एक सर्किट के एक खंड के लिए ओम का नियम

इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का मूल नियम जिसका उपयोग आप इलेक्ट्रिकल सर्किट का अध्ययन और गणना करने के लिए कर सकते हैं, ओम का नियम है, जो करंट, वोल्टेज और प्रतिरोध के बीच संबंध स्थापित करता है। इसके सार को स्पष्ट रूप से समझना और व्यावहारिक समस्याओं को हल करने में इसका सही उपयोग करने में सक्षम होना आवश्यक है। ओम के नियम को सही ढंग से लागू न कर पाने के कारण इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में अक्सर गलतियां हो जाती हैं।

सर्किट के एक खंड के लिए ओम का नियम कहता है: करंट सीधे वोल्टेज के समानुपाती होता है और प्रतिरोध के व्युत्क्रमानुपाती होता है।

यदि किसी विद्युत परिपथ में कार्य करने वाले वोल्टेज को कई गुना बढ़ा दिया जाता है, तो उस परिपथ में धारा उसी मात्रा से बढ़ जाएगी। और यदि आप सर्किट के प्रतिरोध को कई बार बढ़ाते हैं, तो करंट उसी मात्रा में घट जाएगा। उसी तरह, पाइप में पानी का प्रवाह जितना अधिक होता है, दबाव उतना ही अधिक होता है और पानी की गति के लिए पाइप का प्रतिरोध कम होता है।

एक लोकप्रिय रूप में, इस कानून को निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है: एक ही प्रतिरोध के लिए वोल्टेज जितना अधिक होगा, वर्तमान उतना ही अधिक होगा, और उसी समय, उसी वोल्टेज के लिए प्रतिरोध जितना अधिक होगा, उतना ही कम एम्परेज होगा।

ओम के नियम को गणितीय रूप से सरलतम तरीके से व्यक्त करने के लिए, 1 V के वोल्टेज पर 1 A की धारा ले जाने वाले तार का प्रतिरोध 1 ओम माना जाता है।

ओम में प्रतिरोध द्वारा वोल्ट में वोल्टेज को विभाजित करके एम्पीयर में करंट हमेशा निर्धारित किया जा सकता है। इसलिए, सर्किट के एक खंड के लिए ओम का नियम निम्नलिखित सूत्र में लिखा गया है:

मैं = यू / आर।

जादू त्रिकोण

विद्युत परिपथ के किसी भी खंड या तत्व को तीन विशेषताओं द्वारा चित्रित किया जा सकता है: वर्तमान, वोल्टेज और प्रतिरोध।

ओम के त्रिकोण का उपयोग कैसे करें: हम आवश्यक मान को बंद करते हैं - दो अन्य प्रतीक इसकी गणना के लिए सूत्र देंगे। वैसे, त्रिभुज से केवल एक सूत्र को ओम का नियम कहा जाता है - वह जो वोल्टेज और प्रतिरोध पर करंट की निर्भरता को दर्शाता है। अन्य दो सूत्र, हालांकि वे इसके परिणाम हैं, भौतिक समझ में नहीं आते हैं।

सर्किट के एक खंड के लिए ओम के नियम का उपयोग करके की गई गणना सही होगी जब वोल्टेज वोल्ट में हो, प्रतिरोध ओम में हो, और करंट एम्पीयर में हो। यदि इन मात्राओं की कई इकाइयों का उपयोग किया जाता है (जैसे, मिलीएम्प्स, मिलीवोल्ट्स, मेगोहम्स, आदि), तो उन्हें क्रमशः एम्पीयर, वोल्ट और ओम में परिवर्तित किया जाना चाहिए। इस पर जोर देने के लिए, सर्किट के एक खंड के लिए ओम का नियम सूत्र कभी-कभी इस प्रकार लिखा जाता है:

amp = वोल्ट / ओम

आप मिलीएम्प्स और माइक्रोएम्प्स में भी करंट की गणना कर सकते हैं, जबकि वोल्टेज को क्रमशः किलोहम्स और मेगोहम्स में वोल्ट और प्रतिरोध में व्यक्त किया जाना चाहिए।

सरल और किफायती तरीके से बिजली के बारे में अन्य लेख:

वोल्टेज, करंट और प्रतिरोध क्या हैं: व्यवहार में इनका उपयोग कैसे किया जाता है

प्रतिरोध तापमान पर कैसे निर्भर करता है

ईएमएफ और करंट के स्रोत: मुख्य विशेषताएं और अंतर

विद्युत आपूर्ति क्या है?

विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र — क्या अंतर है?

