Sähköopin muistiinpanot 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

Sähköteho

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.

Teht. 1

Laske virtapiirin teho kun jännite on 12 V ja virta 22.5 A.

P=?

U=12 V

I=22.5 A

P=UxI= 12 V x 22.5 A=270 W

Teht.2

1.1 kW sähkömoottori pyörii 200 A virralla, mikä on jännite?

U=?

I=200 A

P=1.1 kW= 1100 W

U=P/I=1100 W / 200 A=5.5 V

Teht.3

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

R=?

I=21 A

U=12 V

R=U/I=12 V / 21 A=0,57  Ω

Teht.4

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

R=?

P=?

I=52 A

U=14.3 V

R=U/I=14.3 V / 52 A=0.275 Ω

Teht.5

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

R=?

P=240 W

U=12 V

I=P/U=240 W / 12 V=20 A

R=U/I=12 V / 20 A= 0.6 Ω

Teht.6

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

I=?

P=3 kW= 3000 W

R=3 Ω

U=12 V

I=U/R=12 V / 3 Ω=4 A

Virtalähteiden sarjaan- ja rinnankytkentä 

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

Kuvassa on kytketty kaksi 12 V akkua rinnan. Rinnankytkennästä mitataan jännite, jännite on 12 V. Virtalähteet kytketään rinnan kytkemällä samanmerkkiset navat toisiinsa. 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 esim. kaksi kapasiteetiltaan 60 ampeeritunnin akkua, jännitelähteen kapasiteetiksi tulee 120 ampeerituntia (Ah)