OHM: PENGUKURAN RINTANGAN, CONTOH DAN LATIHAN YANG DISELESAIKAN - FIZIKAL - 2025

The ohm atau ohm adalah unit ukuran rintangan elektrik yang dimiliki oleh Sistem Unit Antarabangsa (SI), yang digunakan secara meluas dalam bidang sains dan kejuruteraan. Ia dinamakan sempena ahli fizik Jerman Georg Simon Ohm (1789-1854).

Ohm adalah seorang profesor dan penyelidik di University of Munich, dan antara banyak sumbangannya terhadap elektrik dan daya tarikan adalah definisi rintangan melalui hubungan antara voltan dan arus melalui konduktor.

Rajah 1. Perintang yang bervariasi membentuk bahagian litar. Sumber: Wikimedia Commons.

Hubungan ini dikenali sebagai Hukum Ohm dan biasanya dinyatakan sebagai:

R = ΔV / I

Di mana R mewakili rintangan elektrik, ΔV adalah voltan dalam volt (V), dan saya arus dalam amp (A), semuanya dalam unit SI.

Oleh itu, 1 ohm, yang juga dilambangkan secara bergantian dengan huruf Yunani Ω, sama dengan 1 V / A. Ini bermaksud bahawa jika menetapkan voltan 1 V melintasi konduktor tertentu menyebabkan arus 1 A, rintangan konduktor itu adalah 1 Ω.

Rintangan elektrik adalah elemen litar yang sangat biasa yang digunakan dalam banyak cara untuk mengawal arus dengan betul, sama ada merupakan bahagian litar bersepadu atau secara individu.

Pengukuran rintangan elektrik

Gambar 5. Georg Simon Ohm, dinamai unit untuk perlawanan, dilahirkan di Bavaria pada tahun 1789 dan memberikan sumbangan besar kepada elektrik, akustik, dan gangguan gelombang cahaya. Sumber: Wikimedia Commons.

Daya tahan diukur dengan bantuan multimeter, meter yang terdapat dalam versi analog dan digital. Yang paling asas mengukur voltan dan arus langsung, tetapi terdapat peranti yang lebih canggih dengan fungsi tambahan. Apabila digunakan untuk mengukur rintangan, mereka dipanggil ohmmeter atau ohmmeter. Peranti ini sangat mudah digunakan:

- Pemilih pusat diletakkan pada posisi untuk mengukur rintangan, memilih salah satu skala yang dikenal pasti dengan simbol Ω, sekiranya instrumen memiliki lebih dari satu.

- Rintangan yang hendak diukur diekstrak dari litar. Sekiranya ini tidak dapat dilakukan, bekalan kuasa mesti dimatikan.

- Rintangan diletakkan di antara hujung atau probe instrumen. Polariti tidak penting.

- Nilai dibaca terus pada paparan digital. Sekiranya instrumen itu analog, ia mempunyai skala yang ditandai dengan simbol Ω yang dibaca dari kanan ke kiri.

Dalam gambar berikut (nombor 2), multimeter digital dan probe atau petuanya ditunjukkan. Model ini memiliki skala tunggal untuk mengukur rintangan, ditunjukkan oleh anak panah.

Rajah 2. Multimeter digital. Sumber: Pixabay.

Nilai rintangan elektrik komersial sering dinyatakan oleh kod jalur warna di bahagian luarnya. Sebagai contoh, perintang dalam Rajah 1 mempunyai jalur merah, ungu, emas, kuning, dan kelabu. Setiap warna mempunyai makna numerik yang menunjukkan nilai nominal, seperti yang akan ditunjukkan di bawah.

Kod warna untuk perintang

Jadual berikut menunjukkan kod warna untuk perintang:

Jadual 1.

Dengan mengambil kira bahawa jalur logam berada di sebelah kanan, kodnya digunakan seperti berikut:

- Dua warna pertama dari kiri ke kanan memberikan nilai rintangan.

- Warna ketiga menunjukkan kekuatan 10 di mana ia mesti dikalikan.

- Dan keempat menunjukkan toleransi yang ditetapkan oleh pengeluar.

Contoh nilai perintang

Sebagai contoh, mari kita lihat perintang di latar depan, di sebelah kiri rajah 1. Urutan warna yang ditunjukkan adalah: kelabu, merah, merah, emas. Ingat bahawa jalur emas atau perak mesti berada di sebelah kanan.

Kelabu mewakili 8, merah adalah 2, pengganda berwarna merah dan sama dengan 10 ² = 100 dan akhirnya, toleransi adalah emas yang melambangkan 5%. Oleh itu rintangan adalah 82 x 100 Ω = 8200 Ω.

