Закон ома для полного участка цепи: Закон Ома для полной (замкнутой) цепи

Содержание

Закон Ома для полной (замкнутой) цепи

Закон Ома для полной цепи определяет значение тока в реальной цепи, который зависит не только от сопротивления нагрузки, но и от сопротивления самого источника тока. Другое название этого закона – закон Ома для замкнутой цепи. Рассмотрим смысл закона Ома для полной цепи более подробно.

Потребители электрического тока (например, электрические лампы) вместе с источником тока образуют замкнутую электрическую цепь. На рисунке 1 показана замкнутая электрическая цепь, состоящая из автомобильного аккумулятора и лампочки.

Рисунок 1. Замкнутая цепь, поясняющея закон Ома для полной цепи.

Ток, проходящий через лампочку, проходит также и через источник тока. Следовательно, проходя по цепи, ток кроме сопротивления проводника встретит еще и то сопротивление, которое ему будет оказывать сам источник тока (сопротивле­ние электролита между пластинами и сопротивление пограничных слоев электролита и пластин).

Следовательно, общее сопротивление замкнутой цепи будет складываться из сопротивления лампочки и сопротивления источника тока.

Сопротивление нагрузки, присоединенной к источнику тока, принято называть внешним сопротивлением, а со­противление самого источника тока — внутренним со­противлением. Внутреннее сопротивление обозначается буквой r.

Если по цепи, изображенной на рисунке 1, протекает ток I, то для поддержания этого тока во внешней цепи согласно за­кону Ома между ее концами должна существовать раз­ность потенциалов, равная I*R. Но этот же ток I протекает и по внутренней цепи. Следовательно, для поддержания тока во внутренней цепи, также необходимо существование разности потенциалов между концами сопротивления r. Эта разность потенциалов па закону Ома должна быть равна I*r.

Поэтому для поддержания тока в цепи электродвижущая сила (ЭДС) аккумулятора должна иметь величину:

E=I*r+I*R

Эта формула показывает, что электродвижущая сила в цепи равна сумме внешнего и внутреннего падений напряжения. Вынося I за скобки, получим:

E=I(r+R)

или

I=E/(r+R)

Две последние формулы выражают закона Ома для полной цепи.

Закон Ома для полной замкнутой цепи формулируется так: сила тока в замкнутой цепи прямо пропорциональ­на ЭДС в цепи и обратно пропорциональ­на общему сопротивлению цепи.

Под общим со­противлением подразумевается сумма внешнего и внутреннего сопротивлений.

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Похожие материалы:

Добавить комментарий

Закон Ома для полной цепи

Закон Ома для полной цепи – эмпирический (полученный из эксперимента) закон, который устанавливает связь между силой тока, электродвижущей силой (ЭДС) и внешним и внутренним сопротивлением в цепи.

При проведении реальных исследований электрических характеристик цепей с постоянным током необходимо учитывать сопротивление самого источника тока. Таким образом в физике осуществляется переход от идеального источника тока к реальному источнику тока, у которого есть свое сопротивление (см. рис. 1).

Рис. 1. Изображение идеального и реального источников тока

Рассмотрение источника тока с собственным сопротивлением обязывает использовать закон Ома для полной цепи.

Сформулируем закона Ома для полной цепи так (см. рис. 2): сила тока в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи, где под полным сопротивлением понимается сумма внешних и внутренних сопротивлений.

Рис. 2. Схема закона Ома для полной цепи.

Формула закона Ома для полной цепи

  • R – внешнее сопротивление [Ом];
  • r – сопротивление источника ЭДС (внутреннее) [Ом];
  • I – сила тока [А];
  • ε– ЭДС источника тока [В].

Рассмотрим некоторые задачи на данную тему. Задачи на закон Ома для полной цепи, как правило, дают ученикам 10 класса, чтобы они могли лучше усвоить указанную тему.

I. Определите силу тока в цепи с лампочкой, сопротивлением 2,4 Ом и источником тока, ЭДС которого равно 10 В, а внутреннее сопротивление 0,1 Ом.

По определению закона Ома для полной цепи, сила тока равна:

II. Определить внутреннее сопротивление источника тока с ЭДС 52 В. Если известно, что при подключении этого источника тока к цепи с сопротивлением 10 Ом амперметр показывает значение 5 А.

Запишем закон Ома для полной цепи и выразим из него внутреннее сопротивление:

III. Однажды школьник спросил у учителя по физике: «Почему батарейка садится?» Как грамотно ответить на данный вопрос?

Мы уже знаем, что реальный источник обладает собственным сопротивлением, которое обусловлено либо сопротивлением растворов электролитов для гальванических элементов и аккумуляторов, либо сопротивлением проводников для генераторов. Согласно закону Ома для полной цепи:

следовательно, ток в цепи может уменьшаться либо из-за уменьшения ЭДС, либо из-за повышения внутреннего сопротивления. Значение ЭДС у аккумулятора почти постоянный. Следовательно, ток в цепи понижается за счет повышения внутреннего сопротивления. Итак, «батарейка» садится, так как её внутреннее сопротивление увеличивается.

формулы и определения / Блог / Справочник :: Бингоскул

Немецкий физик Георг Симон Ом (1787—1854) открыл основной закон электрической цепи.

 

Закон Ома для участка цепи:

Определение: Cила тока I на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению U на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению R.

  1. I — сила тока (в системе СИ измеряется — Ампер)
    • Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
    • Формула: I=\frac{U}{R}
  2. U — напряжение (в системе СИ измеряется — Вольт)
    • Падение напряжения на участке проводника равно произведению силы тока в проводнике на сопротивление этого участка.
    • Формула: U=IR
  3. R — электрическое сопротивление (в системе СИ измеряется — Ом).
    • Электрическое сопротивление R это отношение напряжения на концах проводника к силе тока, текущего по проводнику.
    • Формула R=\frac{U}{I}

 

    Определение единицы сопротивления — Ом

    1 Ом представляет собой электрическое сопротивление участка проводника, по которому при напряжении 1 (Вольт) протекает ток 1 (Ампер).

     

    Закон Ома для полной цепи

    Определение: Сила тока в цепи пропорциональна действующей в цепи ЭДС и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника

     

    Формула I=\frac{\varepsilon}{R+r}

    • \varepsilon — ЭДС источника напряжения, В;
    • I — сила тока в цепи, А;
    • R — сопротивление всех внешних элементов цепи, Ом;
    • r — внутреннее сопротивление источника напряжения, Ом.

     

    Как запомнить формулы закона Ома

    Треугольник Ома поможет запомнить закон. Нужно закрыть искомую величину, и два других символа дадут формулу для её вычисления.

    .

     

    • U — электрическое напряжение;
    • I — сила тока;
    • P — электрическая мощность;
    • R — электрическое сопротивление

     

    Смотри также:

     

    Для закрепления своих знаний решай задания и варианты ЕГЭ по физике с ответами и пояснениями.

    Урок 31. закон ома для полной цепи – Физика – 10 класс

    Физика, 10 класс

    Урок 31. Закон Ома для полной цепи

    Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

    1) закон Ома для полной цепи;

    2) связь ЭДС с внутренним сопротивлением;

    3) короткое замыкание;

    4) различие между ЭДС, напряжением и разностью потенциалов.

    Глоссарий по теме

    Электрическая цепь – набор устройств, которые соединены проводниками, предназначенный для протекания тока.

    Электродвижущая сила – это отношение работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру к абсолютной величине этого заряда.

    Закон Ома для полной цепи: сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению:

    Основная и дополнительная литература по теме урока:

    1. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Сотский Н.Н. Физика. 10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. С. 348 – 354.

