Ohm Kanunu Nedir?

Bir elektrik devresinde akım şiddeti, gerilim ve direnç arasındaki bağıntıyı bulan ve bunu bir kanunla ifade eden Alman fizikçi George Simon Ohm kendi ismini taşıyan bu kanunu 1827 yılında bulmuştur. Ohm Kanunu bir elektrik devresinde gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi hesaplamak için kullanılan bir formüldür. (1787 – 1854 yılları arasında yaşamıştır.) Ohm kanunu (ohm’s law), elektriğin bir temel kanunudur. Her elektrikçinin bilmesi gereken bir kanundur.

Elektrik devresinde gerilim (voltaj), akım ve direnç arasında bir bağlantı vardır. Bir elektrik devresinde akım, gerilim ve direnç arasında bir bağlantının bulunduğunu bu elektrik devresinde iki nokta arasındaki bir iletken üzerinden geçen akım potansiyel farkla doğru; iki nokta arasındaki dirençle yani iki nokta arası uzunluğuyla ters orantılıdır işte bu bağlantıya Ohm Kanunu (ohm’s law) denir.

George Ohm; Bir iletkenin iki ucu arasında bulunan potansiyel farkının, iletkenden geçen akım şiddetine oranı sabittir diye ifade etmiştir. Direnç birimi Ohm’ dur. Ohm ne kadar büyük ise o kadar çok direnç vardır. Farklı malzemelerin, farklı dirençleri vardır. Örnek olarak,100 watt’lık bir lambanın direnci 140 ohm gibi. Akım bir dirençten geçerken elektronlar enerji kaybeder. Elektron bir dirençten geçerken iş yapar. Bu iş ısıya dönüşür. Potansiyel farkı, akım ve direnç arasındaki bağlantı Ohm Kanunu olarak bilinir. Ohm kanununa göre; akım, potansiyel farkının dirence oranıdır. Ohm Kanunu, elektronik formüllerde ve hesaplamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu değerlerden ikisinin bilinmesi halinde üçüncüyü hesaplamak için Ohm Kanununu kullanabilir. Bu kanuna Ohm kanunu formülü denir.

Ohm kanunu tanımına göre; devrenin akım şiddetine (I), gerilimine (U veya V), direncine de (R) dersek akım şiddeti;

Gerilim (V) ve akım (I) biliniyor ve direnç (R) bulunmak istenildiğinde piramitteki R dışarıda bırakılarak denklem hesaplanır.

Gerilim (V) ve direnç (R) biliniyor ve akımı (I) bulunmak istenildiğinde piramitteki I dışarıda bırakılarak denklem hesaplanır.

Akım (I) ve direnç (R) biliniyor ve gerilimi (V) bulunmak istenildiğinde piramidin alt yarısındaki değerler çarpılarak denklem hesaplanır.

Not: Çalışır durumdaki bir devrede gerilim ölçülemez. Bundan dolayı bu hesaplama gerekli olduğunda Ohm Kanunu özellikle faydalıdır.

Ohm Nedir? Ohm elektrikte direnç birimidir (simge Ω). Bir iletkenden geçen elektrik akımına karşı iletkenin gösterdiği direncin birimidir.

Ohm Kanunu Deneyi

Ohm kanunu deneyle gerçekleştirmek için aşağıdaki şekildeki gibi kapalı bir devre kuralım. Reosta, ampermetre devreye seri, voltmetre ise paralel bağlanmıştır. Şimdi akımın, gerilim ve dirence göre değişmesini inceleyelim. Akım şiddeti gerilim ve dirence göre değiştiği için önce gerilimi sonrada direnci sabit tutalım ve akımın değişmesini görelim.

Gerilimi sabit tutalım: Kollu reostanın kolunu 50 Ω karşısına alalım, voltmetre 220 volt gösterirken ampermetrenin gösterdiği sayıyı bir yere işaretleyelim. Bu defa reostanın kolunu 100, 150 Ω karşısına getirelim yine bu değerler için ampermetrenin gösterdiği değerleri tespit edelim. Her defasında gerilim 220 volt olarak sabit tutulmuştur. Gerilim sabit tutulup direnç değiştirildiği için bulunan değerleri bir çizelgede toplayabiliriz.

Çizelgeden anlaşılacağı gibi devrede gerilim sabit tutulmuş, direnç arttırılmıştır. Buna karşılık akım şiddeti azalan bir durum göstermiştir. Bunu, ampermetre den tespit ettiğimiz gibi aynı değerleri, ohm kanunu uygulayarak ta bulabiliriz. Bundan dolayı bir devredeki akım şiddeti, direnç ile ters orantılıdır.

Direnci sabit tutalım: Kollu reostanın (rheostat) kolunu 50 Ω bölümü karşısına getirelim ve deneylerde direnci sabit tutalım. Bu defa devreye 120 volt, 200 volt, 220 volt gerilim uygulayalım. Bu gerilimlerde ampermetrenin gösterdiği değerlerin arttığı görülür. Bu değerleri bir çizelgede toplayabiliriz.

Çizelgeden anlaşılacağı gibi direnç (resistance) sabit tutulduğu halde gerilim arttırılacak olursa devrenin akım şiddeti gerilim ile doğru orantılı olarak çoğalır.

