinājums:

1)      I1 = I2 = I3 = Islēguma = 1 A
2)      U1 = I1*R1 = 1*5 = 5 V
3)      U2 = I2*R2= 1*13 = 13 V
4)      R3 = U3/I3 = 2/1 = 2 Ω
5)      Rslēguma = R1+R2+R3 = 5+13+2 = 20
6)      P1 = I12*R1 = I1*U1 = 1*5 = 5 W
7)      P2 = I22*R2 = I2*U2 = 1*13 = 13 W
8)      P3 = I32*R3 = I3*U3 = 1*2 = 2 W
9)      Pslēguma = P1+P2+P3 = 5+13+2 = 20 W


1.2.att. Paralēlais slēgums



1) Paralēlajā slēgumā kopējā pretestība ir mazāka par mazāko atsevišķo patērētāja pretestību.
2) Strāva paralēlajā slēgumā sadalās, proti, caur katru no patērētājiem (rezistoriem) plūst cita strāva, kur katras strāvas stipruma vērtība var atšķirties, ja patērētāju pretestības ir dažādas.
3) Paralēlajā slēgumā sprieguma kritums uz visiem patērētājiem ir vienāds.

Dots:
R1 = 20 Ω
R3 = 10 Ω
I2 = 2 A
U3 = 10 V

Jāaprēķina:
R2, Rslēguma, U1, U2, Uslēguma, I1, I3, Islēguma,
P1, P2, P3, Pslēguma - ?


Risinājums:
1)      U1 = U2 = U3 = Uslēguma = 10 V
2)      R2 = U2/I2 = 10/2 = 5 Ω
3)      I1 = U1/R1= 10/20 = 0,5 A
4)      I3 = U3/R3= 10/10 = 1 A
5)      Islēguma = I1+I2+I3 = 0,5+2+1 = 3,5 A
6)      Rslēguma =  (R1*R2*R3)/((R1*R2)+(R1*R3)+(R2*R3)) = 1000/350 = 2,86 Ω
7)      P1 = I12*R1 = I1*U1 = 0,5*10 = 5 W
8)      P2 = I22*R2 = I2*U2 = 2*10 = 20 W
9)      P3 = I32*R3 = I3*U3 = 1*10 = 10 W
10)  Pslēguma = P1+P2+P3 = 5+20+10 = 35 W


1.3.att. Jauktais slēgums


1) Jauktajā slēgumā ir spēkā gan paralēlā, gan virknes slēguma sakarības.



Dots:
R1 = 5 Ω
R2 = 20 Ω
R3 = 15 Ω
U2 = 25 V
I1 = 4 A


Jāaprēķina:
R4, Rslēguma, U1, U3, U4, Uslēguma, I2, I3, I4, Islēguma,
P1, P2, P3, P4, Pslēguma - ?


Risinājums:
1)      U2 = U3 = U4 = 25 V
2)      U1 = I1*R1 = 4*5 =20 V
3)      Uslēguma = U2 + U1 = 25+20 = 45 V
4)      I2 = U2/R2= 25/20 = 1,25 A
5)      I3 = U3/R3= 25/15 = 1,67 A
6)      Islēguma = I1 = 4 A
7)      I4 = Islēguma - (I2 +I3) = 4 - (1,25+1,67) = 1,08 A
8)      R4 = U4/I4 = 25/1,08 = 23,15 Ω
9)      R2..4 = (R2*R3*R4)/((R2*R3)+(R2*R4)+(R3*R4)) = 6945/1110,25 = 6,26 Ω
10)  Rslēguma =  R1 + R2..4 = 5+ 6,26 = 11,26 Ω
11)  P1 = I12*R1 = I1*U1 = 42*5 = 80 W
12)  P2 = I22*R2 = I2*U2 = 1,252*20 = 31,25 W
13)  P3 = I32*R3 = I3*U3 = 1,672*15 = 41,83 W
14)  P4 = I42*R4 = I4*U4 = 1,082*23,15 = 27 W
15)  Pslēguma = P1+P2+P3+P4 = Uslēguma*Islēguma = 80+31,25+41,83+27 = 45*4 = 180 W