    2.Рымкевич А. П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. – М.: Дрофа, 2009. С. 106-108.

    Теоретический материал для самостоятельного изучения

    Любые силы, которые действуют на электрически заряженные частицы, кроме сил электростатического происхождения (т.е. кулоновских), называют

    сторонними силами. Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы внутри всех источников тока.

    Действие сторонних сил характеризуется важной физической величиной электродвижущей силой (ЭДС). Электродвижущая сила в замкнутом контуре – отношение работы сторонних сил при перемещении заряда вдоль контура к заряду.

    В источнике тока из-за действием сторонних сил происходит разделение зарядов. Так как они движутся, они взаимодействуют с ионами кристаллов и электролитов и отдают им часть своей энергии. Это приводит к уменьшению силы тока, таким образом, источник тока обладает сопротивлением, которое называют внутренним r.

    Закон Ома для замкнутой цепи связывает силу тока в цепи, ЭДС и полное сопротивление цепи:

    Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению

    Короткое замыкание

    При коротком замыкании, когда внешнее сопротивление стремится к нулю , сила тока в цепи определяется именно внутренним сопротивлением и может оказаться очень большой . И тогда провода могут расплавиться, что может привести к опасным последствиям.

    Примеры и разбор решения заданий:

    1. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго:

    ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

    ФОРМУЛЫ

    Электродвижущая сила

    Сила тока

    Сопротивление

    Разность потенциалов

    Решение.

    Электродвижущая сила гальванического элемента есть величина, численно равная работе сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому.

    Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории перемещения зарядов.

    ЭДС определяется по формуле:

    Сила тока определяется по формуле:

    Сопротивление определяется по формуле:

    Разность потенциалов определяется по формуле:

    Правильный ответ:

    ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

    ФОРМУЛЫ

    Электродвижущая сила

    Сила тока

    Сопротивление

    Разность потенциалов

    2. ЭДС батарейки карманного фонарика – 3,7 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом.

    Батарейка замкнута на сопротивление 11,7 Ом. Каково напряжение на зажимах батарейки?

    Решение:

    Напряжение рассчитывается по формуле:

    Чтобы найти силу тока применим закон Ома для полной цепи:

    Делаем расчёт:

    Ответ: U = 3,28 В.

    Закон Ома

    В 1826 величайший немецкий физик Георг Симон Ом публикует свою работу «Определение закона, по которому металлы проводят контактное электричество», где дает формулировку знаменитому закону. Ученые того времени встретили враждебно публикации великого физика. И лишь после того, как другой ученый – Клод Пулье, пришел к тем же выводам опытным путем, закон Ома признали во всем мире.

    Закон Ома – физическая закономерность, которая определяет взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением проводника. Он имеет две основные формы.

    Закон Ома для участка цепи

    Формулировка 

    закона Ома для участка цепи – сила тока прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению.

    Это простое выражение помогает на практике решать широчайший круг вопросов. Для лучшего запоминания решим задачу.

      Задача 1.1

    Рассчитать силу тока, проходящую по медному проводу длиной 100 м, площадью поперечного сечения 0,5 мм2, если к концам провода приложено напряжение 12 B.

    Задача простая, заключается в нахождении сопротивления медной проволоки с последующим расчетом силы тока по формуле закона Ома для участка цепи. Приступим.

    Закон Ома для полной цепи


    Формулировка закона Ома для полной цепи – сила тока прямо пропорциональна сумме ЭДС цепи, и обратно пропорциональна сумме сопротивлений источника и цепи , где E – ЭДС, R- сопротивление цепи, r – внутреннее сопротивление источника.

    Здесь могут возникнуть вопросы. Например, что такое ЭДС? Электродвижущая сила – это физическая величина, которая характеризует работу внешних сил в источнике ЭДС. К примеру, в обычной пальчиковой батарейке, ЭДС является химическая реакция, которая заставляет перемещаться заряды от одного полюса к другому. Само слово электродвижущая говорит о том, что эта сила двигает электричество, то есть заряд.

    В каждом источнике присутствует внутреннее сопротивление r, оно зависит от параметров самого источника. В цепи также существует сопротивление R, оно зависит от параметров самой цепи.

    Формулу закона Ома для полной цепи можно представить в другом виде. А именно: ЭДС источника цепи равна сумме падений напряжения на источнике и на внешней цепи.

    Для закрепления материала, решим две задачи на формулу закона Ома для полной цепи.

      Задача 2.1

    Найти силу тока в цепи, если известно что сопротивление цепи 11 Ом, а источник подключенный к ней имеет ЭДС 12 В и внутреннее сопротивление 1 Ом.

     

    Теперь решим задачу посложнее.

      Задача 2.2

    Источник ЭДС подключен к резистору сопротивлением 10 Ом с помощью медного провода длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2. Найти силу тока, зная что ЭДС источника равно 12 В, а внутреннее сопротивление 1,9825 Ом.

    Приступим.

    Мнемоническая диаграмма

    Для лучшего запоминания закона Ома существует мнемоническая диаграмма, благодаря которой можно всегда напомнить себе формулу. Пользоваться этой диаграммой очень просто. Достаточно закрыть искомую величину и две другие укажут, как её найти. Потренируйтесь, это может вам пригодится.

    Успехов в изучении электричества! Рекомендуем прочесть статью – законы Кирхгофа.

  1. Просмотров: 20401

    2. Закон Ома для полной цепи

    Если закон Ома для участка цепи знают почти все, то  закон Ома для полной цепи вызывает затруднения у школьников и студентов. Оказывается, все до боли просто!

    Идеальный источник ЭДС

    Имеем источник ЭДС

    Давайте вспомним, что такое ЭДС. ЭДС – это что-то такое, что создает электрический ток. Если к такому источнику напряжения подцепить любую нагрузку (хоть миллиард галогенных ламп, включенных параллельно), то он все равно будет выдавать такое же напряжение, какое-бы он выдавал, если бы мы вообще не цепляли никакую нагрузку.

    Или проще:

    Короче говоря, какая бы сила тока не проходила через цепь резистора, напряжение на концах источника ЭДС будет всегда одно и тоже. Такой источник ЭДС называют идеальным источником ЭДС.

    Но как вы знаете, в нашем мире нет ничего идеального. То есть если бы в нашем аккумуляторе был идеальный источник ЭДС, тогда бы напряжение на клеммах аккумулятора никогда бы не проседало. Но оно проседает и тем больше, чем больше силы тока потребляет нагрузка. Что-то здесь не так. Но почему так происходит?

    Внутреннее сопротивление источника ЭДС

    Дело все в том, что в аккумуляторе “спрятано” сопротивление, которое условно говоря, цепляется последовательно с источником ЭДС аккумулятора. Называется оно внутренним сопротивлением или выходным сопротивлением. Обозначается маленькой буковкой “r “.

    Выглядит все это в аккумуляторе примерно вот так:

    Цепляем лампочку

    Итак, что у нас получается в чистом виде?

    Лампочка – это нагрузка, которая обладает сопротивлением. Значит, еще больше упрощаем схему и получаем:

    Имеем идеальный источник ЭДС, внутреннее сопротивление r и сопротивление нагрузки R. Вспоминаем статью  делитель напряжения. Там говорится, что напряжение источника ЭДС равняется сумме падений напряжения на каждом сопротивлении.

    На резисторе R падает напряжение UR , а на внутреннем резисторе r падает напряжение Ur .

    Теперь вспоминаем статью делитель тока. Сила тока, протекающая  через последовательно соединенные сопротивления везде одинакова.

