Máy tính định luật Ohm

Công thức định luật Ôm và các công thức công suất đi kèm

Định luật Ôm liên hệ ba con số của một mạch điện đơn giản: hiệu điện thế V giữa hai đầu một linh kiện, tính bằng vôn, cường độ dòng điện I chạy qua nó, tính bằng ampe, và điện trở R của nó, tính bằng ôm. Công thức là V = IR (sách giáo khoa Việt Nam viết U = IR), nên I = V/R và R = V/I. Một ôm bằng một vôn trên ampe: điện trở 4 Ω được đặt hiệu điện thế 12 V sẽ có dòng điện 12 / 4 = 3 A chạy qua.

Công suất là tốc độ linh kiện biến điện năng thành nhiệt hoặc ánh sáng, tính bằng oát, và P = VI. Thay V = IR vào, bạn được thêm hai dạng nữa, P = I²R và P = V²/R. Với bốn công thức này, hai trong bốn đại lượng V, I, R và P là đủ để tìm hai đại lượng còn lại, đúng như vòng tròn định luật Ôm treo trên tường lớp học.

Máy tính làm đúng việc đó. Điền hai trong bốn ô và để trống hai ô còn lại: máy tính tìm một ô trống bằng công thức phù hợp, rồi dùng kết quả đó để tìm ô cuối cùng, và cho biết mỗi bước dùng công thức nào. Milivôn, miliampe, kilôôm và kilôoát được đổi sang vôn, ampe, ôm và oát trước, thành một bước riêng, và mỗi đáp án cũng được hiện theo các đơn vị khác.

Những điều cần để ý

• V = IR dùng đơn vị vôn, ampe và ôm. Dòng điện tính bằng miliampe hay điện trở tính bằng kilôôm phải được đổi trước, nếu không đáp án sẽ lệch 1000 lần.
• Với một điện trở cố định, cường độ dòng điện tỉ lệ thuận với hiệu điện thế: hiệu điện thế tăng gấp đôi thì dòng điện cũng tăng gấp đôi.
• Công suất tăng theo bình phương của dòng điện hoặc hiệu điện thế. Dòng điện qua cùng một điện trở tăng gấp đôi thì P = I²R tăng gấp bốn.
• Định luật Ôm mô tả vật dẫn tuân theo định luật Ôm, tức vật dẫn có điện trở không đổi khi dòng điện thay đổi, như một điện trở kim loại ở nhiệt độ ổn định. Bóng đèn dây tóc và điốt không thuộc loại này.
• Với linh kiện không tuân theo định luật Ôm, R = V/I vẫn cho điện trở tại thời điểm đó, nhưng giá trị sẽ thay đổi khi dòng điện thay đổi.

Cách dùng định luật Ôm

1. 1

   Xác định hai giá trị đã biết

   Hai giá trị bất kỳ trong hiệu điện thế, cường độ dòng điện, điện trở và công suất. Nhãn ấm đun nước ghi công suất và hiệu điện thế; các vạch màu trên điện trở cho biết giá trị điện trở.

2. 2

   Đổi sang vôn, ampe, ôm và oát

   Miliampe thì chia cho 1000, kilôôm thì nhân với 1000, kilôoát thì nhân với 1000. 20 mA là 0,02 A và 2 kW là 2000 W.

3. 3

   Chọn công thức chứa hai giá trị đã biết và một ẩn

   V = IR cho hiệu điện thế, cường độ dòng điện và điện trở; P = VI, P = I²R hoặc P = V²/R khi có công suất. Biến đổi công thức để tìm ẩn.

4. 4

   Dùng kết quả đó để tìm giá trị thứ tư

   Khi đã có ba trong bốn giá trị, bất kỳ công thức nào chứa giá trị cuối cùng đều cho ra nó. Ví dụ, từ V và I thì dùng P = VI.

Vòng tròn định luật Ôm dưới dạng bảng

Mỗi đại lượng tính từ từng cặp đại lượng còn lại. V tính bằng vôn, I bằng ampe, R bằng ôm, P bằng oát.

Ví dụ có lời giải

V = 12 V, R = 4 Ω

V = 230 V, P = 2 kW

I = 20 mA, R = 220 Ω

V = 230 V, P = 60 W

Những lỗi thường gặp

• Thay thẳng miliampe vào công thức. 20 mA là 0,02 A; dùng 20 sẽ khiến hiệu điện thế lớn gấp một nghìn lần.
• Quên rằng điện trở ghi kΩ nghĩa là hàng nghìn ôm. 4,7 kΩ là 4700 Ω.
• Nhân khi lẽ ra phải chia. I = V/R, không phải V · R: điện trở càng lớn thì dòng điện càng nhỏ.
• Bỏ mất bình phương trong P = I²R hoặc P = V²/R. Dòng 3 A qua điện trở 4 Ω có công suất 9 · 4 = 36 W, không phải 12 W.
• Dùng hiệu điện thế của nguồn cho một linh kiện trong mạch nối tiếp. V trong V = IR là hiệu điện thế giữa hai đầu linh kiện đó, chỉ là một phần của nguồn.
• Coi bóng đèn dây tóc, điốt hay nhiệt điện trở như thể điện trở của chúng không đổi. Định luật Ôm với R không đổi chỉ đúng cho vật dẫn tuân theo định luật Ôm.

Câu hỏi thường gặp về định luật Ôm