Sähkötekniikkaa

Ohmin laki

Ohmin laki kuvaa virran, jännitteen ja resistanssin keskinäitä riippuvuutta. Sen avulla voidaan selvittää virtapiirin suureita matemaattisesti. Ohmin laki auttaa myös ymmärtämään useita hyvinkin arkipäiväisiä sähkötekniikan ilmiöitä. Ohmin laki kirjoitetaan muotoon U=RxI

 

Sähkötehon kaava

Teho=P

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

Sähköteho tulee usein vastaan kun puhutaan jonkin laitteen sähkönkulutuksesta.

Esimerkkejä joidenkin laitteiden sähkötehoista

Auton ajovalopolttimo=55W

Auton parkkipolttimo=5W

Jarruvalopolttimo=25W

Takalasinlämmitin=200W

Sähkökiuas=10.5W

 Harjoituksia:

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

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

P=UxI

P=12Vx22.5A

P=270W  

2. 1,1 kWsähkömoottori pyörii 200A virralla, mikä on jännite?

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

U=P/I

U=1100W/200A

U=5,5V   

3. virtapiirin virta on 21A, jännite on 12V, mikä on resistanssi?

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

R=U/I

R=12V/21A

R=0,57Ω  

4. Laturilta mitataan 52A virta, latausjännite on 14.3V, mikä on latausvirtapiirin resistanssi ja teho?

R=?, I=52A, U=14.3V

R=U/I

R=14.3V/52A

R=0,275Ω

P=?, U=14.3V, I=52A

P=UxI   

 P=14,3x52A

P=743,6W

5. Takalasinlämmittimen teho on 240W. Lämmittimeltä mitattu jännite on 12v, mikä on virtapiirin resistanssi?

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

I=P/U

I=240W/12V

I=20A

R=?, U=12V, I=20A

R=U/I

   R=12v/20A

R=0,6Ω

 6. Generaattorin maksimiteho on 3kW, virtapiirin resistanssi on 3ohmia, jännite 12v, mikä on virta?

I=?, R=3Ω, U=12V

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.

 Sarjaankytkennässä virtalähteen kapasiteetit eivät kertaannu. Esimerkiksi kun kytketään kaksi 65 Ah sarjaan virtalähteen kokonaiskapasiteetti pysyy 65 Ah.

Kuvassa on kytketty kaksi 12 voltin akkua rinnan. Rinnankytkennässä mitataan jännite, jännite on 12V. Virtalähteet kytketään toisiinsa rinnan kytkemällä samanmerkkiset navat toisiinsa.
Rinnankytkettäviä 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 akkua, jännitelähteen kapasiteetiksi tulee 120 ampeerituntia.