    Вспоминаем алгебру за 5-ый класс и записываем все то, о чем мы с вами сейчас говорили. Из закона Ома для участка цепи получаем, что

    Далее

    Закон Ома для полной цепи

    Итак, последнее выражение носит название “закон Ома для полной цепи”

    где

    Е – ЭДС источника питания, В

    R – сопротивление всех внешних элементов в цепи, Ом

    I – сила ток в цепи, А

    r – внутреннее сопротивление источника питания, Ом

    Просадка напряжения

    Итак, знакомьтесь, автомобильный аккумулятор!

    Для дальнейшего его использования, припаяем к нему два провода: красный на плюс, черный на минус

    Наш подопечный готов к бою.

    Теперь берем автомобильную лампочку-галогенку и тоже припаяем к ней два проводка с крокодилами. Я припаялся к клеммам на “ближний” свет.

    Первым делом давайте замеряем напряжение на клеммах аккумулятора

    12,09 вольт. Вполне нормально, так как наш аккумулятор выдает именно 12 вольт. Забегу чуток вперед и скажу, что сейчас мы замерили именно ЭДС.

    Подключаем  галогенную лампу к аккумулятору и снова замеряем напряжение:

    Видели да? Напряжение на клеммах аккумулятора просело до 11,79 Вольт!

    А давайте замеряем, сколько потребляет тока наша лампа в Амперах. Для этого составляем вот такую схемку:

    Желтый мультиметр у нас будет замерять напряжение, а красный мультиметр – силу тока. Как замерять с помощью мультиметра силу тока и напряжение, можно прочитать в этой статье.

    [quads id=1]

    Смотрим на показания приборов:

    Как мы видим, наша лампа потребляет 4,35 Ампер. Напряжение просело до 11,79 Вольт.

    Давайте вместо галогенной лампы поставим простую лампочку накаливания на 12 Вольт от мотоцикла

    Смотрим показания:

    Лампочка потребляет силу тока в 0,69 Ампер. Напряжение просело до 12 Вольт ровно.

    Какие выводы можно сделать? Чем больше нагрузка потребляет силу тока, тем больше просаживается напряжение на аккумуляторе.

    Как найти внутреннее сопротивление источника ЭДС

    Давайте снова вернемся к этой фотографии

    Так как у нас в этом случае цепь разомкнута (нет внешней нагрузки), следовательно сила тока в цепи I равняется нулю. Значит, и падение напряжение на внутреннем резисторе Ur тоже будет равняться нулю. В итоге, у нас остается только источник ЭДС, у которого мы и замеряем напряжение. В нашем случае ЭДС=12,09 Вольт.

    Как только мы подсоединили нагрузку, то у нас сразу же упало напряжение на внутреннем сопротивлении и на нагрузке, в данном случае на лампочке:

    Сейчас на нагрузке (на галогенке) у нас упало напряжение UR=11,79 Вольт, следовательно, на внутреннем сопротивлении падение напряжения составило Ur=E-UR=12,09-11,79=0,3 Вольта. Сила тока в цепи равняется I=4,35 Ампер. Как я уже сказал, ЭДС у нас равняется E=12,09 Вольт. Следовательно, из закона Ома для полной цепи высчитываем, чему у нас будет равняться внутреннее сопротивление r

    Вывод

    Внутреннее сопротивление бывает не только у различных химических источников напряжения. Внутренним сопротивлением также обладают и различные измерительные приборы. Это в основном вольтметры и осциллографы.

    Дело все в том, что если подключить нагрузку R, сопротивление у которой будет меньше или даже равно r, то у нас очень сильно просядет напряжение. Это можно увидеть, если замкнуть клеммы аккумулятора толстым медным проводом и замерять в это время напряжение на клеммах. Но я не рекомендую этого делать ни в коем случае! Поэтому, чем высокоомнее нагрузка (ну то есть чем выше сопротивление нагрузки R ), тем меньшее влияние оказывает эта нагрузка на источник электрической энергии.

    Вольтметр и осциллограф при замере напряжения тоже чуть-чуть просаживают напряжение замеряемого источника напряжения, потому как являются нагрузкой с большим сопротивлением. Именно поэтому самый точный вольтметр и осциллограф имеют ну очень большое сопротивление между своими щупами.

    Закон Ома для участка цепи, формула, определение

    Закон Ома для участка цепи, безусловно, можно описать известной из школьного курса физики формулой: I=U/R, но некоторые изменения и уточнения внести, думаю, стоит.

    Возьмем замкнутую электрическую цепь (рисунок 1) и рассмотрим ее участок между точками 1-2. Для простоты я взял участок электрической цепи, не содержащий источников ЭДС (Е).

    Итак, закон Ома для рассматриваемого участка цепи имеет вид:

    φ1-φ2=I*R, где

    • I – ток, протекающий по участку цепи.
    • R – сопротивление этого участка.
    • φ1-φ2 – разность потенциалов между точками 1-2.

    Если учесть, что разность потенциалов это напряжение, то приходим к производной формулы закона Ома, которая приведена в начале страницы: U=I*R

    Это формула закона Ома для пассивного участка цепи (не содержащего источников электроэнергии).

    В неразветвленной электрической цепи (рис.2) сила тока во всех участках одинакова, а напряжение на любом участке определяется его сопротивлением:

    • U1=I*R1
    • U2=I*R2
    • Un=I*Rn
    • U=I*(R1+R2+. ..+Rn

    Отсюда можно получить формулы, которые пригодятся при практических вычислениях. Например:

    U=U1+U2+…+Un или U1/U2/…/Un=R1/R2/…/Rn

    Расчет сложных (разветвленных) цепей осуществляется с помощью законов Кирхгофа.

    ПРАВИЛО ЗНАКОВ ДЛЯ ЭДС

    Перед тем как рассмотреть закон Ома для полной (замкнутой) цепи приведу правило знаков для ЭДС, которое гласит:

    Если внутри источника ЭДС ток идет от катода (-) к аноду (+) (направление напряженности поля сторонних сил совпадает с направлением тока в цепи, то ЭДС такого источника считается положительной (рис.3.1). В противном случае – ЭДС считается отрицательной (рис.3.2).

    Практическим применением этого правила является возможность приведения нескольких источников ЭДС в цепи к одному с величиной E=E1+E2+…+En, естественно, с учетом знаков, определяемых по вышеприведенному правилу. Например (рис. 3.3) E=E1+E2-E3.

    При отсутствии встречно включенного источника E3 (на практике так почти никогда не бывает) имеем широко распространенное последовательное включение элементов питания, при котором их напряжения суммируются.

    ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ ЦЕПИ

    Закон Ома для полной цепи – его еще можно назвать закон ома для замкнутой цепи, имеет вид I=E/(R+r).

    Приведенная формула закона Ома содержит обозначение r, которое еще не упоминалось. Это внутреннее сопротивление источника ЭДС.

    Оно достаточно мало, в большинстве случаев при практических расчетах им можно пренебречь (при условии, что R>>r – сопротивление цепи много больше внутреннего сопротивления источника). Однако, когда они соизмеримы, пренебрегать величиной r нельзя.

    Как вариант можно рассмотреть случай, при котором R=0 (короткое замыкание). Тогда приведенная формула закона Ома для полной цепи примет вид: I=E/r, то есть величина внутреннего сопротивления будет определять ток короткого замыкания. Такая ситуация вполне может быть реальной.

    Закон Ома рассмотрен здесь достоточно бегло, но приведенных формул достаточно для проведения большинства расчетов, примеры которых, по мере размещения других материалов я буду приводить.

