เธ กฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม สันนิษฐานว่าถ้าอยู่ใน a วงจรไฟฟ้า ประกอบด้วยตัวต้านทาน โดยไม่มีการแปรผันของอุณหภูมิ เราเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้า ตัวต้านทานจะถูกตัดด้วยกระแสไฟฟ้า เรารับรู้ความสัมพันธ์ตามสัดส่วนระหว่างแรงดัน ความต้านทาน และกระแสไฟฟ้า และหากเราเพิ่มมูลค่าของปริมาณเหล่านี้ ค่าอื่นๆ ก็จะได้รับผลกระทบไปด้วย
เรียนรู้เพิ่มเติม: ความเร็วของกระแสไฟฟ้าคืออะไร?
สรุปกฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม
กฎข้อที่หนึ่งของโอห์มระบุว่าถ้าความต่างศักย์ถูกนำไปใช้กับตัวต้านทานที่อุณหภูมิคงที่ กระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านตัวต้านทานนั้น
แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ระหว่าง แรงตึงไฟฟ้า, ความต้านทานไฟฟ้า และ กระแสไฟฟ้า.
ตัวต้านทานไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ชิ้นหนึ่งที่ควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านวงจรไฟฟ้า
ตัวต้านทานไฟฟ้าอาจเป็นโอห์มมิกหรือไม่ใช่โอห์มมิกก็ได้ ทั้งสองแบบมีความต้านทานที่สามารถคำนวณได้โดย กฎของโอห์ม.
ตัวต้านทานไฟฟ้าทั้งหมดมีคุณสมบัติต้านทานไฟฟ้า
โดยใช้สูตรกฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม เราพบว่าความต้านทานเท่ากับการหารระหว่างแรงดันและกระแสไฟฟ้า
สำหรับตัวต้านทานโอห์มมิก กราฟของกฎข้อที่หนึ่งของโอห์มจะเป็นเส้นตรง
สำหรับตัวต้านทานที่ไม่ใช่โอห์ม กราฟของกฎข้อที่หนึ่งของโอห์มจะเป็นเส้นโค้ง
กฎของโอห์มที่หนึ่งและที่สองให้การคำนวณความต้านทานไฟฟ้า แต่เกี่ยวข้องกับปริมาณที่ต่างกัน
วิดีโอเกี่ยวกับกฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม
กฎข้อที่หนึ่งของโอห์มพูดว่าอย่างไร
กฎข้อที่หนึ่งของโอห์มบอกเราว่าเมื่อเรานำไปใช้กับขั้วทั้งสองของ a ตัวต้านทานไฟฟ้า, à อุณหภูมิ ค่าคงที่ ความต่างศักย์ไฟฟ้า (แรงดันไฟฟฉา) กระแสไฟจะเคลื่อนที่ตามที่เห็นด้านล่าง:
นอกจากนี้ จากสูตรของมัน เราตระหนักว่าความต้านทานไฟฟ้าเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้า (ddp หรือความต่างศักย์ไฟฟ้า) แต่เป็นสัดส่วนผกผันกับกระแสไฟฟ้า ดังนั้นหากเราเพิ่มแรงดันไฟ ความต้านทานก็จะเพิ่มขึ้นด้วย แต่ถ้าเราเพิ่มกระแส แนวต้านจะลดลง
\(R\propto U\ \)
\(R\propto\frac{1}{i}\)
ตัวต้านทานคืออะไร?
ตัวต้านทานคือ อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำหน้าที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า, แปลงพลังงานไฟฟ้าจากแรงดันไฟฟ้าเป็น พลังงานความร้อน หรือ ความร้อนซึ่งเรียกว่า จูลเอฟเฟค.
หากตัวต้านทานเคารพกฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม เราเรียกว่าตัวต้านทาน ตัวต้านทานโอห์มมิกแต่ถ้าไม่เคารพกฎข้อที่หนึ่งของโอห์มก็จะได้รับการตั้งชื่อเป็น ตัวต้านทานที่ไม่ใช่โอห์มไม่ว่าจะเป็นประเภทไหนก็ตาม ตัวต้านทานทั้งสองคำนวณโดยสูตรกฎของโอห์ม อุปกรณ์ส่วนใหญ่มีตัวต้านทานแบบไม่มีโอห์มในวงจร เช่นเดียวกับเครื่องคิดเลขและโทรศัพท์มือถือ
ความต้านทานไฟฟ้าคืออะไร?
