De wet van Ohm is een van de fundamentele concepten van elektrotechniek en beschrijft de relatie tussen stroom, spanning en weerstand in een elektrisch circuit. De wet werd in 1827 ontdekt door de Duitse natuurkundige Georg Simon Ohm en naar hem vernoemd.
De wet stelt dat de stroom door een geleider evenredig is met de spanning en omgekeerd evenredig met de weerstand. De wiskundige formule is
I = U / R
Hierin is I de stroom in ampère (A), U de spanning in volt (V) en R de weerstand in ohm (Ω). De wet van Ohm geldt voor alle elektrische geleiders, ongeacht hun grootte of vorm.
Om de wet toe te passen, moet je de spanning en weerstand van het circuit kennen. Als je bijvoorbeeld een spanning van 12 volt aansluit op een weerstand van 4 ohm, wordt de stroom door de geleider als volgt berekend
I = U / R = 12 V / 4 Ω = 3 A
De wet van Ohm is vooral belangrijk voor het ontwerpen en analyseren van elektrische circuits. Het stelt ingenieurs en technici in staat om het vermogen en de efficiëntie van een circuit te berekenen en te optimaliseren.
Naast de wet van Ohm zijn er nog andere belangrijke wetten en concepten in de elektrotechniek, zoals de wet van Kirchhoff, die het behoud van energie in een schakeling beschrijft, of de vermogensberekening, die de arbeid meet die door een schakeling wordt verricht.
Om lichtdiodes bij hogere spanningen te laten werken, moet een geschikte serieweerstand worden gebruikt. Om te voorkomen dat de lichtdiodes helemaal niet of heel fel schijnen, kan de serieweerstand worden berekend met de volgende kleine formule en een zakrekenmachine.
Hier zijn:
U - de gelijkspanning waarbij de diode(s) moeten werken (in volt)
N - het aantal diodes dat in serie moet worden geschakeld
R - de serieweerstand (in ohm)
P - het vermogen dat in de serieweerstand wordt verbruikt (in watt)
------------------------------------------------------------------------------------
Voor lichtdioden met een bedrijfsspanning van ongeveer 3,2 V en een stroomopname van ongeveer 20 mA
Berekening van de serieweerstand: R = (U - (N*3.2)) / 0.02
Berekening van het opgenomen vermogen: P = (U-(N*3.2))* 0.02
waarbij (N*3.2) <= U
Voorbeeld: U= 12V, aantal N= 2 (witte, blauwe, roze LED's met ongeveer 3,2V spanning en ongeveer 20 mA stroom)
serieweerstand R = (12V - 6,4 V) / 0,02A = 280 Ohm
Vermogen P = (12V - 6,4V) * 0,02A = 0,112 Watt
Je zou dus een weerstand van 280 Ohm gebruiken met minstens 0,1 Watt. (270 Ohm / 1/8 Watt uit de E12 standaard serie, beter 330 Ohm)
------------------------------------------------------------------------------------
Voor lichtdiodes met een bedrijfsspanning van ongeveer 2 V en een stroomverbruik van ongeveer 20 mA
Berekening van de serieweerstand: R = (U - (N*2.0)) / 0.02
Berekening van het opgenomen vermogen: P = (U-(N*2,0))* 0,02
waarbij (N*2.0) <= U moet zijn
Voorbeeld: U= 12V, aantal N= 4 (rode, gele, oranje LED's met ongeveer 2V spanning en ongeveer 20 mA stroom)
Serieweerstand R = (12V - 8 V) / 0,02A = 200 Ohm
Vermogen P = (12V - 8V) * 0,02A = 0,08 Watt
Je zou dus een weerstand van 200 Ohm gebruiken met minstens 0,08 Watt. (220 Ohm / 1/8 Watt uit de E12-standaardserie)
Tips:
- Als de diodes te donker of te fel oplichten, kun je de weerstand verlagen of verhogen
- gebruik altijd een serieweerstand van 10 - 20 Ohm