قانون أوم

حل المتغير المجهول من الجهد أو التيار أو المقاومة

يصف قانون أوم العلاقة الأساسية بين الجهد والتيار والمقاومة في أي دائرة كهربائية: الجهد يساوي التيار مضروبًا في المقاومة. أدخل أي اثنين من الثلاثة، وستجد هذه الحاسبة الثالث، إلى جانب القدرة التي تستهلكها الدائرة.

هذه هي العلاقة الكهربائية العامة، وتختلف عن حاسبة انخفاض الجهد، التي تجيب على سؤال أكثر تحديدًا — كم من الجهد يُفقد على امتداد سلك، بالنظر إلى قياسه وطوله وماداته.

المعادلة

• الجهد: $V = I \times R$
• التيار: $I = V \div R$
• المقاومة: $R = V \div I$
• القدرة (تُحسب دائمًا): $P = V \times I$

مثل حاسبة الدائرة، لا يوجد لأي من هذه المتغيرات الثلاثة دور “إدخال” ثابت واحد — أي اثنين تعرفهما يحلان للثالث — لذا تُترك دون تلوين بدلاً من تخصيص لون ثابت واحد لن يلعب دورًا متسقًا عبر كل اتجاه.

مثال محلول

دائرة يمر بها تيار 2 أمبير عبر مقاومة 6 أوم:

1. الجهد: $2 \times 6 = 12$ فولت.
2. القدرة: $12 \times 2 = 24$ واط.

جميع أوضاع الحل الثلاثة متفقة: إدخال 12 فولت و6 أوم يجد 2 أمبير؛ وإدخال 12 فولت و2 أمبير يجد 6 أوم — كل اتجاه يعطي نفس الدائرة المتسقة.

العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها

• ينطبق قانون أوم بشكل صارم على المكونات “الأومية” — تلك التي تبقى مقاومتها ثابتة بغض النظر عن الجهد أو التيار. المقاومات البسيطة أومية، لكن العديد من المكونات الواقعية (الثنائيات، الترانزستورات، خيوط المصابيح المتوهجة أثناء تسخينها) لها مقاومة تتغير مع الظروف — يظل قانون أوم علاقة أساسية، لكنه تقريب وليس وصفًا دقيقًا لهذه المكونات غير الخطية.
• يمكن التعبير عن القدرة بثلاث طرق متكافئة بمجرد معرفة أي اثنين من الجهد والتيار والمقاومة. P = V×I هي الصيغة المباشرة، لكن تعويض قانون أوم يعطي صيغتين أخريين: P = I²R وP = V²/R — الثلاثة جميعها تصف نفس القدرة بالضبط، معبَّرًا عنها فقط باستخدام أي متغيرين معروفين في موقف معين.
• تُمثِّل هذه الحاسبة عنصرًا مقاومًا واحدًا بسيطًا — وليست دائرة كاملة بمكونات متعددة. غالبًا ما تجمع الدوائر الحقيقية مقاومات على التوالي أو التوازي، مما يغيّر المقاومة الإجمالية التي تقدمها الدائرة — راجع حاسبة المقاومات على التوالي/التوازي لهذه الرياضيات المحددة للدمج.
• تعتمد المقاومة نفسها على مادة الموصل وطوله ومساحة مقطعه العرضي. يمتلك السلك الأطول أو الأرفع مقاومة أكبر من سلك أقصر أو أسمك من نفس المادة — وهذه بالضبط هي العلاقة التي تُمثِّلها حاسبة انخفاض الجهد لسلك حقيقي، بناءً على نفس الفيزياء الأساسية لقانون أوم.

أخطاء شائعة

• الخلط بين القيمتين المعروفتين فعليًا. تحل هذه الحاسبة للكمية المفقودة أيًا كانت — إدخال قيمة مخمَّنة للحقل الثالث بدلاً من تركه ليُحل ينتج نتيجة غير منطقية، لأن الثلاثة جميعها مرتبطة بنفس المعادلة الثابتة.
• افتراض أن مقاومة مكون ما تبقى ثابتة بينما قد لا تكون كذلك. كما تذكر الأسئلة الشائعة أعلاه، قانون أوم دقيق للمكونات الأومية مثل المقاومات البسيطة لكنه تقريبي فقط للمكونات غير الخطية — يمكن أن تختلف القراءة الفعلية عن حساب مبني على قيمة مقاومة مذكورة.
• نسيان الوحدات عند دمج مواصفات المكونات من ورقة بيانات. يجب أن تكون المقاومة والتيار والجهد جميعها بوحدات أساسية متسقة (أوم، أمبير، فولت) قبل تطبيق الصيغة — قيمة معطاة بالميلي أمبير أو الكيلو أوم تحتاج إلى تحويل أولاً.
• تجاهل حدود تبديد القدرة. قانون أوم وحده لا يخبرك ما إذا كان بإمكان مكون ما التعامل بأمان مع القدرة التي يحسبها — تحقق دائمًا من تصنيف القدرة/التيار للمقاومة أو السلك بشكل منفصل قبل الاعتماد على دائرة حقيقية مبنية على هذه الأرقام.

معلومات مفيدة

• هل تجمع عدة مقاومات في دائرة واحدة؟ حاسبة المقاومات على التوالي والتوازي يمدد نفس هذه الرياضيات إلى التوليفات على التوالي والتوازي.
• هل تحتاج إلى تحديد القيمة المصنَّفة لمقاومة من ألوان أشرطتها؟ حاسبة كود ألوان المقاومة يفك تشفير ذلك بشكل منفصل عن العلاقة الكهربائية التي تحلها هذه الحاسبة.
• هل تتساءل عن تكلفة استهلاك القدرة لدائرة ما بمرور الوقت؟ حاسبة تكلفة الكهرباء يأخذ الواط الذي تحسبه هذه الحاسبة ويحوله إلى تقدير فاتورة شهرية.