กฎโอห์ม

ใส่ข้อมูลในช่องรับข้อมูล ปรับพารามิเตอร์ตามสถานการณ์ของคุณ และดูผลลัพธ์ทันที เครื่องคำนวณทำงานในเบราว์เซอร์ของคุณ

ใช่ ฟรีอย่างสมบูรณ์โดยไม่ต้องลงทะเบียน ดาวน์โหลด หรือชำระเงิน Calculora ให้บริการเครื่องมือทั้งหมดฟรี

ใช่ การคำนวณทั้งหมดทำในเบราว์เซอร์ของคุณ ไม่มีข้อมูลที่ส่งหรือจัดเก็บบนเซิร์ฟเวอร์

เครื่องคำนวณกฎโอห์มใช้สูตรคณิตศาสตร์ที่ผ่านการพิสูจน์เพื่อผลลัพธ์ที่แม่นยำ สำหรับการตัดสินใจที่สำคัญแนะนำให้ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญด้วย

ตัวนำทุกชนิดมีความต้านทาน และตามกฎของโอห์ม ความต้านทานนั้นจะเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าให้เป็นแรงดันที่สูญเสียไป: V = I × R ความต้านทานของสายไฟมีค่าน้อย (สายไฟบ้านความยาว 1 เมตรมีความต้านทานน้อยกว่าหนึ่งในร้อยของโอห์ม) แต่เมื่อเดินสายยาวๆ จะสะสมมากขึ้น สายที่มีความต้านทานรวม 0.5 Ω และกระแสไหลผ่าน 10 A จะทำให้แรงดันตก 5 V ดังนั้นแหล่งจ่ายไฟ 12 V จะถึงโหลดเหลือเพียง 7 V มาตรฐานการเดินสายไฟมักจะอนุญาตให้แรงดันตกได้สูงสุด 3–5% สายไฟขนาดเล็กเกินไปทำให้ไฟสลัว มอเตอร์ทำงานอ่อน และสูญเสียพลังงานเป็นความร้อน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเครื่องคำนวณแรงดันตกและตารางขนาดสายไฟที่เหมาะสมจึงเป็นเครื่องมือมาตรฐานสำหรับการติดตั้งทุกครั้ง

ตัวนำทุกตัวมีความต้านทาน และตามกฎโอห์ม ความต้านทานนั้นจะเปลี่ยนกระแสให้เป็นแรงดันที่สูญเสีย: V = I × R ความต้านทานของสายไฟมีค่าน้อย (สายไฟในบ้านโดยทั่วไปยาวหนึ่งเมตรมีความต้านทานน้อยกว่าหนึ่งในร้อยโอห์ม) แต่เมื่อผ่านระยะทางไกลก็สะสมเพิ่มขึ้น วงจรที่มีความต้านทานรวม 0.5 Ω และนำกระแส 10 A จะมีแรงดันตก 5 V ดังนั้นแหล่งจ่าย 12 V จะไปถึงโหลดเพียง 7 V มาตรฐานการเดินสายไฟโดยทั่วไปอนุญาตให้แรงดันตกได้สูงสุด 3–5% สายไฟที่มีขนาดเล็กเกินไปทำให้ไฟสลัว มอเตอร์ทำงานอ่อน และสิ้นเปลืองพลังงานเป็นความร้อน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมเครื่องคำนวณแรงดันตกและตารางเลือกขนาดสายไฟที่ถูกต้องจึงเป็นเครื่องมือมาตรฐานสำหรับการติดตั้งทุกครั้ง

ในการต่ออนุกรม ความต้านทานจะรวมกัน: ตัวต้านทาน 10 Ω สองตัวให้ 20 Ω ดังนั้นแหล่งจ่าย 12 V จึงจ่ายกระแส I = V/R = 12/20 = 0.6 A โดยแรงดันจะถูกแบ่งเท่าๆ กัน (6 V คร่อมแต่ละตัว เนื่องจากกระแสเท่ากันไหลผ่านทั้งสอง) ในการต่อขนาน ความต้านทานรวมจะต่ำกว่าตัวใดตัวหนึ่งเพียงลำพัง: ตัวต้านทาน 10 Ω สองตัวให้ R = 10/2 = 5 Ω ดังนั้นแหล่งจ่าย 12 V เดียวกันจึงจ่ายกระแส 12/5 = 2.4 A โดยตัวต้านทานแต่ละตัวรับกระแส 1.2 A กฎทั่วไปคือ R(total) = R₁ + R₂ สำหรับการต่ออนุกรม และ 1/R(total) = 1/R₁ + 1/R₂ สำหรับการต่อขนาน การต่ออนุกรมแบ่งแรงดัน ส่วนการต่อขนานแบ่งกระแส — ซึ่งเป็นสิ่งที่ส่วนการต่ออนุกรมและการต่อขนานของเครื่องคำนวณนี้คำนวณได้พอดี