    © 2012-2020 г. Все права защищены.

    Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов


    Закон Ома и соотношение V-I-R

    В физике есть определенные формулы, которые настолько мощны и распространены, что достигают уровня общеизвестных знаний. Студент, изучающий физику, записывал такие формулы столько раз, что запоминал их, даже не пытаясь. Безусловно, для профессионалов в этой области такие формулы настолько важны, что остаются в их сознании. В области современной физики E = m • c 2 . В области ньютоновской механики F net = m • a.В области волновой механики v = f • λ. А в области текущего электричества ΔV = I • R.

    Преобладающим уравнением, которое пронизывает изучение электрических цепей, является уравнение

    ΔV = I • R

    Другими словами, разность электрических потенциалов между двумя точками в цепи ( ΔV ) эквивалентна произведению тока между этими двумя точками ( I ) и общего сопротивления всех электрических устройств, присутствующих между этими двумя точками ( R ).В остальной части этого раздела Физического класса это уравнение станет самым распространенным уравнением, которое мы видим. Это уравнение, часто называемое уравнением закона Ома , является мощным предсказателем взаимосвязи между разностью потенциалов, током и сопротивлением.

    Закон Ома как предсказатель тока

    Уравнение закона Ома можно переформулировать и выразить как

    В качестве уравнения это служит алгебраическим рецептом для вычисления тока, если известны разность электрических потенциалов и сопротивление. Тем не менее, хотя это уравнение служит мощным рецептом решения проблем, это гораздо больше. Это уравнение указывает две переменные, которые могут повлиять на величину тока в цепи. Ток в цепи прямо пропорционален разности электрических потенциалов, приложенной к ее концам, и обратно пропорционален общему сопротивлению внешней цепи. Чем больше напряжение аккумулятора (то есть разность электрических потенциалов), тем больше ток. И чем больше сопротивление, тем меньше ток.Заряд идет с наибольшей скоростью, когда напряжение батареи увеличивается, а сопротивление уменьшается. Фактически, двукратное увеличение напряжения батареи привело бы к двукратному увеличению тока (если все остальные факторы остаются равными). А увеличение сопротивления нагрузки в два раза приведет к уменьшению тока в два раза до половины его первоначального значения.

    Приведенная ниже таблица иллюстрирует это соотношение как качественно, так и количественно для нескольких цепей с различными напряжениями и сопротивлением батарей.


    Строки 1, 2 и 3 показывают, что удвоение и утроение напряжения батареи приводит к удвоению и утроению тока в цепи. Сравнение строк 1 и 4 или строк 2 и 5 показывает, что удвоение общего сопротивления служит для уменьшения вдвое тока в цепи.

    Поскольку на ток в цепи влияет сопротивление, в цепях электроприборов часто используются резисторы, чтобы влиять на величину тока, присутствующего в ее различных компонентах.Увеличивая или уменьшая величину сопротивления в конкретной ветви схемы, производитель может увеличивать или уменьшать величину тока в этой ветви . Кухонные приборы, такие как электрические миксеры и переключатели света, работают, изменяя ток в нагрузке, увеличивая или уменьшая сопротивление цепи. Нажатие различных кнопок на электрическом микшере может изменить режим с микширования на взбивание, уменьшив сопротивление и позволив большему току присутствовать в миксере.Точно так же поворот ручки регулятора яркости может увеличить сопротивление его встроенного резистора и, таким образом, уменьшить ток.

    На схеме ниже изображена пара цепей, содержащих источник напряжения (аккумуляторная батарея), резистор (лампочка) и амперметр (для измерения тока). В какой цепи у лампочки наибольшее сопротивление? Нажмите кнопку «Посмотреть ответ», чтобы убедиться, что вы правы.


    Уравнение закона Ома часто исследуется в физических лабораториях с использованием резистора, аккумуляторной батареи, амперметра и вольтметра.Амперметр – это устройство, используемое для измерения силы тока в заданном месте. Вольтметр – это устройство, оснащенное датчиками, которых можно прикоснуться к двум точкам цепи, чтобы определить разность электрических потенциалов в этих местах. Изменяя количество ячеек в аккумуляторной батарее, можно изменять разность электрических потенциалов во внешней цепи. Вольтметр может использоваться для определения этой разности потенциалов, а амперметр может использоваться для определения тока, связанного с этим ΔV.К батарейному блоку можно добавить батарею, и процесс можно повторить несколько раз, чтобы получить набор данных I-ΔV. График зависимости I от ΔV даст линию с крутизной, эквивалентной обратной величине сопротивления резистора. Это значение можно сравнить с заявленным производителем значением, чтобы определить точность лабораторных данных и справедливость уравнения закона Ома.

    Величины, символы, уравнения и единицы!

    Тенденция уделять внимание единицам – неотъемлемая черта любого хорошего студента-физика.Многие трудности, связанные с решением проблем, могут быть связаны с тем, что не уделили внимание подразделениям. Поскольку все больше и больше электрических величин и их соответствующие метрические единицы вводятся в этом разделе учебного пособия «Физический класс», становится все более важным организовать информацию в своей голове. В таблице ниже перечислены некоторые из введенных на данный момент количеств. Для каждой величины также указаны символ, уравнение и соответствующие метрические единицы.Было бы разумно часто обращаться к этому списку или даже делать свою копию и добавлять к ней по мере развития модуля. Некоторые студенты считают полезным составить пятый столбец, в котором приводится определение каждой величины.

    Кол-во Символ Уравнение (я) Стандартная метрическая единица Другие единицы
    Разность потенциалов

    (г.к.а. напряжение)

    		 ΔV ΔV = ΔPE / Q

    ΔV = I • R

    		 Вольт (В) J / C
    Текущий я I = Q / т

    I = ΔV / R

    		 Амперы (А) Усилитель или Кл / с

    или В / Ом

    Мощность п P = ΔPE / т

    (еще впереди)

    		 Ватт (Вт) Дж / с
    Сопротивление р R = ρ • L / A

    R = ΔV / I

    		 Ом (Ом) В / А
    Энергия E или ΔPE ΔPE = ΔV • Q

    ΔPE = P • t

    		 Джоуль (Дж) V • C или

    Вт • с

    (Обратите внимание, что символ C представляет собой кулоны. )

    В следующем разделе Урока 3 мы еще раз рассмотрим количественную мощность. Новое уравнение мощности будет введено путем объединения двух (или более) уравнений в приведенной выше таблице.

    Мы хотели бы предложить … Зачем просто читать об этом и когда можно с этим взаимодействовать? Взаимодействие – это именно то, что вы делаете, когда используете одну из интерактивных функций The Physics Classroom.Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного средства построения цепей постоянного тока. Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Построитель цепей постоянного тока предоставляет учащемуся набор для построения виртуальных цепей. Легко перетащите источник напряжения, резисторы и провода на рабочее место. Соедините их, и у вас будет схема. Добавьте амперметр для измерения тока и используйте датчики напряжения для определения падения напряжения. Это так просто. И не нужно беспокоиться о поражении электрическим током (если, конечно, вы не читаете это в ванной).


    Проверьте свое понимание

    1. Что из перечисленного ниже приведет к уменьшению тока в электрической цепи? Выберите все, что подходит.

    а. уменьшить напряжение

    г. уменьшить сопротивление

    г. увеличить напряжение

    г.увеличить сопротивление

    2. Определенная электрическая цепь содержит батарею из трех элементов, провода и лампочку. Что из перечисленного может привести к тому, что лампа будет светить менее ярко? Выберите все, что подходит.

