Uttryck som spänning, ström, resistans, volt, ampere och ohm har du säkert hört när folk pratar elektronik. Vad är dessa, och hur hör de ihop? Jag ska försöka förklara lite enkelt och snabbt. Vi börjar med en fin bild på ett batteri som är kopplat till en resistor (eller ett motstånd, om man hellre vill kalla det det).
Se, så fint. Ett batteri som har en spänning på 1.5V är kopplat till en resistor på 15 Ohm. Då kan man räkna ut strömmen som går genom resistorn. Den blir 100mA. Vi ska strax reda ut hur jag kom fram till det, men jag misstänker att alla kanske inte vet vad ström (som betecknas I och mäts i ampere) och spänning (som betecknas U och mäts i volt) är för något och hur de samverkar, verkar och fungerar tillsammans.
Skåda denna fina bild (ja, jag suger på att rita):
Här har någon monterat monterat ett grovt rör från vattnet längst ned in i en pump. Grova rör går vidare från pumpen till ett smalt rör och sedan vidare ner i vattnet igen.
Jag tror de flesta känner till och förstår att en viss pump klarar att pumpa upp ett visst tryck. Just denna är ganska dålig och klarar bara 1.5kg/cm2. Det grova röret hindrar inte vattenflödet från pumpen, men däremot gör det smala röret det. Och det är ju inte så svårt att tänka sig att ju smalare röret är, ju svårare är det för vattnet att komma igenom, eller hur? Dessutom är det inte så svårt att tänka sig att om vi ökar trycket från pumpen till 3kg/cm2 så kommer det igenom ungefär dubbelt så mycket vatten genom samma rör.
Så, ökat tryck ger ökat vattenflöde genom den trånga rörbiten.
En smalare rörbit ger mer motstånd och minskar vattenflödet.
Sådär. Nu går vi tillbaka till batteriet och resistorn.
Båda dessa exempel fungerar ganska lika. Vi skulle kunna kalla spänningen i batteriet (1.5V) för “elektrontryck” (vattentryck) och den elektriska strömmen (100mA) för “elektronflöde” (vattenflöde). Det fungerar nämnligen ungefär likadant. Ökar vi spänningen (elektrontrycket) till 3V kommer strömmen (elektronflödet) genom resistorn (det smala röret) att öka till 200mA. Om vi istället ökar resistansen till 300 Ohm (smalare rör, mer motstånd) minskar vi strömmen (elektronflödet) till 50mA.
Batteriet fungerar alltså som en elektronpump som ger en viss spänning. Kablarna till resistorn fungerar som tjocka “elektronrör” som inte hindrar “elektronflödet” (strömmen) och resistorn fungerar som det smala röret som hindrade vattenflödet, här hindrar det elektronflödet istället.
Spänning mäts i volt, betecknas med U
Ström mäts i ampere, betecknas I
Resistans mäts i ohm, betecknas R
Så, hur hör dessa ihop? Det är faktiskt mycket enkelt, rent matematiskt. Ohms lag:
U = R * I
(R = U / I, I = U / R)
Så. Det är allt du behöver veta för att beräkna ström, spänning eller resistans om du vet två av dem.
Exempel: Du har en spänning på 5V över en resistor på 100 ohm och undrar hur mycket ström det går genom det. I = U / R -> I = 5 / 100 = 0,05A eller 50mA.
Just det, millivolt, microvolt osv känner du kanske till? 1V = 1000mV (millivolt), 1mV = 1000uV (microvolt). 1kV = 1000V. Detsamma gäller för ström (A, mA, uA) och resistans (MOhm (megaohm), kOhm(kiloohm), ohm, mohm. Det här kommer med tiden om du inte redan kan det.
Ett annat exempel:
Här ser vi ett annat exempel. Vi vill få en lysdiod att lysa lagom starkt. Först har vi kikat i databladet och sett att dioden vill ha 20mA igenom sig för att lysa bra. Vi såg även i databladet att lysdioden då har 1.8V över sig. (Vi kommer till dioder senare)
Så… Om det nu ska vara 1.8V över lysdioden, hur mycket blir då kvar till resistorn? 5 – 1.8 = 3.2V. Ok. Och vi vill att det ska gå 20mA genom den. Ok… Hur var det nu… R = U / I R = 3.2V / 0.02A = 160 ohm. Var det inte värre? Nä.
Som du ser ovan är matematiken lätt och knappast ett hinder för någon. Problemet är snarare att få in rätt tänk och få en uppfattning om vad som är rimligt och inte. Det kommer med erfarenhet!