Prawo Ohma – prawo dotyczące relacji napięcia i natężenia prądu stałego w przewodnikach i obwodach. P. O. stwierdza, że napięcie U na końcach przewodnika jest wprost proporcjonalne do natężenia prądu I płynącego przez przewodnik:
U = RI
oznacza to, że współczynnik proporcjonalności R, zw. oporem elektr. ( oporem czynnym ), jest wielkością stałą, niezależną od przyłożonego napięcia. Równoważnym sformułowaniem p. O. jest stwierdzenie, że gęstość prądu j w każdym punkcie przewodnika jest wprost proporcjonalna do natężenia pola elektr. E w tym punkcie:
j = ơE
gdzie ơ – przewodność elektr. właściwa. P.O. nie jest prawem uniwersalnym, jest spełnione w szerokim zakresie napięć dla metali, w węższym zakresie dla półprzewodników i elektrolitów, i to pod warunkiem utrzymywania w nich stałej temp. W przewodnikach niejednorodnych złożonych z różnych materiałów, nawet w stałej temp., p. O. na ogół nie obowiązuje. Dla obwodu zamkniętego p. O. ma postać:
E = ( R + Rw ) I
gdzie E – siła elektromotoryczna, Rw - opór wewn. Źródła prądu, R – opór pozostałej części obwodu. Przy tych samych zastrzeżeniach, co dla prądu zmiennego o znikomej indukcyjności i pojemności. Można je uogólnić na dowolne obwody prądu zmiennego po zastosowaniu liczb zespolonych, podobnie jak → prawa Kirchhoffa, P. O. zostało sformułowane w 1826 roku przez fizyka niemieckiego G. S. Ohma.
Podczas pomiaru musimy pamiętać, że napięcie mierzymy równolegle przy zamkniętym obwodzie, natomiast natężenie poprzez przerwanie obwodu w jakimś miejscu. Do pomiaru natężenia prądu jak i napięcia służy nam Amperomierz (popularnie miernik).
Amperomierz to przyrząd pomiarowy służący do pomiaru natężenia prądu elektrycznego. W zależności od zakresu amperomierza używane są też nazwy: kiloamperomierz, miliamperomierz, mikroamperomierz.
Pod pojęciem amperomierz rozumie się część miernika dokonującą pomiaru oraz cały miernik.
Pomiaru natężenia prądu dokonuje się poprzez oddziaływanie przewodnika z prądem i pola magnetycznego budując następujące rodzaje amperomierzy:
• magnetoelektryczny
• elektromagnetyczny
• elektrodynamiczny
• indukcyjny
Stosowane są też amperomierze cieplne i termoelektryczne wykorzystujące efekt nagrzewania się przewodu, w którym płynie prąd. Amperomierze cieplne stosuje się w obwodach wielkiej częstotliwości gdzie indukcyjność cewki amperomierza magnetycznego wprowadzałaby duże zmiany w obwodzie.
Amperomierze mierząc prąd zmienny w zależności od typu amperomierza mierzą wartość średnią prądu (magnetoelektryczny) lub wartość skuteczną (elektrodynamiczne, elektromagnetyczne, indukcyjne, cieplne i termoelektryczne).
| Lp. | Napięcie U [V] | Natężenie [mA] | Przedziałka |
|---|---|---|---|
| 1. | 1,11 ± 0,01 | 50 | 150 |
| 2. | 3,72 ± 0,02 | 86 | 300 |
| 3. | 4,96 ± 0,02 | 46 | 750 |
| 4. | 8,35 ± 0,02 | 38,5 | 1500 |
| 5. | 9,41 ± 0,02 | 88 | 750 |
| 6. | 12,27 ± 0,02 | 105 | 750 |
| 7. | 33 ± 0,01 | 175 | 500 |
Po odpowiednich wyliczeniach czyli ustaleniu wspólnej przedziałki (najlepiej 750) wychodzi:
| Lp. | Napięcie U [V] | d. błąd ± 0,02 |
|---|---|---|
| 1. | 1,11 | 0,01 |
| 2. | 3,74 | 0,344 |
| 3. | 4,96 | 0,46 |
| 4. | 8,35 | 0,77 |
| 5. | 9,43 | 0,88 |
| 6. | 12,27 | 1,05 |
| 7. | 33 | 1,166666667 |
Sposób liczenia na przykładzie 1)
Dane:
[U] = 1,11
[I] = 50 mA trzeba przeliczyć na Ampery
przedziałka 150
1A = 10-3 mA więc 50 mA = 50/1000A = 0,05A
i dalej po ustaleniu przedziałki na wspólną 750 musimy
750/150 = 5 więc o tyle musimy zmniejszyć natężenie
0,05A/5 = 0,01A
mamy już wszystko wyliczone (pozostałe przykłady analogicznie) tylko wstawiać do wykresu.
