Tilbake
4.2
Ohms lov og effekt

4.2 Ohms lov og effekt

Alle fag for VG2

Ohms lov, elektrisk effekt og energi i kretser.

35 min
6 oppgaver
Ohms lovEffektWattJoule
Du leser den tradisjonelle versjonen
Din fremgang i kapitlet
0 / 6 oppgaver

Ohms lov og effekt

I førre kapittel lærte du om dei grunnleggjande elektriske storleikane. No skal vi sjå på den viktigaste samanhengen mellom dei: Ohms lov. Denne lova er sjølve grunnfjellet i all krinsanalyse, og ho lèt oss rekne ut ukjende verdiar når vi kjenner to av dei tre storleikane spenning, straum og motstand.

Vi skal òg lære om elektrisk effekt – kor raskt elektrisk energi blir omdanna – og energi i krinsar. Desse omgrepa er heilt sentrale for å forstå alt frå straumrekninga heime til dimensjonering av elektroniske krinsar.

Ohms lov
Ohms lov skildrar samanhengen mellom spenning, straum og motstand i ein leiar:

U=R⋅IU = R \cdot I

der:
- UU = spenning (V)
- RR = motstand (Ω)
- II = straum (A)

Lova kan omformast til å finne alle tre storleikane:
- U=R⋅IU = R \cdot I (finn spenning)
- I=UR\displaystyle I = \frac{U}{R} (finn straum)
- R=UI\displaystyle R = \frac{U}{I} (finn motstand)

Lova er kalla opp etter den tyske fysikaren Georg Simon Ohm (1789–1854), som publiserte henne i 1827.

✏️Eksempel: Bruk av Ohms lov

Ein motstand på R=100R = 100 Ω er kopla til eit batteri med spenning U=9,0U = 9{,}0 V. Rekn ut straumen gjennom motstanden.

Vi bruker Ohms lov løyst for straum:

I=UR=9,0100=0,090 A=90 mAI = \frac{U}{R} = \frac{9{,}0}{100} = 0{,}090 \text{ A} = 90 \text{ mA}

Svar: Straumen gjennom motstanden er 90 mA (milliampere).

📝Oppgave 1

Kva seier Ohms lov?

✏️Eksempel: Finne ukjend motstand

Eit voltmeter viser U=12U = 12 V over ein komponent, og eit amperemeter viser at straumen er I=0,40I = 0{,}40 A. Kva er motstanden i komponenten?

Vi bruker Ohms lov løyst for motstand:

R=UI=120,40=30 ΩR = \frac{U}{I} = \frac{12}{0{,}40} = 30 \text{ Ω}

Svar: Motstanden i komponenten er 30 Ω.

📝Oppgave 2

Ei LED-lampe har ein motstand på R=150R = 150 Ω og trekkjer ein straum på I=20I = 20 mA. Rekn ut spenninga over LED-lampa.

Elektrisk effekt
Elektrisk effekt (PP) er farten energi blir omdanna med – altså energi per tidseining.

P=U⋅IP = U \cdot I

der:
- PP = effekt (watt, W)
- UU = spenning (V)
- II = straum (A)

1 watt = 1 joule per sekund (1 W = 1 J/s).

Ved å kombinere med Ohms lov kan vi utleie alternative formlar:

P=U⋅I=R⋅I2=U2RP = U \cdot I = R \cdot I^2 = \frac{U^2}{R}

Desse tre uttrykka for effekt er likeverdige og blir valde ut frå kva storleikar ein kjenner.

Effekt i praksis

Effekt fortel oss kor raskt energi blir brukt. Nokre typiske verdiar:

ApparatEffekt
Mobiltelefon-ladar5–20 W
LED-lyspære5–15 W
Berbar PC30–65 W
Glødelampe (gammal)40–100 W
Elektrisk omn1000–2000 W
Komfyrplate1500–2500 W

Eininga kilowatt (kW) blir brukt for større effektar: 1 kW=1000 W1 \text{ kW} = 1000 \text{ W}.
✏️Eksempel: Utrekning av effekt

Ein varmeomn er kopla til stikkontakten (U=230U = 230 V) og trekkjer ein straum på I=8,7I = 8{,}7 A. Rekn ut effekten til omnen.