    а. увеличить напряжение АКБ (добавить еще одну ячейку)

    г. уменьшить напряжение аккумулятора (удалить элемент)

    г.уменьшить сопротивление цепи

    г. увеличить сопротивление цепи

    3. Вероятно, вас предупредили, чтобы вы не прикасались к электроприборам или даже к электрическим розеткам, когда ваши руки мокрые. Такой контакт более опасен, когда ваши руки мокрые (а не сухие), потому что мокрые руки вызывают ____.

    а.напряжение цепи должно быть выше

    г. напряжение в цепи должно быть ниже

    г. ваше сопротивление будет выше

    г. ваше сопротивление должно быть ниже

    e. ток через тебя будет ниже

    4. Если бы сопротивление цепи было утроено, то ток в цепи был бы ____.

    а. треть от

    г. втрое больше

    г. без изменений

    г. … бред какой то! Сделать такой прогноз невозможно.

    5. Если напряжение в цепи увеличить в четыре раза, то ток в цепи будет ____.

    а.четверть от

    г. в четыре раза больше

    г. без изменений

    г. … бред какой то! Сделать такой прогноз невозможно.

    6. В схему подключены блок питания, резистор и амперметр (для измерения тока). Амперметр показывает значение тока 24 мА (миллиампер). Определите новый ток, если напряжение источника питания было…

    а. … увеличилось в 2 раза, а сопротивление осталось постоянным.

    г. … увеличился в 3 раза, а сопротивление осталось постоянным.

    г. … уменьшилось в 2 раза, а сопротивление осталось постоянным.

    г. … оставалось постоянным, а сопротивление увеличивалось в 2 раза.

    e. … оставалось постоянным, а сопротивление увеличивалось в 4 раза.

    ф…. оставалось постоянным, а сопротивление уменьшалось в 2 раза.

    г. … увеличилось в 2 раза, а сопротивление увеличилось в 2 раза.

    ч. … увеличилось в 3 раза, а сопротивление уменьшилось в 2 раза.

    и. … уменьшилось в 2 раза, а сопротивление увеличилось в 2 раза.

    7.Используйте уравнение закона Ома, чтобы дать числовые ответы на следующие вопросы:

    а. Электрическое устройство с сопротивлением 3,0 Ом позволит протекать через него току 4,0 А, если на устройстве наблюдается падение напряжения ________ Вольт.

    г. Когда на электрический нагреватель подается напряжение 120 В, через нагреватель будет протекать ток 10,0 А, если сопротивление составляет ________ Ом.

    г. Фонарик с питанием от 3 вольт и лампочкой с сопротивлением 60 Ом будет иметь ток ________ ампер.

    8. Используйте уравнение закона Ома для определения недостающих значений в следующих схемах.

    9. См. Вопрос 8 выше. В схемах схем A и B какой метод использовался для контроля тока в схемах? А в схемах схем C и D какой метод использовался для контроля тока в схемах?

    Закон Ома

    : сопротивление и простые цепи

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Объясните происхождение закона Ома.
    • Рассчитайте напряжения, токи или сопротивления по закону Ома.
    • Объясните, что такое омический материал.
    • Опишите простую схему.

    Что движет током? Мы можем думать о различных устройствах, таких как батареи, генераторы, розетки и т. Д., Которые необходимы для поддержания тока. Все такие устройства создают разность потенциалов и условно называются источниками напряжения. Когда источник напряжения подключен к проводнику, он прикладывает разность потенциалов В, , которая создает электрическое поле.Электрическое поле, в свою очередь, воздействует на заряды, вызывая ток.

    Ток, протекающий через большинство веществ, прямо пропорционален приложенному к нему напряжению В . Немецкий физик Георг Симон Ом (1787–1854) первым экспериментально продемонстрировал, что ток в металлической проволоке прямо пропорционален приложенному напряжению :

    .

    [латекс] I \ propto {V} \\ [/ латекс].

    Это важное соотношение известно как закон Ома .Его можно рассматривать как причинно-следственную связь, в которой напряжение является причиной, а ток – следствием. Это эмпирический закон, подобный закону трения – явление, наблюдаемое экспериментально. Такая линейная зависимость возникает не всегда.

    Сопротивление и простые схемы

    Если напряжение управляет током, что ему мешает? Электрическое свойство, препятствующее току (примерно такое же, как трение и сопротивление воздуха), называется сопротивлением R .Столкновения движущихся зарядов с атомами и молекулами вещества передают энергию веществу и ограничивают ток. Сопротивление обратно пропорционально току, или

    .

    [латекс] I \ propto \ frac {1} {R} \\ [/ latex].

    Таким образом, например, ток уменьшается вдвое, если сопротивление увеличивается вдвое. Комбинируя отношения тока к напряжению и тока к сопротивлению, получаем

    [латекс] I = \ frac {V} {R} \\ [/ латекс].

    Это соотношение также называется законом Ома.Закон Ома в такой форме действительно определяет сопротивление определенных материалов. Закон Ома (как и закон Гука) не универсален. Многие вещества, для которых действует закон Ома, называются омическими . К ним относятся хорошие проводники, такие как медь и алюминий, и некоторые плохие проводники при определенных обстоятельствах. Омические материалы имеют сопротивление R , которое не зависит от напряжения В и тока I . Объект с простым сопротивлением называется резистором , даже если его сопротивление невелико.Единицей измерения сопротивления является Ом и обозначается символом Ω (заглавная греческая омега). Перестановка I = V / R дает R = V / I , и поэтому единицы сопротивления равны 1 Ом = 1 вольт на ампер:

    [латекс] 1 \ Omega = 1 \ frac {V} {A} \\ [/ latex].

    На рисунке 1 показана схема простой схемы. Простая схема имеет один источник напряжения и один резистор. Можно предположить, что провода, соединяющие источник напряжения с резистором, имеют незначительное сопротивление, или их сопротивление можно включить в R .

    Рис. 1. Простая электрическая цепь, в которой замкнутый путь прохождения тока обеспечивается проводниками (обычно металлическими), соединяющими нагрузку с выводами батареи, представленной красными параллельными линиями. Зигзагообразный символ представляет собой единственный резистор и включает любое сопротивление в соединениях с источником напряжения.

    Пример 1. Расчет сопротивления: автомобильная фара

    Какое сопротивление проходит у автомобильной фары? 2.50 А течет при подаче на него 12,0 В?

    Стратегия

    Мы можем изменить закон Ома как указано I = V / R и использовать его, чтобы найти сопротивление.

    Раствор

    Перестановка I = V / R и замена известных значений дает

    [латекс] R = \ frac {V} {I} = \ frac {\ text {12} \ text {.} \ Text {0 V}} {2 \ text {.} \ Text {50 A}} = \ text {4} \ text {.} \ text {80 \ Omega} \\ [/ latex].

    Обсуждение

    Это относительно небольшое сопротивление, но оно больше, чем хладостойкость фары.Как мы увидим в разделе «Сопротивление и удельное сопротивление», сопротивление обычно увеличивается с повышением температуры, поэтому лампа имеет меньшее сопротивление при первом включении и потребляет значительно больший ток во время короткого периода прогрева.