Sebagai toleransi 5%, setara dalam ohm hingga: 8200 x (5/100) Ω = 410 Ω. Oleh itu, nilai rintangan adalah antara: 8200 - 410 Ω = 7790 Ω dan 8200 + 410 Ω = 8610 Ω.

Dengan menggunakan kod warna, anda mempunyai nilai rintangan nominal atau kilang, tetapi untuk membuat pengukuran lebih tepat, anda perlu mengukur rintangan dengan multimeter, seperti yang dijelaskan sebelumnya.

Contoh lain untuk rintangan rajah berikut:

Gambar 3. Penggunaan kod warna dalam perintang R. Sumber: Wikimedia Commons.

Kami mempunyai yang berikut untuk perintang R: merah (= 2), ungu (= 7), hijau (darab dengan 10 ⁵ ), jadi perintang R dalam rajah adalah 27 x 10 ⁵ Ω. Jalur toleransi berwarna perak: 27 x 10 ⁵ x (10/100) Ω = 27 x 10 ⁴ Ω. Salah satu cara untuk menyatakan hasil di atas, membundarkan 27 x 10 ⁴ hingga 30 x 10 ⁴ , adalah:

Awalan yang paling banyak digunakan

Nilai-nilai yang dapat dimiliki oleh rintangan elektrik, yang selalu positif, berada dalam julat yang sangat luas. Atas sebab ini, kekuatan 10 digunakan secara meluas untuk menyatakan nilainya, serta awalan. Berikut adalah yang paling biasa:

Jadual 2.

Menurut notasi ini, rintangan dalam contoh sebelumnya adalah: (2.7 ± 0.3) MΩ.

Rintangan konduktor

Perintang diperbuat daripada bahan yang berbeza dan ini merupakan ukuran penentangan yang dimiliki oleh konduktor terhadap arus, seperti yang diketahui, tidak semua bahan melakukan cara yang sama. Walaupun antara bahan yang dianggap sebagai konduktor terdapat perbezaan.

Rintangan bergantung pada beberapa ciri, yang paling penting ialah:

- Geometri konduktor: panjang dan luas keratan rentas.

- Ketahanan bahan: menunjukkan penentangan yang ditunjukkan oleh bahan terhadap arus.

- Suhu: rintangan dan rintangan meningkat dengan suhu, kerana susunan dalaman bahan menurun dan dengan demikian pembawa arus terhalang dalam laluannya.

Untuk konduktor keratan rentas malar, pada suhu tertentu rintangan diberikan oleh:

R = ρ (ℓ / A)

Di mana ρ adalah ketahanan bahan pada suhu yang dimaksudkan, yang ditentukan secara eksperimen, ℓ adalah panjang konduktor dan A adalah luas keratan rentas.

Rajah 4. Rintangan konduktor. Sumber: Wikimedia Commons.

Latihan diselesaikan

Cari rintangan dawai tembaga dengan radius 0.32 mm dan panjang 15 cm, ketahui bahawa rintangan tembaga adalah 1.7 × 10 ^-8 Ω.m.

Penyelesaian

Memandangkan daya tahan dalam unit Sistem Antarabangsa, perkara yang paling tepat adalah dengan menyatakan luas keratan rentas dan panjangnya dalam unit-unit ini, dan kemudian ganti dengan formula bahagian sebelumnya:

Radius = 0.32 mm = 0.32 × 10 ^-3 m

A = π (Radius ² ) = π (0.32 × 10 ^-3 m) ² = 3.22 x 10 ^-7 m ²

ℓ = 15 cm = 15 x 10 ^-2 m

R = ρ (ℓ / A) = 1.7 × 10 ^-8 Ω.mx (15 x 10 ^-2 m / 3.22 x 10 ^-7 m ² ) = 7.9 × 10 ^-3 Ω = 7.9 m-ohm.

Rujukan

1. Figueroa, D. (2005). Siri: Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 5. Elektrostatik. Disunting oleh Douglas Figueroa (USB).
2. Giancoli, D. 2006. Fizik: Prinsip dengan Aplikasi. 6 ^th . Dewan Ed Prentice.
3. Resnick, R. (1999). Fizikal. Jilid 2. 3 ^rd dalam bahasa Sepanyol. Compañía Editorial Continental SA de CV
4. Sears, Zemansky. 2016. Fizik Universiti dengan Fizik Moden. 14 ^th . Ed. Jilid 2.
5. Serway, R., Jewett, J. (2018). Fizik untuk Sains dan Kejuruteraan. Jilid 1. 10 ^ma . Pembelajaran Ed. Cengage.