ความต้านทานไฟฟ้าเป็นคุณสมบัติทางกายภาพที่ตัวต้านทานไฟฟ้าต้องมีการถ่ายโอนกระแสไฟฟ้าไปยังส่วนที่เหลือของวงจรไฟฟ้า เป็นรูปสี่เหลี่ยมจตุรัสหรือซิกแซกในวงจร:
อ่านด้วย: ไฟฟ้าลัดวงจร — เมื่อกระแสไฟฟ้าไม่พบความต้านทานใดๆ ในวงจรไฟฟ้า
สูตรกฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม
สูตรที่สอดคล้องกับกฎข้อที่หนึ่งของโอห์มคือ:
\(R=\frac{U}{i}\)
สามารถเขียนใหม่เป็น:
\(U=R\cdot ผม\)
ยู → ความต่างศักย์ (ddp) วัดเป็นโวลต์ [V]
R → ความต้านทานไฟฟ้า วัดเป็นโอห์ม [Ω]
ผม → กระแสไฟฟ้า วัดเป็นแอมแปร์ [A]
ตัวอย่าง:
ตัวต้านทาน 100 Ω มีกระแสไฟฟ้าเท่ากับ \(20\ มิลลิแอมป์\) ข้ามมัน กำหนดความต่างศักย์ระหว่างขั้วของตัวต้านทานนี้
ปณิธาน:
เราจะใช้สูตรกฎข้อแรกของโอห์มเพื่อค้นหา ddp:
\(U=R\cdot ผม\)
\(U=100\cdot20\ m\)
โอ ม ใน \(20\ มิลลิแอมป์\) แปลว่า ไมโคร ซึ่งคุ้มค่า \({10}^{-3}\), แล้ว:
\(U=100\cdot20\cdot{10}^{-3}\)
\(U=2000\cdot{10}^{-3}\)
แปลงร่างเป็น สัญกรณ์วิทยาศาสตร์, เรามี:
\(U=2\cdot{10}^3\cdot{10}^{-3}\)
\(U=2\cdot{10}^{3-3}\)
\(U=2\cdot{10}^0\)
\(U=2\cdot1\)
\(U=2\V\)
ddp ระหว่างขั้วตัวต้านทานคือ 2 โวลต์
กราฟกฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม
กราฟของกฎข้อแรกของโอห์มขึ้นอยู่กับว่าเรากำลังทำงานกับตัวต้านทานโอห์มมิกหรือตัวต้านทานที่ไม่ใช่โอห์มมิก
กราฟิคของตัวต้านทานโอห์มมิก
กราฟของตัวต้านทานโอห์มมิกซึ่งเป็นไปตามกฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม มีลักษณะเป็นเส้นตรง ดังที่เราเห็นด้านล่าง:
เมื่อทำงานกับกราฟ เราสามารถคำนวณความต้านทานไฟฟ้าได้สองวิธี อย่างแรกคือการแทนที่ข้อมูลกระแสและแรงดันลงในสูตรกฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม ประการที่สองคือผ่านแทนเจนต์ของมุม θ โดยสูตร:
\(R=ตาล{\theta}\)
R → ความต้านทานไฟฟ้า วัดเป็นโอห์ม [Ω]
θ → มุมเอียงของเส้น วัดเป็นองศา [°]
ตัวอย่าง:
ใช้กราฟหาค่าความต้านทานไฟฟ้า
ปณิธาน:
เนื่องจากเราไม่ได้รับข้อมูลเกี่ยวกับค่ากระแสและแรงดันไฟ เราจะหาค่าความต้านทานผ่านแทนเจนต์ของมุมได้ดังนี้
\(R=\tan{\theta}\)
\(R=tan45°\)
\(R=1\mathrm{\โอเมก้า}\)
ความต้านทานไฟฟ้าเท่ากับ 1 โอห์ม
กราฟของตัวต้านทานแบบไม่มีโอห์ม
กราฟสำหรับตัวต้านทานที่ไม่ใช่โอห์มมิก ซึ่งไม่เป็นไปตามกฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม มีพฤติกรรมเหมือนเส้นโค้ง ดังที่เราเห็นในกราฟด้านล่าง:
ความแตกต่างระหว่างกฎข้อที่หนึ่งของโอห์มและกฎข้อที่สองของโอห์ม