    Сопротивление может быть разным. Некоторые керамические изоляторы, например те, которые используются для поддержки линий электропередач, имеют сопротивление 10 12 Ом или более. Сопротивление сухого человека может составлять 10 5 Ом, тогда как сопротивление человеческого сердца составляет примерно 10 3 Ом.Кусок медного провода большого диаметра длиной в метр может иметь сопротивление 10 −5 Ом, а сверхпроводники вообще не имеют сопротивления (они неомичны). Сопротивление связано с формой объекта и материалом, из которого он состоит, как будет показано в разделах «Сопротивление и удельное сопротивление». Дополнительное понимание можно получить, решив I = V / R для V , что дает

    В = ИК

    Это выражение для В можно интерпретировать как падение напряжения на резисторе, возникающее при протекании тока I .Для этого напряжения часто используется фраза IR drop . Например, фара в Пример 1 выше имеет падение IR на 12,0 В. Если напряжение измеряется в различных точках цепи, будет видно, что оно увеличивается на источнике напряжения и уменьшается на резисторе. Напряжение аналогично давлению жидкости. Источник напряжения подобен насосу, создающему перепад давления, вызывающему ток – поток заряда. Резистор похож на трубу, которая снижает давление и ограничивает поток из-за своего сопротивления.Здесь сохранение энергии имеет важные последствия. Источник напряжения подает энергию (вызывая электрическое поле и ток), а резистор преобразует ее в другую форму (например, тепловую энергию). В простой схеме (с одним простым резистором) напряжение, подаваемое источником, равно падению напряжения на резисторе, так как PE = q Δ V , и то же самое q протекает через каждую. Таким образом, энергия, подаваемая источником напряжения, и энергия, преобразуемая резистором, равны.(См. Рисунок 2.)

    Рис. 2. Падение напряжения на резисторе в простой цепи равно выходному напряжению батареи.

    Подключение: сохранение энергии

    В простой электрической цепи единственный резистор преобразует энергию, поступающую от источника, в другую форму. Здесь о сохранении энергии свидетельствует тот факт, что вся энергия, подаваемая источником, преобразуется в другую форму только с помощью резистора. Мы обнаружим, что сохранение энергии имеет другие важные применения в схемах и является мощным инструментом анализа схем.

    Исследования PhET: закон Ома

    Посмотрите, как уравнение закона Ома соотносится с простой схемой. Отрегулируйте напряжение и сопротивление и посмотрите, как изменяется ток по закону Ома. Размеры символов в уравнении изменяются в соответствии с принципиальной схемой.

    Щелкните, чтобы запустить моделирование.

    Сводка раздела

    • Простая схема – это схема , в которой есть один источник напряжения и одно сопротивление.
    • Одно из утверждений закона Ома дает соотношение между током I , напряжением В и сопротивлением R в простой схеме как [латекс] I = \ frac {V} {R} \\ [/ latex] .
      • Сопротивление
    • выражается в единицах Ом (Ом), относящихся к вольтам и амперам на 1 Ом = 1 В / А.
    • Падение напряжения IR на резисторе, вызванное протекающим через него током, равное В = IR .

    Концептуальные вопросы

    1. Падение напряжения IR на резисторе означает изменение потенциала или напряжения на резисторе.Изменится ли ток при прохождении через резистор? Объяснять.
    2. Как падение IR в резисторе похоже на падение давления в жидкости, протекающей по трубе?

    Задачи и упражнения

    1. Какой ток протекает через лампочку фонаря на 3,00 В, когда ее горячее сопротивление составляет 3,60 Ом?

    2. Вычислите эффективное сопротивление карманного калькулятора с батареей на 1,35 В, через которую протекает ток 0,200 мА.

    3.Каково эффективное сопротивление стартера автомобиля, когда через него проходит 150 А, когда автомобильный аккумулятор подает на двигатель 11,0 В?

    4. Сколько вольт подается для работы светового индикатора DVD-плеера с сопротивлением 140 Ом, если через него проходит 25,0 мА?

    5. (a) Найдите падение напряжения на удлинителе с сопротивлением 0,0600 Ом, через который проходит ток 5,00 А. (b) Более дешевый шнур использует более тонкую проволоку и имеет сопротивление 0.300 Ом. Какое в нем падение напряжения при протекании 5.00 А? (c) Почему напряжение на любом используемом приборе снижается на эту величину? Как это повлияет на прибор?

    6. ЛЭП подвешена к металлическим опорам со стеклянными изоляторами, имеющими сопротивление 1,00 × 10 9 Ом. Какой ток протекает через изолятор при напряжении 200 кВ? (Некоторые высоковольтные линии являются постоянным током.)

    Глоссарий

    Закон Ома:
    – эмпирическое соотношение, указывающее, что ток I пропорционален разности потенциалов В, , В, ; его часто записывают как I = V / R , где R – это сопротивление
    сопротивление:
    электрическое свойство, препятствующее току; для омических материалов это отношение напряжения к току, R = V / I
    Ом:
    единица сопротивления, равная 1Ω = 1 В / A
    омическое:
    тип материала, для которого действует закон Ома
    простая схема:
    схема с одним источником напряжения и одним резистором

    Избранные решения проблем и упражнения

    1.0,833 А

    3. 7,33 × 10 −2 Ом

    5. (а) 0,300 В

    (б) 1,50 В

    (c) Напряжение, подаваемое на любой используемый прибор, снижается, поскольку общее падение напряжения от стены до конечного выхода прибора является фиксированным. Таким образом, если падение напряжения на удлинителе велико, падение напряжения на приборе значительно уменьшается, поэтому выходная мощность прибора может быть значительно уменьшена, что снижает способность прибора работать должным образом.

    Объясните применение закона Ома к полному физическому классу 10 CBSE

    Подсказка: Ом дали соотношение между тремя величинами: током, напряжением и сопротивлением цепи. Закон Ома гласит, что напряжение или разность потенциалов между двумя точками прямо пропорциональна току в цепи. Нарисуйте линейную цепь, содержащую батарею и сопротивление, и определите ток в цепи.

    Полный пошаговый ответ:
    У нас есть закон Ома, который гласит, что напряжение или разность потенциалов между двумя точками прямо пропорциональны току в цепи. Следовательно, мы можем выразить закон Ома как
    \ [V \ propto I \]
    \ [\ Rightarrow V = IR \]
    Где V – напряжение, I – ток, проходящий через цепь. Константа пропорциональности – это сопротивление цепи R.

    Немецкий ученый Джордж Саймон Ом обнаружил взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением в цепи.Используя закон Ома, мы можем определить ток, протекающий по цепи, если нам известны сопротивление в цепи и ЭДС источника питания. Например, давайте рассмотрим схему ниже.

    В приведенной выше схеме сопротивление R подключено последовательно с батареей постоянного тока с ЭДС 12 В. Используя закон Ома, мы можем рассчитать ток в указанной выше цепи как
    \ [V = IR \]
    \ [ \ Rightarrow 12 = \ left (I \ right) \ left ({200} \ right) \]
    \ [\ поэтому I = 0,06 \, {\ text {A}} \]
    Таким образом, неизвестный ток равен 0.06 ампер.

    Дополнительная информация:
    Мы знаем, что согласно закону Ома напряжение / ток = $ a $ константа, и эта константа – это сопротивление. Но сопротивление не остается постоянным. При изменении температуры материала изменяется и сопротивление. Закон не распространяется на односторонние сети. Односторонние сети позволяют току течь в одном направлении. Закон Ома также не применим к нелинейным элементам. Соотношение между V и I зависит от знака V, где V – напряжение, а I – ток в цепи.

    Примечание. Закон Ома не применим к односторонним сетям, в которых используются диоды и передатчики и т. Д. Если в цепи имеется несколько резисторов, закон Ома по-прежнему применим. Чтобы определить ток, первое, что нам нужно сделать, это определить полное сопротивление в цепи. Если в цепи две ЭДС, мы не можем следовать закону Ома.

