Ohms lov og effektformlen

De vigtigste værktøjer i en elektrikers teoretiske værktøjskasse er uden sidestykke Ohms lov og effektformlen. De to formler danner grundlag for den videre forståelse af el teori, og viser i al sin enkelhed hvordan tingene hænger sammen.

Som det er med alle formler så giver de ikke meget mening, hvis ikke man ved hvad bogstaverne står for. Først de to formler:

Ohms lov:                  U = R * I

Effektformlen:           P  = U * I

Som man kan se i formlerne, så går nogle af bogstaverne igen i begge formler og det gør de at den simple årsag at de hænger sammen. Først en forklaring af hvad bogstaverne står for:

U = spænding

Man kalder spænding for U ud fra det tyske ord ”unterschied”, som betyder forskel, og det er netop hvad det er. Begrebet spænding er et udtryk for spændingsforskel mellem plus og minus. Ved en spænding på 230V vekselstrøm går spændingen fra +230V til -230V tilbage til +230V og så videre.  Spænding måles i Volt og er opkaldt efter den italienske fysiker Alessandro Volta. Forkortelsen for Volt er som vist et V.

R = modstand

Modstand er et udtryk for hvor nemt/svært strømmen har ved at løbe gennem noget. I Ohms lov er modstand markeret med et R, og ligesom med spænding, kan dette også henvises til et tysk ord, nemlig ”resistanz”, eller på engelsk ”resistance ”, som altså betyder modstand. Modstand måles i Ohm, opkaldt efter formlens fader, og forkortes med symbolet Omega Ω.

I = strøm

Strøm måles i Ampere og er opkaldt efter den franske fysiker André-Marie Ampère og forkortes med et A. Strømmen er markeret med et I, som er kort for intensitet. Man kan se strømmen som et udtryk for at kraften der kan komme igennem en given modstand med en given spænding.

P = effekt

Når en strøm møder en belastning, vil strømmen afgive noget energi til belastningen. Belastningen omsætter, som tiden går, strøm og spænding til energi. Denne energi kaldes effekt, og fortæller noget om hvor meget energi der omsættes i sekundet. Effekt forkortes med et P som er kort for Power, og måles i Watt.

Hvis man tænker på faktorerne i Ohms lov, som et kredsløb af vand, i stedet for strøm er det meget nemmere at forstå. Forestil dig en vandslange som sidder på en vandhane og som sprøjter på en lille vandmølle.

Først skruer du op for trykket på vandet ved at dreje på vandhanen, sådan så vandet løber ud i vandslangen. Trykket som vandet kommer ud af vandhanen med, skal du se som spænding. Skruer man højt op for vandhanen har man høj spænding, og omvendt har man lav spænding, hvis man kun skruer lidt op for vandhanen.
vandslange
Den vandvolumen man har i vandslangen er strømmen. Vandslangen som vandet løber igennem er modstanden. Jo større vandslangen er, jo mindre er modstanden i vandslangen, omvendt jo mindre vandslangen er, jo større er modstanden.
Vi kan nu konkludere at hvis vi har en rigtig stor vandslange, og skruer helt op for vandhanen, så er det muligt at få en rigtig stor vandvolumen (strøm). Til gengæld er den mulige strøm også mindre hvis vandslangen er mindre.

Det er f.eks. muligt, at få nok strøm til at forsyne hele byer, gennem relativt små højspændingsledninger, fordi strømmen sendes igennem ved meget høj spænding (tryk). Havde man forsøgt at sende samme mængde strøm igennem et tilsvarende kabel ved en lav spænding som f.eks. 400 Volt, så ville modstanden i kablet blive alt for stor.

Vi betragter igen den lille vandmølle. Når vandet fra vandslangen rammer vindmøllen så roterer den. Rotationen kalder vi effekt. Det vil sige at når en vandvolume (strøm) med et givent tryk (spænding) rammer vandmøllen, så afsættes en effekt. Rotationen på vandmøllen (effekten) er altså afhængig af både mængden af vand på rammet af (strømmen), samt ved hvilken kraft vandet kommer (spænding). Så højere strøm og/eller jo mere roterer vindmøllen (effekt) og omvendt.

Hvis du tænker så logisk over det, så kan det ikke gå helt galt.

Formler:

Ohms lov formler