CalculatoareHărțiȚăriClasamenteComparațiiTehnologiiGhiduri Energy Explorer Parcuri solare și eoliene Glosar
Calculator · Conversii și fizică

Calculator legea lui Ohm și putere electrică

Introdu oricare două mărimi dintre tensiune, curent, rezistență și putere și află-le pe celelalte două, plus consumul de energie, costul de funcționare și cum se schimbă puterea cu tensiunea pentru același consumator.

Link editabil de partajare Raport PDF personalizat Gratuit · fără cont

Rezultate

230 V · 8,696 A · 26,45 Ω · 2 kW
Tensiune
230 V
Curent
8,696 A
Rezistență
26,45 Ω
Putere
2 kW
Conductanță
37,81 mS
Energie pe zi
2kWh
1 h de utilizare
Cost pe zi
0,50 €
Cost pe an
183 €
Căldură degajată
6.824BTU/h
toată puterea electrică se transformă până la urmă în căldură
Același consumator (26,45 Ω) la tensiuni diferite

Cele 12 formule

Aflidin V și Idin V și R / I și Rdin P
V (volți)—V = I × RV = P ÷ I · V = √(P × R)
I (amperi)—I = V ÷ RI = P ÷ V · I = √(P ÷ R)
R (ohmi)R = V ÷ I—R = V² ÷ P · R = P ÷ I²
P (wați)P = V × IP = V² ÷ R · P = I² × R—
  • Valabil în curent continuu și pentru consumatorii pur rezistivi în curent alternativ (radiatoare, fierbătoare, becuri cu incandescență). La motoare și electronice alimentate în AC, puterea activă = V × I × factorul de putere, așa că folosește calculatorul kVA ↔ kW.
  • Rezistența metalelor crește cu temperatura: un filament de wolfram rece are cam 1/10 din rezistența pe care o are încins, de aici curentul de pornire.

Cum funcționează calculatorul pentru legea lui Ohm

Orice problemă electrică simplă se reduce la patru mărimi: tensiunea (V), curentul (I), rezistența (R) și puterea (P). Dacă știi două dintre ele, le afli și pe celelalte două. Alege perechea pe care o cunoști, introdu valorile, iar calculatorul îți dă toate cele patru mărimi cu prefixe SI puse automat (mA, kΩ, MW…). Primești și conductanța, căldura degajată în BTU/h și, dacă introduci orele de funcționare pe zi și prețul, consumul de energie și costul.

Un grafic arată cum se comportă același consumator la alte tensiuni: la rezistență constantă, curentul crește proporțional cu tensiunea, iar puterea cu pătratul ei. De aceea un aparat de 230 V alimentat la 120 V dă doar cam un sfert din puterea nominală, iar supratensiunile mici scurtează viața rezistențelor de încălzire și a becurilor cu incandescență.

Formulele

V = I × R I = V ÷ R R = V ÷ I P = V × I = I² × R = V² ÷ R Energie (kWh) = P (W) × ore ÷ 1,000 Cost = kWh × preț

Toate cele douăsprezece variante ale formulelor apar în tabelul cu rezultate.

Exemplu de calcul: un fierbător de 2 kW

Cazul implicit este un fierbător de 2.000 W alimentat la 230 V:

  • Curent: I = 2.000 ÷ 230 = 8,70 A
  • Rezistență: R = 230² ÷ 2.000 = 26,45 Ω
  • O oră de fierbere pe zi: 2 kWh, adică 0,50 pe zi la 0,25 pe kWh (în realitate, un fierbător merge câteva minute la o fierbere)
  • Căldură degajată: 2.000 W × 3,412 = 6.824 BTU/h

La 120 V, aceeași rezistență ar trage 4,5 A și ar da doar 544 W.

