חוק אוהם: חוק יסודי במעגלי חשמל

חוק אוהם הוא עיקרון בסיסי בחשמל המבסס את הקשר שבין הזרם, המתח והתנגדות במעגל חשמלי. החוק נקרא על שם הפיזיקאי הגרמני גיאורג סימון אוהם, אשר ניסח עקרונות החוק במאה ה-19. לחוק אוהם חשיבות רבה  ביישומים פרקטיים רבים בחשמל.

חוק אוהם קובע כי זרם חשמלי העובר דרך מוליך בין שני נקודות הוא ביחס ישר למתח שבין שתי הנקודות וביחס הפוך להתנגדות של המוליך. 

את החוק ניתן לייצג בצורה מתמטית כך:

V = I * R

כאשר:

V מייצג את המתח בין המוליך,

I מייצג את הזרם שזורם דרך המוליך, ו

R מייצג את התנגדות המוליך.

הנוסחה מציינת שאם המתח (V) במוליך נשמר קבוע, הזרם (I) שזורם דרך המוליך יהיה ביחס ישר להתנגדות (R).

לפיכך, אם התנגדות המוליך נשמרת קבועה, הזרם יהיה ביחס ישר למתח. היחס הלינארי הזה בין מתח, זרם והתנגדות מהווה את עקרון הבסיס של חוק אוהם.

להדגמת החוק, ראו את הסימולטור הבא 

לחצו כאן

חשיבותו של חוק אוהם:

חוק אוהם חשוב ביותר בתחום ההנדסה החשמלית ויש לו השפעה רבה על יישומיו הפרקטיים. הבנת חוק אוהם מאפשרת למהנדסים לתכנת, לנתח ולנבא את התנהגותם של מעגלים חשמליים, ולוודא את הפעולה הבטוחה והיעילה של מגוון התקנים והמערכות החשמליות.

ניתוח מעגלים: חוק אוהם מאפשר פשטות בניתוח מעגלים חשמליים מורכבים. על ידי החישוב היחסי, המהנדסים יכולים לקבוע את הזרם שזורם דרך מרכיבים שונים, לחשב את המתח ביניהם ולהעריך את הביצועים הכוללים של המעגל.

בחירת רכיבים למעגלים: חוק אוהם עוזר בבחירת מרכיבים מתאימים למעגל. על ידי קביעת המתח והזרם הרצויים, המהנדסים יכולים לחשב את ההתנגדות הנדרשת כדי להשיג את הביצועים הרצויים ולבחור רזיסטורים, מוליכים או מרכיבים אחרים מתאימים בהתאם.

איתור תקלות: חוק אוהם הוא בעל ערך רב באיתור תקלות או תקלות במעגלים חשמליים. על ידי מדידת המתח בין מרכיבים והזרם שזורם דרכם, המהנדסים יכולים לזהות אי התאמות ולקבוע האם המרכיב פועל כראוי או שיש בעיות ביחס להתנגדות, התקשורת או ספק הכוח

שיקולי בטיחות: לחוק אוהם תפקיד חשוב בבטיחות מערכות החשמליות ובמניעת סיכונים. על ידי הבנה של היחס בין מתח, זרם והתנגדות, המהנדסים יכולים לחשב את הכוח במעגל, מה שעוזר להם לתכנת מעגלים הפועלים בגבולות הבטיחות ומונעים התחממות יתר, שריפות חשמליות או נזק למרכיבים.

דוגמאות ליישומים מעשיים:

מערכות חשמל בבתים: חוק אוהם רלוונטי להבנה ולתכנון החוטים בבתים מגורים ומסחריים, מאפשר לבחור בצורה הנכונה חוטים, כבלים, כבלים ומתגים כדי להבטיח ספק חשמל בטוח ויעיל.

אלקטרוניקה: חוק אוהם הוא בסיס לתכנון מעגלים אלקטרוניים. מהנדסים משתמשים בו לניתוח ולתכנון של מעגלים במכשירים אלקטרוניים כמו טלפונים חכמים, מחשבים, טלוויזיות ומגברים

העברת כוח: חוק אוהם הוא חיוני במערכות העברת כוח והפצתו. הוא עוזר למהנדסים לקבוע את מידת הכבלים הנדרשת, מפרטי המטרות והעיצוב הכולל של המערכת כדי למזער את אובדן הכוח ולשמור על רמות המתח והזרם הרצויות.

מחשבון חוק אוהם : כאן