    Закон Ома для простых электрических цепей, Рон Куртус

    SfC На главную> Физика> Электричество>

    , автор: Рон Куртус (от 23 октября 2019 г.)

    Закон Ома является наиболее фундаментальной формулой для простых электрических цепей .Он утверждает, что электрический ток, проходящий через проводник, прямо пропорционален разности потенциалов на проводнике. Впервые он был сформулирован в 1827 году немецким физиком Георгом Омом во время экспериментов по изучению того, насколько хорошо металлы проводят электричество.

    Закон

    Ома лучше всего демонстрируется в простой электрической цепи постоянного тока. Хотя это также относится к цепям переменного тока, необходимо учитывать другие возможные переменные.

    Связь между током, напряжением и сопротивлением в цепи позволяет вычислить одну переменную, если вы используете значения двух других.

    Вопросы, которые могут у вас возникнуть:

    • Что означают параметры в уравнении?
    • Какая конфигурация схемы?
    • Как применить закон Ома?

    Этот урок ответит на эти вопросы. Полезный инструмент: Конвертация единиц

    Уравнение

    Закон

    Ома показывает взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением в простой электрической цепи. Самая простая форма уравнения:

    В = ИК

    где:

    • V – напряжение в вольтах ( V )
    • I – ток в амперах или амперах ( A )
    • R – сопротивление в Ом ( Ом – греческая буква Омега)

    Таким образом, если вы знаете ток и сопротивление, вы можете использовать формулу для определения напряжения.

    Используя алгебру, вы можете изменить порядок переменных в соответствии со своими потребностями. Например, если вы знаете напряжение и сопротивление и хотите найти ток, вы можете использовать:

    I = V / R

    Или, если вы знаете напряжение и ток и хотите найти сопротивление, вы можете использовать:

    R = V / I

    Конфигурация

    Простая электрическая цепь состоит из металлических проводов, идущих к источнику питания и от него, а также источника сопротивления, такого как резисторы или электрическая лампочка, соединенных последовательно с источником.Типичным источником питания является батарея постоянного тока, хотя также может применяться генератор постоянного или переменного тока.

    Примечание : Если цепь переменного тока включает в себя такие компоненты, как конденсаторы или катушки индуктивности, закон Ома не применяется.

    Простая цепь постоянного тока

    Используя уравнение

    Важность закона Ома заключается в том, что, если вы знаете значение двух переменных в уравнении, вы можете определить третью. Вы можете измерить любой из параметров с помощью вольтметра.Большинство вольтметров или мультиметров измеряют напряжение, ток и сопротивление как переменного, так и постоянного тока.

    Найти напряжение

    Если вам известны ток и сопротивление, вы можете найти напряжение из В = I R . Например, если ток I = 0,2 А и сопротивление R = 1000 Ом , то

    В = 0,2 А * 1000 Ом = 200 В

    Найти текущий

    Если вы знаете напряжение и сопротивление, вы можете использовать алгебру, чтобы изменить уравнение на I = V / R , чтобы найти ток.Например, если В = 110 В и R = 22000 Ом , то

    I = 110 В / 22000 Ом = 0,005 А

    Найти сопротивление

    Если вы знаете напряжение и ток, вы можете использовать алгебру, чтобы изменить уравнение на R = V / I , чтобы найти сопротивление. Если В = 220 В и I = 5 А , то

    R = 220 В / 5 A = 44 Ом

    Сводка

    Закон Ома – это уравнение V = I R , которое показывает взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением в простой электрической цепи.Он может применяться как к цепям переменного, так и постоянного тока.

    Будьте полны решимости сделать все возможное

    Ресурсы и ссылки

    Полномочия Рона Куртуса

    Сайтов

    Немного истории об Ом – Краткая история

    Закон Ома – Объяснение, включая калькулятор закона Ома

    Основные законы по электричеству – Включает теорию схем

    Формулы электрических цепей – Уравнения высокого уровня для решения проблем

    Электроэнергетические ресурсы постоянного и переменного тока

    Физические ресурсы

    Книги

    Научитесь электричеству и электронике Стэна Гибилиско; Макгроу-Хилл; (2001) 34 доллара.95 – Руководство для профессионалов, любителей и техников, желающих изучить цепи переменного и постоянного тока

    Вопросы и комментарии

    Есть ли у вас какие-либо вопросы, комментарии или мнения по этой теме? Если да, отправьте свой отзыв по электронной почте. Я постараюсь вернуться к вам как можно скорее.

    Поделиться страницей

    Нажмите кнопку, чтобы добавить эту страницу в закладки или поделиться ею через Twitter, Facebook, электронную почту или другие службы:

    Студенты и исследователи

    Веб-адрес этой страницы:
    www.school-for-champions.com/science/
    electric_ohms_law.htm

    Пожалуйста, включите его в качестве ссылки на свой веб-сайт или в качестве ссылки в своем отчете, документе или тезисе.

    Авторские права © Ограничения

    Где ты сейчас?

    Школа чемпионов

    По физике

    Закон Ома для простых электрических цепей

    Использование закона Ома со схемами

    Как использовать закон Ома

    В виде уравнения закон Ома можно записать как I = V / R .Это позволяет рассчитать три величины для конкретной цепи. Например, если вы знаете ток и сопротивление, вы можете определить напряжение.

    Вы можете использовать закон Ома для отдельного компонента внутри цепи: ток через лампочку, напряжение на лампочке и сопротивление лампочки. Или вы можете использовать закон Ома для всей цепи, используя полный ток, напряжение батареи (общее напряжение) и общее сопротивление. Вы даже можете сделать это для отдельной ветви в последовательной цепи.Это все еще работает.

    Закон Ома

    Однако, чтобы закон Ома работал, компоненты в цепи должны быть ОГМИЧЕСКИМИ. Не все электрические компоненты подчиняются закону Ома – не все омичны – но большинство из них.

    Пример

    Допустим, у вас есть параллельная цепь, содержащая 12-вольтовую батарею и две лампочки в отдельных ветвях: одна с сопротивлением 4 Ом, а другая с сопротивлением 3 Ом. Как вы думаете, как мы будем рассчитывать ток, проходящий через резистор сопротивлением 3 Ом?

    Чтобы решить проблему, нам нужно использовать закон Ома для резистора 3 Ом.Помните, что ток равен напряжению, разделенному на сопротивление, или I = V / R.

    Общее напряжение цепи составляет 12 вольт, и поскольку это параллельная цепь, каждая ветвь также получит полные 12 вольт. Это означает, что на резистор сопротивлением 3 Ом также подается напряжение 12 В. Итак, мы знаем, что V = 12 вольт, а R = 3 Ом. Чтобы вычислить ток, мы разделим 12 на 3 и получим 4 ампера, что и является нашим ответом.

    Пример решения

    Резюме урока

    Закон Ома гласит, что при увеличении сопротивления ток уменьшается.И наоборот, при повышении напряжения возрастает и ток. Ток – это электрический ток вокруг электрической цепи, который мы измеряем в амперах. Сопротивление , которое мы измеряем в омах, – это способность компонента сдерживать прохождение тока. Напряжение означает разность потенциалов между двумя частями цепи, которую мы измеряем в вольтах.

    Закон Ома выражается как I = V / R , уравнение, которое позволяет определить три величины указанной цепи.Закон Ома можно использовать для одного компонента в цепи, для параллельной ветви или для всей цепи. В последнем случае вы используете напряжение батареи, общий ток и общее сопротивление. Этот подход работает только для омических резисторов, к которым относится большинство электронных устройств.

    Что такое закон Ома? | Fluke

    Закон Ома – это формула, используемая для расчета взаимосвязи между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи.

