Ohm Kanunu Hesaplama

Formül Nasıl Çalışır?

Ohm Kanunu elektrik mühendisliğinin temel taşıdır ve bir devredeki gerilim, akım ve direnç arasındaki ilişkiyi ifade eder. 1827'de Alman fizikçi Georg Simon Ohm tarafından yayınlanan bu kanun, bir iletkenden geçen akımın gerilimle doğru orantılı ve dirençle ters orantılı olduğunu belirtir. Güç denklemiyle birleştirildiğinde bu hesaplayıcı dört temel elektriksel büyüklükten herhangi ikisi bilindiğinde diğer ikisini çözer.

Hesaplayıcı dört değerden tam ikisini ister: volt (V) cinsinden gerilim, amper (A) cinsinden akım, ohm (Ω) cinsinden direnç ya da watt (W) cinsinden güç. Kalan ikisini uygun formül çiftiyle bulur ve altı olası çiftin hepsini kapsar: V+I, V+R, V+P, I+R, I+P ve R+P. Üçüncü bir alan doluysa ikisini kendisi seçmez, fazla alanı boşaltmanızı ister.

Dört Elektriksel Büyüklüğü Anlamak

Gerilim (V), yükü devre boyunca iten etkidir; bir borudaki su basıncına benzetilebilir. Akım (I) saniyede geçen yük miktarıdır ve amper (A) ile ölçülür. Direnç (R) yolun bu akışa ne kadar karşı koyduğunu gösterir ve ohm (Ω) ile ölçülür: bakır akımı kolayca geçirir, kauçuk neredeyse hiç geçirmez. Güç (P) enerjinin harcanma hızıdır ve watt (W) ile ölçülür; elektrik faturası ise enerjiyi kilowatt-saat (kWh), yani güç çarpı zaman olarak sayar. Örneğin 220 V'luk bir hatta 16 A'lık sigorta, P = V × I = 220 × 16 = 3.520 W'ta sınırına ulaşır.

Evdeki Cihazlarla Hesap

Ohm Kanunu, aynı hatta çalışan cihazların toplam akımını bulmanın en kısa yoludur. 220 V'luk bir hatta 2.000 W'lık bir ısıtıcı I = P / V = 2000 / 220 = 9,1 A çeker; bu, 16 A'lık bir sigortanın altındadır. Aynı hatta 1.500 W'lık bir çay makinesi de çalışırsa toplam akım (2000 + 1500) / 220 = 15,9 A'ya çıkar ve 16 A sınırına dayanır. Cihaz etiketindeki watt değerini ve hattın gerilimini bu hesaplayıcıya girerek aynı kontrolü kendiniz yapabilirsiniz. Türk Standartları Enstitüsü (TSE) elektrikli ev aletleri için TS EN 60335 standardını uygular.

Konut Elektrik Tesisatı ve Kablo Boyutlandırma

Türkiye'de konut elektrik tesisatı Elektrik İç Tesisleri Yönetmeliği'ne (EİTY) uygun olarak yapılır. Kablo kesitini ve sigorta değerini seçmek için yönetmelik metnine ve yetkili bir elektrik tesisatçısına başvurun; Ohm Kanunu bu seçimin başlangıç verisini, yani cihazların çektiği akımı verir. Kablonun da bir direnci vardır: 1,5 mm² bakır kablonun direnci 20 °C'de kilometre başına yaklaşık 11,5 ohm'dur, bu yüzden uzun hatlarda gerilim düşümü V-düşüm = I × R-kablo ile hesaplanır.

Güneş Enerjisi ve Akü Sistemleri

Akü ve güneş sistemleri de aynı hesaba dayanır. 48 V'luk bir akü grubundan 2.400 W'lık bir inverter beslemek 50 A çeker (I = 2400 / 48). Bu yükle 4 saat çalışmak 200 Ah demektir; akünün yalnız yarısını kullanmayı planlıyorsanız 400 Ah'lik bir akü grubu gerekir, inverter kayıpları ise iki rakamı da büyütür. Seri bağlanan paneller gerilimleri, paralel bağlananlar akımları toplar; dizi boyutları, sigorta değerleri ve kablo kesitleri bu yüzden V = I × R ilişkisine dayanır. EPDK'nın Lisanssız Elektrik Üretim Yönetmeliği'ne göre konutta kurulacak güneş tesisinin gücü bağlantı anlaşmasındaki sözleşme gücüyle sınırlıdır ve tesis ancak çatı veya cephe uygulaması olabilir; tip proje hazırlanması uygun görülen 25 kW'a kadarki tesisler basitleştirilmiş başvuru usulünden yararlanır (bu eşik 11 Ağustos 2022'de 10 kW'tan yükseltilmiştir).

Elektrik Güvenliği

Ohm Kanunu elektrik çarpmasının neden tehlikeli olduğunu da gösterir. ABD iş güvenliği kurumu OSHA, elektrik çarpması tehlikelerini ele alan ekinde (29 CFR 1910.269, Ek C) akım sınırlarını belirlerken vücudun toplam direncini 1.000 Ω kabul eder. 220 V'ta bu direnç üzerinden I = 220 / 1.000 = 220 mA akım geçer. Aynı ek, kalpte ventriküler fibrilasyon başlatabilecek akımı 116 mA bölü çarpma süresinin (saniye) karekökü olarak tahmin eder; 1 saniyelik bir çarpmada bu yaklaşık 116 mA'dir. Çalışanlar için bırakma eşiğini ise 6 mA olarak verir. Kaçak akım rölesi, toprağa akım kaçtığını algıladığında devreyi keser. Isınma da aynı kurala uyar: P = I² × R gereğince bir kablodan geçen akımı ikiye katlamak kabloda açığa çıkan ısıyı dört katına çıkarır.

Elektronik ve Hobi Projeleri

Küçük elektronik devrelerde de aynı formül kullanılır. 5 V'luk bir kaynakta ileri gerilimi 2 V olan bir LED'den 20 mA geçirmek için gereken direnç (5 - 2) / 0,02 = 150 Ω'dur. 3,3 V'luk bir hatta 10 kΩ'luk çekme (pull-up) direnci yalnız 0,33 mA geçirir; girişi net bir mantık seviyesinde tutarken neredeyse hiç güç harcamaz. R1 ve R2'den oluşan bir gerilim bölücü sinyali R2 / (R1 + R2) oranında küçültür; bir sensörün çıkışı bu yolla girişin aralığına indirilir.