อันตรายมาจากกระแส ไม่ใช่แรงดัน และกฎโอห์มคือตัวกำหนดกระแส: I = V/R โดย R คือความต้านทานของร่างกายมนุษย์ ร่างกายที่ผิวแห้งมีความต้านทานประมาณ 100,000 Ω ดังนั้นการสัมผัสกับแรงดัน 230 V จะให้กระแสประมาณ 2.3 mA ซึ่งเป็นอาการเสียวเบาๆ ที่หลายคนเคยรู้สึก ผิวเปียกทำให้ความต้านทานลดลงเหลือประมาณ 1,000 Ω และแรงดัน 230 V เดียวกันจึงผลักกระแส 230 mA ซึ่งสูงกว่าเกณฑ์ประมาณ 30 mA ที่อาจทำให้หัวใจห้องล่างสั่นพลิ้ว และ 50 mA ที่อาจทำให้หยุดหายใจมาก นี่คือเหตุผลว่าทำไมห้องน้ำและห้องครัวจึงติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันกระแสรั่ว (RCD) ที่ตัดวงจรที่กระแส 30 mA หรือน้อยกว่า และทำไมงานไฟฟ้าจึงต้องทำด้วยมือที่แห้งและเครื่องมือที่มีฉนวนหุ้ม

มัลติมิเตอร์ใช้กฎโอห์มในสามโหมดที่แตกต่างกัน สำหรับแรงดัน ให้ต่อมิเตอร์คร่อมส่วนประกอบแบบขนานในขณะที่วงจรมีไฟอยู่ — แรงดันวัดระหว่างจุดสองจุดเสมอ สำหรับกระแส ต้องต่อมิเตอร์แบบอนุกรมเพื่อให้กระแสไหลผ่านจริง และควรเริ่มจากช่วงการวัดสูงสุด เนื่องจากมิเตอร์ที่ต่อกับวงจรที่มีไฟอยู่ผิดโหมดจะทำหน้าที่เหมือนไฟฟ้าลัดวงจร สำหรับความต้านทาน ต้องถอดส่วนประกอบออกจากแหล่งจ่ายไฟ และควรถอดออกจากวงจรโดยสมบูรณ์ เพราะมิเตอร์จะจ่ายแรงดันทดสอบของตัวเองเพื่อวัด R = V/I ห้ามวัดความต้านทานในวงจรที่มีไฟอยู่โดยเด็ดขาด และควรคืนสายวัดกลับไปที่ตำแหน่งแรงดันเสมอหลังจากวัดกระแสแล้ว

ความต้านทานถูกกำหนดโดยวัสดุและรูปทรงเรขาคณิต: R = ρL/A โดย ρ คือสภาพต้านทานของวัสดุ L คือความยาว และ A คือพื้นที่หน้าตัด ทองแดงมีสภาพต้านทานประมาณ 1.7 × 10⁻⁸ Ω·m ทำให้เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม ในขณะที่นิกโครม (ใช้ในเครื่องทำความร้อน) สูงกว่าประมาณ 60 เท่า ส่วนยางและแก้วเป็นฉนวนที่มีสภาพต้านทานมากกว่าหลายพันล้านเท่า การเพิ่มความยาวสายไฟเป็นสองเท่าจะเพิ่มความต้านทานเป็นสองเท่า การเพิ่มพื้นที่หน้าตัดเป็นสองเท่าจะลดความต้านทานลงครึ่งหนึ่ง — ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมสายไฟหนา (A ใหญ่) จึงนำกระแสสูงโดยสูญเสียน้อย อุณหภูมิก็มีความสำคัญเช่นกัน: โลหะส่วนใหญ่มีความต้านทานเพิ่มขึ้นเมื่อร้อน ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมกฎโอห์มจึงใช้ได้อย่างเข้มงวดเฉพาะที่อุณหภูมิคงที่

กระแสที่ไหลผ่านความต้านทานทำให้เกิดความร้อน เพราะกำลังที่กระจายคือ P = I²R สายเคเบิลที่มีความต้านทาน 0.5 Ω และนำกระแส 20 A จะสร้างความร้อน 0.5 × 20² = 200 วัตต์ ซึ่งเป็นความเสี่ยงต่ออัคคีภัยอย่างร้ายแรงหากสายไฟไม่สามารถระบายความร้อนออกได้ สายไฟที่มีขนาดเล็กเกินไปจะอุ่น ร้อน หรือแม้แต่เรืองแสงเมื่ออยู่ภายใต้โหลด การตรวจสอบเป็นไปตามกฎโอห์ม: วัดแรงดันที่แหล่งจ่ายและที่โหลด — ความแตกต่างมากหมายถึงความต้านทานสายไฟที่มากเกินไป สัมผัสสายเคเบิลหลังจากใช้งานเต็มโหลด 30 นาที และเลือกขนาดตัวนำเพื่อให้กระแสทำงานอยู่ต่ำกว่าพิกัดกระแสสูงสุดของสายไฟ ความร้อนคือเหตุผลว่าทำไมฟิวส์และเบรกเกอร์จึงตัดวงจร: ฟิวส์และเบรกเกอร์ถูกเลือกขนาดให้กระแสไม่สามารถทำให้ความร้อน I²R เกินกว่าที่สายไฟทนได้