Prawo Ohma i moc elektryczna — wzory z przykładami

Prawo Ohma opisuje zależność między napięciem, natężeniem prądu i rezystancją w obwodzie. Razem ze wzorem na moc wystarcza do większości obliczeń w elektryce domowej i elektronice.

Wielkości i jednostki

Wielkość	Symbol	Jednostka
Napięcie	U	wolt [V]
Natężenie prądu	I	amper [A]
Rezystancja (opór)	R	om [Ω]
Moc	P	wat [W]

Prawo Ohma

U = R · I I = U / R R = U / I

Przykład: przez rezystor 220 Ω podłączony do 12 V płynie prąd I = 12 / 220 ≈ 0,055 A, czyli 55 mA.

Prawo Ohma w tej prostej postaci dotyczy elementów liniowych (rezystorów, grzałek, przewodów). Diody, żarówki i silniki zachowują się inaczej — ich opór zależy od prądu, temperatury lub obrotów.

Moc elektryczna

P = U · I P = I² · R P = U² / R

Przykład: czajnik 2000 W w sieci 230 V pobiera I = 2000 / 230 ≈ 8,7 A. Jego grzałka ma rezystancję R = 230² / 2000 ≈ 26,5 Ω.

Wzór P = I² · R wyjaśnia, dlaczego przewody się nagrzewają: dwukrotnie większy prąd daje czterokrotnie większe straty ciepła w tym samym przewodzie.

Dobór rezystora do diody LED

Dioda czerwona ma spadek napięcia ok. 2 V i pracuje przy 10–20 mA. Przy zasilaniu 5 V i prądzie 15 mA:

R = (5 V − 2 V) / 0,015 A = 200 Ω

Wybieramy najbliższą wartość z szeregu w górę — 220 Ω. Moc wydzielana w rezystorze: P = 0,015² · 220 ≈ 0,05 W, więc wystarczy zwykły rezystor 0,25 W.

Prąd jednofazowy i trójfazowy

W obwodach prądu przemiennego z silnikami lub zasilaczami pojawia się współczynnik mocy cos φ. Wtedy:

jednofazowo: P = U · I · cos φ trójfazowo: P = √3 · U · I · cos φ (U = 400 V międzyfazowe)

Silnik 5,5 kW zasilany z sieci 400 V przy cos φ = 0,85 pobiera I = 5500 / (1,732 · 400 · 0,85) ≈ 9,3 A na fazę (bez uwzględnienia sprawności silnika).

Z mocy do kosztu energii

Energia to moc razy czas: E = P · t. Urządzenie 2000 W pracujące 30 minut zużywa 2 kW · 0,5 h = 1 kWh. Mnożąc przez cenę kilowatogodziny, otrzymujemy koszt — więcej w poradniku ile prądu zużywa urządzenie.

Bezpieczeństwo

Obliczenia pomagają zrozumieć instalację, ale nie zastępują pomiarów ani uprawnień. Prace przy instalacji 230/400 V może wykonywać tylko osoba z odpowiednimi kwalifikacjami, po odłączeniu zasilania.

Brakującą wielkość obliczysz w kalkulatorze prawa Ohma, a moc i prąd w obwodach 1- i 3-fazowych w kalkulatorze mocy elektrycznej.