Sähkötekniikka nro III

Ohmin laki

Ohmin laki kuvaa virran, jännitteen ja resistanssin keskinäistä riippuvuutta. Sen avulla voidaan selvittää virtapiirin suureita matemaattisesti. Ohmin laki auttaa myös ymmärtämään useita hyvinkin arkipäiväisiä sähkötekniikan ilmiöitä.
                                               Ohmin laki kirjoitetaan muotoon
                                             U=RI josta saadaan johdettua seuraavat kaavat
                                                 I=U/R & R=U/I

Sähkötehon kaava
Teho=P
P=UI
U=P/I
I=P/U 

 Sähköteho kuvaa sekunnissa kulutettua tai tuotettua energiamäärää. Sähkötehon tunnus on P ja yksikkö on watti W. Watti on johdettu yksikkö energian yksiköstä joulesta, 1W=1J/s.



T1
Laske virtapiirin teho kun jännite on 12V ja virta 22,5 A.

P=?, U=12V, I=22,5A

P=UxI

P=12Vx22,5A

P=270W

T2
1,1 kW sähkömoottori pyörii 200 A virralla, mikä on jännite?

U=?, P=1,1kW=1100W, I=200A

U=P/I

U=1100W/200A

U=5,5V

T3
Virtapiirin virta on 21 A, jännite on 12V, mikä on resistanssi?

R=?, I=21A, U=12V

R=U/I

R=12V/21A

R=0,57Ω

T4
Laturilta mitataan 52 A virta, latausjännite on 14,3V, mikä on latausvirtapiirin resistanssi ja teho?

R=?, I=52A, U=14,3V                                P=?, I=52A, U=14,3V

R=U/I                                                          P=UxI

R=14,3V/52A                                             P=14,3Vx52A

R=0,275Ω                                                  P=743,6W

T5
Takalasinlämmittimen teho on 240W, lämmittimeltä mitattu jännite on 12V, mikä on virtapiirin resistanssi?

R=?, I=?, U=12V, P=240W                                    I=P/U

R=U/I                                                                     I=240W/12V

R=12V/20A                                                            I=20A

R=0,6Ω

T6
Generaattorin maksimiteho on 3 kW, virtapiirin resistanssi 3 ohmia, jännite 12V, mikä on virta?

I=?, R=3Ω, U=12V

U=RxI

I=U/R

I=12V/3Ω

I=4A


VIRTALÄHTEIDEN SARJAAN- JA RINNANKYTKENTÄ
Kaksi 12 voltin jännitelähdettä (akkua) kytketty sarjaan. Mitataan jännite sarjaankytkennästä, tulos 24V. Kun yhden pariston tai akun jännite on tarvittavaa jännitettä pienempi, voidaan virtalähteen jännitettä lisätä kytkemällä useimpia pareja tai kennoja sarjaan. Sarjaan kytkennässä liitetään virtalähteiden erimerkkiset navat toisiinsa, kuten yllä olevassa kuvassa.
Sarjaankytkennässä virtalähteen kapasiteetit eivät kertaannu. Esimerkiksi kun kytketään kaksi 65 Ah sarjaan virtalähteen kokonaiskapasiteetti pysyy 65Ah.

Rinnankytkettäviä virtalähteitä voi olla kuinka monta tahansa, mutta niiden jännitteiden pitää olla yhtä suuret. Rinnan kytkettäessä kokonaisjännite ei muutu. Jännite pysyy muuttumattomana, mutta kuormitettavuus lisääntyy. Rinnan kytkettäessä esimerkiksi kaksi kapasiteetiltaan 60 ampeeritunnin (Ah) akkua, jännitelähteen kapasiteetiksi tulee 120Ah.