Valori tipice

Aparat Tensiune Putere Curent Rezistență
Încărcător de telefon (USB 5 V) 5 V 10 W 2 A 2,5 Ω (echivalent)
Încărcător de laptop (USB-C PD) 20 V 100 W 5 A 4 Ω
Bandă LED 12 V 24 W 2 A 6 Ω
Far auto (halogen) 12 V 55 W 4,6 A 2,6 Ω
Fierbător (UE) 230 V 2.000–3.000 W 8,7–13 A 17,6–26,5 Ω
Radiator electric (SUA) 120 V 1.500 W 12,5 A 9,6 Ω
Duș electric instant 230 V 9.500 W 41 A 5,6 Ω
Rezistor THT 5 V 53 mW 10,6 mA 470 Ω

Sfaturi

  1. Verifică cablurile și siguranțele înainte să adaugi consumatori. Cablurile le încălzește curentul, nu puterea. Două radiatoare de 2 kW pe un singur circuit de 230 V și 16 A trag 17,4 A, adică prea mult.
  2. Ține cont de puterea rezistoarelor. Un rezistor de 470 Ω pus la 12 V disipă 0,31 W; unul de ¼ W s-ar supraîncălzi.
  3. Calculează pierderile cu P = I²R. Dacă dublezi curentul, pierderile în cablu cresc de patru ori. De aceea liniile de transport funcționează la tensiune înaltă.
  4. Curentul continuu de joasă tensiune cere cabluri groase. 1 kW la 12 V înseamnă 83 A; la 48 V, doar 21 A. Pentru partea de energie folosește convertorul de unități de putere și calculatorul de cost pe kWh.
  5. La motoarele de curent alternativ și la electronice include factorul de putere: P = V × I × PF; vezi calculatorul kVA în kW.

Limitări

Legea lui Ohm descrie conductoarele ohmice (liniare) la temperatură constantă. Rezistențele reale se schimbă cu temperatura (filamentul de wolfram are la rece cam o zecime din rezistența de la cald), iar semiconductorii, arcurile electrice și lămpile cu descărcare în gaz sunt neliniare. În circuitele de curent alternativ cu inductanță sau capacitate, înlocuiește R cu impedanța Z și folosește factorul de putere.

Metodă și ipoteze

Legea lui Ohm, V = I · R, leagă tensiunea, curentul și rezistența; legea lui Joule, P = V · I, dă puterea. Combinându-le obții P = I² · R = V² ÷ R, deci oricare două mărimi le determină pe celelalte două. Energia = P × ore ÷ 1.000 (kWh); costul = kWh × preț.

Întrebări frecvente

Ce spune legea lui Ohm?
Legea lui Ohm spune că intensitatea curentului printr-un conductor este proporțională cu tensiunea aplicată: V = I × R, unde V este tensiunea în volți, I curentul în amperi și R rezistența în ohmi. Împreună cu formula puterii, P = V × I, rezultă P = I²R și P = V²/R.
Câți amperi consumă un aparat de 2.000 W?
I = P ÷ V. La 230 V, un fierbător de 2.000 W trage 8,7 A; la 120 V ar trage 16,7 A. De aceea fierbătoarele din America de Nord sunt limitate de obicei la circa 1.500 W (12,5 A).
Cum calculez wații din volți și amperi?
Înmulțește-i: P = V × I. Un încărcător USB-C care dă 20 V la 5 A livrează 100 W. La motoarele de curent alternativ și la electronice înmulțește și cu factorul de putere ca să obții puterea activă.
Ce rezistență are un radiator de 2 kW?
R = V² ÷ P = 230² ÷ 2.000 = 26,5 Ω la cald. Aceeași rezistență alimentată la 120 V ar da doar 120² ÷ 26,5 = 544 W, pentru că puterea crește cu pătratul tensiunii.
Se aplică legea lui Ohm la LED-uri?
Nu direct. LED-urile și ceilalți semiconductori au o caracteristică neliniară. Pentru rezistența serie a unui LED folosește R = (V_alimentare − V_direct) ÷ I, de exemplu (5 V − 2 V) ÷ 0,02 A = 150 Ω.
Ce siguranță sau disjunctor îmi trebuie pentru o anumită putere?
Calculează curentul cu I = P ÷ V, apoi alege următoarea valoare standard peste el, cu o rezervă pentru consumatorii care merg continuu (deseori 125%). Un radiator de 3 kW la 230 V trage 13 A și se pune de regulă pe un circuit de 16 A. Respectă întotdeauna normativul local pentru instalații electrice.

Surse și referințe

  1. NIST: Fundamental physical constants and SI electrical units
  2. HyperPhysics (Georgia State University): Ohm's law and electric power
  3. IEC 60364: Low-voltage electrical installations (protection and cable sizing principles)

Integrează acest calculator

Gratuit pentru bloguri, instalatori, școli și ONG-uri. Copiază codul de mai jos; se actualizează singur.