Yukarıda açıklanan iki denemenin sonucunu ifade edecek olursak; akım şiddeti gerilim ile doğru, direnç ile ters orantılıdır. Formül olarak;

Akım şiddeti = Gerilim / Direnç      I = V / R ohm kanunu formülü bulunur.

Ohm Kanununa Göre Akım Şiddeti, Gerilim (Voltaj) ve Direnç Birimlerinin Tanımları

Ohm kanunu formülünden ve bunun birimlerinden faydalanarak akım şiddeti, gerilim ve direnç birimlerini tanımlayabiliriz.

Akım şiddeti birimi (Amper); Bir ohm’ luk direncin iki ucu arasındaki gerilim bir volt ise bu dirençten geçen akım şiddetine bir amper denir.

Gerilim birimi (Voltaj); Direnci bir ohm olan bir alıcıdan geçen akım şiddeti bir amper ise bu alıcının iki ucu arasındaki gerilim bir volt olur.

Direnç birimi (OHM); Bir amperlik akım çeken bir alıcının iki ucu arasındaki gerilim bir volt ise bu alıcının direnci bir ohm olur.

Bazı Metallerin Direnç Oranları

Gümüş direnç: 1,98 ohm, bakır direnç: 2.09, altın direnç: 2,96, alüminyum direnç: 3,44, pirinç direnç: 8,50, nikel direnç: 9,48, demir direnç: 12,1, kalay direnç: 14,0, kurşun direnç: 26,7

Rezistör (Resistor) Nedir?

Hacmine göre büyük bir dirence sahip olan bir iletkene rezistör denir. Mesela, 1000 ohm’luk bir karbon resistorun uzunluğu bir cm’den azdır. Karbonlu dirençler bilgisayar, radyo, televizyonlarda kullanılırlar.

Direnç (Resistance) Nedir?

Devreye uygulanan gerilim ve akım bir uçtan diğer uca ulaşıncaya kadar izlediği yolda birtakım zorluklarla karşılaşır. Bu zorluklar elektronların geçişini etkileyen veya geciktiren kuvvetlerdir. Bu kuvvetlere direnç denir.

Ohm Kanunu İle Gerilim (Voltaj) Formülü ve Direnç Formülü 

Ohm kanunu formülünün birisinden faydalanarak diğer formülleri çıkartabiliriz.

• Gerilim Formülü: Gerilim formülü çıkarılırken;

Ohm kanunu formülünü yazalım: I = U / R. Buradan (U) yu için eşitliği (R) paydasından kurtarmamız gerekir. Bunun için eşitliğin iki tarafını (R) ile çarparsak; I x R = U / R x R olur. (R) ler birbirini götürür.

Gerilim formülü: U = I x R  elde edilir.

Gerilim formülüne göre bir alıcının iki ucundaki gerilim; Bu alıcının direnci ile bu alıcıdan geçen akım şiddetinin çarpımına eşittir.

• Direnç Formülü: Direnç formülü çıkarılırken;

Ohm kanunu formülünden I = U / R bu defa direnci gösteren (R) yi bulalım. Bunun için önce eşitliğin her iki tarafını (R) ile çarparak U = R x I  ifadesi bulunur. Burada (R) yi yalnız bırakmak için eşitliğin her iki tarafı (I) ya bölünür. U / I = R x I / I  bu orantıda (I) lar birbirini götürür.

Direnç formülü: R = U / I elde edilir.

Direnç formüllerine göre bir alıcının direnci, alıcıya uygulanan gerilim bu alıcıdan geçen akım şiddeti bölümüne eşittir.

Ohm Kanunu Soruları

Soru 1: 1,5 Volt’ luk pilin uçları arasına direnci 3 ohm olan bir ampul bağlanmıştır. Lamba üzerinden geçen akımı bulunuz.

Çözüm;

 

Soru 2: Direnci 44 Ω olan bir elektrik sobası 5 A akım çekmektedir. Elektrik sobasına uygulanan gerilimi bulunuz.

Çözüm; U = R x I = 44 x 5 = 220 V

Soru 3: 220 V’ luk bir tesisatta bulunan elektrik ocağı 2,2 A akım çekmektedir. Elektrik ocağının direncini bulunuz.

Çözüm; R = U / I = 220 / 2,2 = 100 Ω olur.

Ohm Kanunu ile Akım Gerilim Direnç Hesaplamaları

Soru: 9 Volt’ luk bir pile bağlı lambanın direnci 3 Ω idir. Devreden geçen I akımının değeri kaçtır?Çözüm: U = I x R’ den I = U / R = 9 / 3 = 3A lambadan geçen akım

Soru:12 Volt’ luk bir pile bağlı bir devreden 4 Amper akım geçmektedir. Devredeki lambanın direnci kaç ohm dur?Çözüm: U = I x R’ den R = U / I =12 / 4 = 3Ω lambanın direncidir.

Soru: 5 Ω’ luk bir direnci olan lambadan 2Amper akım geçmektedir. Devrenin kaynak gerilimi kaç volttur?Çözüm: U = I x R’ den U = 5 x 2 =10 Volt Pilin gerilimidir.

Ohm kanunun tamamlayıcısı Kirşof Kanunudur.