Vi bruker effektformelen:

P=U⋅I=230⋅8,7=2001 W≈2,0 kWP = U \cdot I = 230 \cdot 8{,}7 = 2001 \text{ W} \approx 2{,}0 \text{ kW}

Svar: Varmeomnen har ein effekt på om lag 2,0 kW (2000 W). Dette er typisk for ein panelomn.

📝Oppgave 3

Ein komponent har motstand R=50R = 50 Ω, og straumen gjennom han er I=2,0I = 2{,}0 A. Kva er effekten?

Elektrisk energi
Elektrisk energi (WW) er den totale energimengda som blir omdanna over ein tidsperiode.

W=P⋅t=U⋅I⋅tW = P \cdot t = U \cdot I \cdot t

der:
- WW = energi (joule, J)
- PP = effekt (watt, W)
- tt = tid (sekund, s)

I kvardagen blir eininga kilowattime (kWh) brukt:

1 kWh=1000 W⋅3600 s=3,6⋅106 J=3,6 MJ1 \text{ kWh} = 1000 \text{ W} \cdot 3600 \text{ s} = 3{,}6 \cdot 10^6 \text{ J} = 3{,}6 \text{ MJ}

Det er kWh som blir brukt på straumrekninga. Prisen er typisk 0,5–2,0 kr per kWh i Noreg.

✏️Eksempel: Straumkostnad

Ein varmeomn med effekt P=2,0P = 2{,}0 kW står på i 8 timar. Straumprisen er 1,50 kr/kWh. Kva kostar det?

Først reknar vi ut energiforbruket:

W=P⋅t=2,0 kW⋅8 h=16 kWhW = P \cdot t = 2{,}0 \text{ kW} \cdot 8 \text{ h} = 16 \text{ kWh}

Deretter reknar vi ut kostnaden:

Kostnad=W⋅pris=16 kWh⋅1,50 kr/kWh=24 kr\text{Kostnad} = W \cdot \text{pris} = 16 \text{ kWh} \cdot 1{,}50 \text{ kr/kWh} = 24 \text{ kr}

Svar: Det kostar 24 kr å ha omnen på i 8 timar.

📝Oppgave 4

Ein PC-skjerm har effekt P=30P = 30 W og står på 10 timar per dag i 30 dagar. Straumprisen er 1,20 kr/kWh. a) Rekn ut det totale energiforbruket i kWh. b) Rekn ut straumkostnaden for ein månad.

Oppsummering – Ohms lov og effekt

Ohms lov:

U=R⋅II=URR=UIU = R \cdot I \qquad I = \frac{U}{R} \qquad R = \frac{U}{I}

Effektformlar:

P=U⋅I=R⋅I2=U2RP = U \cdot I = R \cdot I^2 = \frac{U^2}{R}

Energi:

W=P⋅t=U⋅I⋅tW = P \cdot t = U \cdot I \cdot t

StorleikSymbolEiningVanleg formel
SpenningUUVolt (V)U=R⋅IU = R \cdot I
StraumIIAmpere (A)I=U/RI = U / R
MotstandRROhm (Ω)R=U/IR = U / I
EffektPPWatt (W)P=U⋅IP = U \cdot I
EnergiWWJoule (J) / kWhW=P⋅tW = P \cdot t

Desse formlane er dei viktigaste verktøya i all krinsanalyse. Øv på å bruke dei til du kan dei utanåt!
📝Oppgave 5

Eit element i ein brødristar har motstand R=26,5R = 26{,}5 Ω og er kopla til stikkontakten (U=230U = 230 V). a) Rekn ut straumen gjennom elementet. b) Rekn ut effekten til brødristaren. c) Kor mykje energi (i kJ) bruker brødristaren dersom han er på i 3 minutt?

📝Oppgave 6

Ein husstand bruker gjennomsnittleg 5000 kWh elektrisk energi per år. a) Kva er gjennomsnittleg effektforbruk i watt? b) Kor mykje straum trekkjer husstanden gjennomsnittleg frå nettet (230 V)? c) Kva kostar straumen per år dersom prisen er 1,50 kr/kWh?

Dette kapitlet er skrevet av Anthropics toppmodeller (Claude Opus og Claude Fable) og er foreløpig ikke manuelt gjennomgått — kvalitetskontrollen gjøres av uavhengige KI-agenter, og innmeldte feil rettes fortløpende. Funnet en feil? Meld fra, så retter vi den. Les mer om hvordan innholdet lages.