Ohm törvénye szerint egy elektromos áramkörben az ellenálláson áthaladó áram két pont között a két pont közötti feszültségkülönbséggel, és a két pont közötti elektromosellenállással függ össze. A törvényt Georg Simon Ohm német fizikus fogalmazta meg 1827-ben.

Példa) R = V I {\displaystyle R={\frac {V}{I}}}} {\displaystyle R={\frac {V}{I}}}

Ahol I az áram amperben (A), V a potenciálkülönbség voltban (V), R pedig ohmban (Ω) mért állandó, az úgynevezett ellenállás. Az Ohm-törvény egyszerű algebrai formái:

I = V R vagy V = I R vagy R = V I {\displaystyle I={\frac {V}{R}}\quad {\text{or}}\quad V=IR\quad {\text{or}}\quad R={\frac {V}{I}}}} {\displaystyle I={\frac {V}{R}}\quad {\text{or}}\quad V=IR\quad {\text{or}}\quad R={\frac {V}{I}}}.

Mit mond pontosan az Ohm-törvény?

Az Ohm-törvény kimondja, hogy „a vezetőben folyó áram egyenesen arányos a vezető végein alkalmazott potenciálkülönbséggel, feltéve, hogy a fizikai feltételek és a vezető hőmérséklete állandó marad”. Más szóval: ha a vezető anyagi tulajdonságai és a hőmérséklet nem változnak, az áram I arányos a feszültséggel V, arányossági tényezője az ellenállás R.

Egyszerű számítási példa

  • Ha egy ellenálláson V = 12 V feszültség esik, és az ellenállás R = 6 Ω, akkor az áram I = V / R = 12 / 6 = 2 A.
  • Teljesítmény számítása: P = V · I = I²R = V² / R. Például a fenti értékekkel P = 12 · 2 = 24 W.

További kapcsolódó fogalmak

  • Vezetőképesség (G): G = 1 / R, mértékegysége a siemens (S).
  • Specifikus ellenállás (rezisztivitás, ρ): anyagi jellemző, amelyből egy egyenes vezeték ellenállása számítható: R = ρ · L / A, ahol L a vezeték hossza, A keresztmetszete.
  • Ohmikus és nem ohmikus eszközök: ohmikus eszköz esetén az I–V karakterisztika egyenes; sok alkatrész (pl. ellenállások, néhány fémvezeték) közelítőleg ohmikus. Nem ohmikus viselkedést mutatnak például a diódák, tranzisztorok, fénycsövek vagy izzólámpák, amelyeknél az ellenállás változik a feszültséggel, árammal vagy hőmérséklettel.

Műszaki megfontolások és mérés

  • Áram méréséhez a műszert sorba kell kapcsolni az áramkörrel; feszültség méréséhez párhuzamosan kell csatlakoztatni az alkatrészre.
  • Fontos: a mérésnél használt műszer belső ellenállása befolyásolhatja az eredményt — ennek figyelembevétele különösen kis ellenállások és nagy pontosság esetén szükséges.
  • Ohm-törvény csak akkor alkalmazható közvetlenül, ha a hőmérséklet és egyéb fizikai körülmények nem változnak. Erős áramok vagy nagy teljesítmény esetén az ellenállás felmelegedhet, és így megváltozik.

Gyakorlati példák

  • Elektromos fogyasztók tervezése: ellenállások, fűtőbetétek, világító egységek tervezésénél fontos az Ohm-törvény és a teljesítményszámítás is.
  • Hibaelemzés: ha egy áramkörben túl nagy áram folyik, az Ohm-törvény alkalmazásával meghatározható, hol lehet rövidzárlat vagy hibás alkatrész.

Biztonsági megjegyzés

Magas feszültségek és áramok mérését csak megfelelő műszerekkel és biztonsági előírások betartásával szabad végezni. Hibás mérés vagy védőfelszerelés hiánya súlyos sérüléshez vezethet.

Összefoglalásként: az Ohm-törvény alapvető kapcsolata a feszültség (V), az áram (I) és az ellenállás (R) között egyszerű, de alkalmazásának feltételeit — főleg a hőmérsékleti és anyagi állandóságot — mindig figyelembe kell venni.