ओम का नियम सर्किट के प्रत्येक खंड के लिए मान्य है। यदि सर्किट के किसी दिए गए खंड में वर्तमान का निर्धारण करना आवश्यक है, तो इस खंड के प्रतिरोध द्वारा इस खंड (छवि 1) में अभिनय करने वाले वोल्टेज को विभाजित करना आवश्यक है।

चित्र 1. सर्किट के एक भाग पर ओम के नियम का अनुप्रयोग

आइए हम ओम के नियम के अनुसार करंट की गणना करने का एक उदाहरण देते हैं... 2.5 ओम के प्रतिरोध के साथ एक दीपक में वर्तमान का निर्धारण करने के लिए आवश्यक है, यदि दीपक पर लागू वोल्टेज 5 वी है। 5 वी को 2.5 से विभाजित करना ओम, हमें 2 ए के बराबर करंट का मान मिलता है। दूसरे उदाहरण में, हम उस करंट का निर्धारण करते हैं जो एक सर्किट में 500 V के वोल्टेज के प्रभाव में प्रवाहित होगा जिसका प्रतिरोध 0.5 MΩ है। ऐसा करने के लिए, हम ओम में प्रतिरोध व्यक्त करते हैं। 500 V को 500,000 ओम से विभाजित करने पर, हम सर्किट में करंट पाते हैं, जो 0.001 A या 1 mA है।

अक्सर, वर्तमान और प्रतिरोध को जानने के बाद, ओम के नियम का उपयोग करके वोल्टेज निर्धारित किया जाता है। आइए वोल्टेज निर्धारित करने के लिए सूत्र लिखें

यू = आईआर

यह सूत्र दर्शाता है कि सर्किट के किसी दिए गए खंड के सिरों पर वोल्टेज सीधे वर्तमान और प्रतिरोध के समानुपाती होता है... इस निर्भरता का अर्थ समझना मुश्किल नहीं है।यदि सर्किट सेक्शन का प्रतिरोध नहीं बदलता है, तो वोल्टेज को बढ़ाकर ही करंट को बढ़ाया जा सकता है। इसका मतलब यह है कि निरंतर प्रतिरोध पर, एक बड़ा करंट एक बड़े वोल्टेज से मेल खाता है। यदि अलग-अलग प्रतिरोधों पर समान धारा प्राप्त करना आवश्यक है, तो उच्च प्रतिरोध के साथ संगत उच्च वोल्टेज होना चाहिए।

सर्किट के एक हिस्से में वोल्टेज को अक्सर वोल्टेज ड्रॉप के रूप में जाना जाता है... इससे अक्सर गलतफहमी हो जाती है। बहुत से लोग सोचते हैं कि वोल्टेज ड्रॉप कुछ व्यर्थ अनावश्यक वोल्टेज है। वास्तव में, वोल्टेज और वोल्टेज ड्रॉप की अवधारणाएँ समतुल्य हैं। घाटा और वोल्टेज में गिरावट—क्या अंतर है?

वोल्टेज ड्रॉप एक करंट-ले जाने वाले सर्किट में क्षमता में क्रमिक गिरावट है, इस तथ्य के कारण कि सर्किट में एक सक्रिय प्रतिरोध है। ओम के नियम के अनुसार, सर्किट U के प्रत्येक खंड में वोल्टेज ड्रॉप, सर्किट R के इस खंड के प्रतिरोध के उत्पाद के बराबर है, इसमें I, अर्थात। यू - आरआई। इस प्रकार, सर्किट के एक सेक्शन का प्रतिरोध जितना अधिक होगा, सर्किट के उस सेक्शन में दिए गए करंट के लिए वोल्टेज उतना ही अधिक होगा।

ओम के नियम वोल्टेज की गणना को निम्न उदाहरण में दिखाया जा सकता है। 10 kOhm के प्रतिरोध वाले सर्किट के एक खंड से 5 mA की धारा गुजरने दें, और इस खंड में वोल्टेज निर्धारित करना आवश्यक है।

R - 10000 Ω पर A = 0.005 A को गुणा करके, हम 50 V के बराबर वोल्टेज प्राप्त करते हैं। वही परिणाम 5 mA को 10 kΩ से गुणा करके प्राप्त किया जा सकता है: U = 50 in

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में, धारा आमतौर पर मिलीमीटर में और प्रतिरोध किलोओम में व्यक्त किया जाता है।इसलिए, ओम के नियम के अनुसार गणना में माप की इन इकाइयों का सटीक रूप से उपयोग करना सुविधाजनक है।

यदि वोल्टेज और करंट ज्ञात हो तो ओम का नियम प्रतिरोध की गणना भी करता है। इस मामले का सूत्र इस प्रकार लिखा गया है: आर = यू / आई।

प्रतिरोध हमेशा वोल्टेज से करंट का अनुपात होता है। यदि वोल्टेज को कई बार बढ़ाया या घटाया जाता है, तो धारा उतनी ही बार बढ़ेगी या घटेगी। प्रतिरोध के बराबर वोल्टेज-वर्तमान अनुपात अपरिवर्तित रहता है।

प्रतिरोध को निर्धारित करने के सूत्र का अर्थ यह नहीं समझा जाना चाहिए कि किसी दिए गए कंडक्टर का प्रतिरोध वर्तमान और वोल्टेज पर निर्भर करता है। यह लंबाई, क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र और तार की सामग्री पर निर्भर करने के लिए जाना जाता है। उपस्थिति में, प्रतिरोध का निर्धारण करने का सूत्र वर्तमान की गणना के सूत्र जैसा दिखता है, लेकिन उनके बीच एक मूलभूत अंतर है।