แม้ว่ากฎของโอห์มที่หนึ่งและที่สองจะนำสูตรของความต้านทานไฟฟ้ามาใช้ แต่ก็มีความแตกต่างในด้านปริมาณที่เกี่ยวข้องกับความต้านทานไฟฟ้า
กฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม: นำความสัมพันธ์ของความต้านทานไฟฟ้ากับแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า
กฎข้อที่สองของโอห์ม: แจ้งว่าความต้านทานไฟฟ้าแปรผันตามค่า ความต้านทานไฟฟ้า และขนาดตัวนำ ยิ่งมีความต้านทานไฟฟ้ามากเท่าใด ความต้านทานก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
ยังรู้: 10 สมการฟิสิกส์ที่จำเป็นสำหรับศัตรู
แก้ไขแบบฝึกหัดกฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม
คำถามที่ 1
(Vunesp) ค่าเล็กน้อยของหลอดไส้ที่ใช้ในไฟฉายคือ: 6.0 V; 20 มิลลิแอมป์ ซึ่งหมายความว่าความต้านทานไฟฟ้าของไส้หลอดของคุณคือ:
A) 150 Ω เสมอ โดยเปิดหรือปิดหลอดไฟ
B) 300 Ω เสมอ โดยเปิดหรือปิดหลอดไฟ
C) 300 Ω เมื่อเปิดหลอดไฟและมีค่าสูงกว่ามากเมื่อปิด
D) 300 Ω เมื่อเปิดหลอดไฟและมีค่าต่ำกว่ามากเมื่อปิด
E) 600 Ω เมื่อเปิดหลอดไฟและมีค่าสูงกว่ามากเมื่อปิด
ปณิธาน:
ทางเลือก D
ใช้กฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม:
\(U=R\cdot ผม\)
\(6=R\cdot20\ m\)
โอ ม ใน \(20\ มิลลิแอมป์\) แปลว่า ไมโคร ซึ่งคุ้มค่า \({10}^{-3}\), แล้ว:
\(6=R\cdot20\cdot{10}^{-3}\)
\(R=\frac{6}{20\cdot{10}^{-3}}\)
\(R=\frac{0.3}{{10}^{-3}}\)
\(R=0.3\cdot{10}^3\)
\(R=3\cdot{10}^{-1}\cdot{10}^3\)
\(R=3\cdot{10}^{-1+3}\)
\(R=3\cdot{10}^2\)
\(R=300\ \mathrm{\โอเมก้า}\)
ความต้านทานแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ ดังนั้นเมื่ออุณหภูมิของไส้หลอดลดลงเมื่อปิดหลอดไฟ ความต้านทานก็จะต่ำลงด้วย
คำถาม2
(Uneb-BA) ตัวต้านทานโอห์มมิกเมื่ออยู่ภายใต้ ddp ที่ 40 V จะถูกตัดขวางโดยกระแสไฟฟ้าที่มีความเข้ม 20 A เมื่อกระแสไหลผ่านมีค่าเท่ากับ 4 A ddp ในหน่วยโวลต์ที่ขั้วจะเป็น:
ก) 8
ข) 12
ค) 16
ง) 20
จ) 30
ปณิธาน:
ทางเลือก A
เราจะคำนวณค่าของตัวต้านทานเมื่อผ่านกระแส 20 A และอยู่ภายใต้ ddp ที่ 40 V โดยใช้สูตรของกฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม:
\(U=R\cdot ผม\)
\(40=R\cdot20\)
\(\frac{40}{\ 20}=R\)
\(2\mathrm{\โอเมก้า}=R\)
เราจะใช้สูตรเดียวกันนี้เพื่อค้นหา ddp ข้ามขั้วเมื่อกระแส 4 A ไหลผ่านตัวต้านทาน
\(U=R\cdot ผม\)
\(U=2\cdot4\)
\(U=8\V\)
โดย Pâmella Raphaella Melo
ครูฟิสิกส์
แหล่งที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-de-ohm.htm