सर्किट के किसी दिए गए खंड में वर्तमान वास्तव में वोल्टेज और प्रतिरोध पर निर्भर करता है और जैसे ही वे बदलते हैं। और सर्किट के इस खंड का प्रतिरोध एक स्थिर मूल्य है जो वोल्टेज और करंट में परिवर्तन पर निर्भर नहीं करता है, लेकिन इन मूल्यों के अनुपात के बराबर है।

जब परिपथ के दो खंडों में एक ही धारा प्रवाहित होती है और उन पर लागू वोल्टेज अलग-अलग होते हैं, तो यह स्पष्ट होता है कि जिस खंड पर अधिक वोल्टेज लगाया जाता है, उसका प्रतिरोध भी अधिक होता है।

और अगर, एक ही वोल्टेज की कार्रवाई के तहत, सर्किट के दो अलग-अलग हिस्सों में एक अलग करंट प्रवाहित होता है, तो इस सेक्शन में हमेशा एक छोटा करंट होगा, जिसका प्रतिरोध अधिक होता है।यह सब एक सर्किट के एक खंड के लिए ओम के नियम के मूल सूत्रीकरण से होता है, अर्थात इस तथ्य से कि वर्तमान जितना अधिक होगा, वोल्टेज उतना ही अधिक होगा और प्रतिरोध कम होगा।

एक सर्किट के एक खंड के लिए ओम के नियम का उपयोग करके प्रतिरोध की गणना निम्नलिखित उदाहरण में दिखाई जाएगी। उस खंड के प्रतिरोध को खोजने के लिए आवश्यक है जिसके माध्यम से 50 mA का करंट 40 V के वोल्टेज पर प्रवाहित होता है। वर्तमान को व्यक्त करते हुए एम्पीयर में, हमें I = 0.05 ए मिलता है। 40 को 0.05 से विभाजित करें और पाएं कि प्रतिरोध 800 ओम है।

ओम के नियम को तथाकथित करंट-वोल्टेज विशेषता के रूप में देखा जा सकता है... जैसा कि आप जानते हैं, दो मात्राओं के बीच सीधे आनुपातिक संबंध मूल से गुजरने वाली एक सीधी रेखा है। इस निर्भरता को आमतौर पर रैखिक कहा जाता है।

अंजीर में। 2 को 100 ओम के प्रतिरोध वाले सर्किट के एक खंड के लिए ओम के नियम के उदाहरण ग्राफ के रूप में दिखाया गया है। क्षैतिज अक्ष वोल्ट में वोल्टेज है और ऊर्ध्वाधर अक्ष एम्पीयर में करंट है। वर्तमान और वोल्टेज पैमाने को इच्छानुसार चुना जा सकता है। एक सीधी रेखा खींची जाती है ताकि इसके प्रत्येक बिंदु के लिए वोल्टेज-टू-करंट अनुपात 100 ओम हो। उदाहरण के लिए, यदि यू = 50 वी, तो मैं = 0.5 ए और आर = 50: 0.5 = 100 ओम।

चावल। 2… ओम का नियम (वर्तमान-वोल्टेज विशेषता)

धारा और वोल्टेज के ऋणात्मक मानों के लिए ओम के नियम का ग्राफ समान है। इसका तात्पर्य है कि परिपथ में धारा दोनों दिशाओं में समान रूप से प्रवाहित होती है। प्रतिरोध जितना अधिक होता है, किसी दिए गए वोल्टेज पर कम करंट प्राप्त होता है और उतनी ही सावधानी से सीधी रेखा चलती है।

ऐसे उपकरण जिनमें करंट-वोल्टेज की विशेषता शुरुआती बिंदु से गुजरने वाली एक सीधी रेखा होती है, यानी वोल्टेज या करंट में बदलाव होने पर प्रतिरोध स्थिर रहता है, कहलाते हैं रैखिक उपकरण... शब्द रैखिक सर्किट, रैखिक प्रतिरोध भी उपयोग किए जाते हैं।

ऐसे उपकरण भी हैं जिनमें वोल्टेज या करंट बदलने पर प्रतिरोध बदल जाता है। तब करंट और वोल्टेज के बीच संबंध ओम के नियम के अनुसार नहीं, बल्कि अधिक जटिल तरीके से व्यक्त किया जाता है। ऐसे उपकरणों के लिए करंट-वोल्टेज की विशेषता शुरुआती बिंदु से गुजरने वाली एक सीधी रेखा नहीं होगी, बल्कि एक वक्र या धराशायी रेखा होगी। इन उपकरणों को गैर-रैखिक कहा जाता है।

इस विषय पर भी देखें: व्यवहार में ओम के नियम का अनुप्रयोग

ओम का नियम स्मरक आरेख