    Для изучающих электронику закон Ома (E = IR) столь же фундаментально важен, как уравнение относительности Эйнштейна (E = mc²) для физиков.

    E = I x R

    В тексте это означает, что напряжение = ток x сопротивление , или вольт = ампер x ом , или В = A x Ω .

    Названный в честь немецкого физика Георга Ома (1789-1854), Закон Ома касается ключевых величин, действующих в цепях:

    Количество Закон Ома
    символ    		 Единица измерения
    (аббревиатура)    		 Роль в схемы Если вам интересно:
    Напряжение E Вольт (В) Давление, которое запускает поток электронов E = электродвижущая сила (старый термин)
    Ток I Ампер, ампер (А) Скорость потока электронов I = интенсивность
    Сопротивление R Ом (Ом) Ингибитор потока Ом = греческая буква omega

    Если известны два из этих значений, технические специалисты могут перенастроить закон Ома, чтобы вычислить третье.Просто измените пирамиду следующим образом:

    Если вы знаете напряжение (E) и ток (I) и хотите узнать сопротивление (R), вытяните крест-накрест R в пирамиде и вычислите оставшееся уравнение (см. Первое или дальнее слева, пирамида вверху).

    Примечание: Сопротивление нельзя измерить в рабочей цепи, поэтому закон Ома особенно полезен, когда его необходимо вычислить. Вместо того, чтобы отключать цепь для измерения сопротивления, технический специалист может определить R, используя вышеуказанный вариант закона Ома.

    Теперь, если вы знаете напряжение (E) и сопротивление (R) и хотите знать ток (I), вытяните X-I и вычислите оставшиеся два символа (см. Среднюю пирамиду выше).

    А если вы знаете ток (I) и сопротивление (R) и хотите знать напряжение (E), умножьте нижние половины пирамиды (см. Третью или крайнюю правую пирамиду выше).

    Попробуйте несколько примеров расчетов на основе простой последовательной схемы, которая включает только один источник напряжения (аккумулятор) и сопротивление (свет).В каждом примере известны два значения. Используйте закон Ома, чтобы вычислить третье.

    Пример 1: Напряжение (E) и сопротивление (R) известны.

    Какой ток в цепи?

    I = E / R = 12 В / 6 Ом = 2 А

    Пример 2: Напряжение (E) и ток (I) известны.

    Какое сопротивление создает лампа?

    R = E / I = 24 В / 6 A = 4 Ом

    Пример 3: Ток (I) и сопротивление (R) известны. Какое напряжение?

    Какое напряжение в цепи?

    E = I x R = (5A) (8Ω) = 40 В

    Когда Ом опубликовал свою формулу в 1827 году, его ключевым выводом было то, что величина электрического тока, протекающего по проводнику, прямо пропорциональна приложенному напряжению. в теме.Другими словами, требуется один вольт давления, чтобы протолкнуть один ампер тока через один ом сопротивления.

    Что проверять с помощью закона Ома

    Закон Ома можно использовать для проверки статических значений компонентов схемы, уровней тока, источников напряжения и падений напряжения. Если, например, измерительный прибор обнаруживает значение тока, превышающее нормальный, это может означать, что сопротивление уменьшилось или что напряжение увеличилось, вызывая ситуацию высокого напряжения. Это может указывать на проблему с питанием или цепью.

    В цепях постоянного тока (dc) измерение тока ниже нормального может означать, что напряжение уменьшилось или сопротивление цепи увеличилось. Возможные причины повышенного сопротивления – плохие или неплотные соединения, коррозия и / или поврежденные компоненты.

    Нагрузки в цепи потребляют электрический ток. Нагрузки могут быть любыми компонентами: небольшими электрическими устройствами, компьютерами, бытовой техникой или большим двигателем. На большинстве этих компонентов (нагрузок) есть паспортная табличка или информационная наклейка.На этих паспортных табличках указаны сертификаты безопасности и несколько ссылочных номеров.

    Технические специалисты обращаются к заводским табличкам на компонентах, чтобы узнать стандартные значения напряжения и тока. Во время тестирования, если технические специалисты обнаруживают, что обычные значения не регистрируются на их цифровых мультиметрах или токоизмерительных клещах, они могут использовать закон Ома, чтобы определить, какая часть цепи дает сбой, и, исходя из этого, определить, в чем может заключаться проблема.

    Основы науки о схемах

    Цепи, как и вся материя, состоят из атомов.Атомы состоят из субатомных частиц:

    • Протонов (с положительным электрическим зарядом)
    • Нейтронов (без заряда)
    • Электронов (отрицательно заряженных)

    Атомы остаются связанными силами притяжения между ядром атома и электронами в его внешняя оболочка. Под воздействием напряжения атомы в цепи начинают преобразовываться, и их компоненты проявляют потенциал притяжения, известный как разность потенциалов. Взаимно привлеченные свободные электроны движутся к протонам, создавая поток электронов (ток).Любой материал в цепи, ограничивающий этот поток, считается сопротивлением.

    Ссылка: Принципы цифрового мультиметра Глена А. Мазура, American Technical Publishers.

    Статьи по теме

    Как применять закон Ома – Jade Learning

    Как применять закон Ома

    Автор: Вес Губиц | 07 августа 2019 г.

    Электроэнергия работает в предсказуемых пределах. Мы пришли к выводу, что эти границы являются законом Ома. Закон Ома был разработан как средство объяснения того, как электричество работает в замкнутой цепи.Формула закона Ома помогает установить взаимосвязь между различными свойствами в электрической цепи. Мы можем использовать закон Ома, чтобы объяснить, что произошло, а также что произойдет, когда на электрическую цепь накладываются определенные условия.

    Основные характеристики электрической схемы: Напряжение, ток и сопротивление . Они специфичны, определены и не меняются – при условии, что все свойства остаются постоянными. Однако измените значение только одного из этих свойств, и все свойства изменят значение соответствующим образом.

    Закон Ома – это самая основная из электрических формул, он был разработан путем простого наблюдения за свойствами электричества в электрической цепи. Электричество ведет себя иначе из-за ограничений, налагаемых формулой закона Ома; формула просто представляет наши наблюдения за поведением, уже происходящим в электрической цепи.

    Хотя закон Ома – всего лишь вводная ступенька на лестнице электротехники, для понимания того, как закон Ома как формула применяется к простой цепи, необходимо базовое понимание электрической цепи.Простая схема состоит из источника питания, нагрузки, проводов, устройства максимального тока и устройства управления. Ток будет течь в этой простой цепи, если имеется достаточное напряжение, чтобы преодолеть любое сопротивление цепи.
    Напряжение считается давлением в электрической цепи; это уместно называется электродвижущей силой. Это давление или «сила» вызывается разными электрическими полюсами, которые хотят уравновесить себя. Толчок и притяжение, наложенные на электроны в проводнике, подключенном к этим разным полюсам, заставят электроны двигаться, если для них существует полный путь.Единственное, что может остановить движение электронов, – это приложенное сопротивление сверх того напряжения, которое заставляет их двигаться, или разрыв цепи, который нарушает поток этих электронов. Требуется один вольт (В) этой электродвижущей силы, чтобы протолкнуть один ампер (А) тока через один ом (Ом) сопротивления – это закон Ома. Напряжение (E или V) равно току (I), умноженному на сопротивление (R). Или, другими словами, E (или V) = IR.

    Обозначения

    • Вольт (E или V) = электродвижущая сила, опять же, это давление, которое заставляет электроны двигаться по проводнику (и через нагрузку) в замкнутой цепи.
    • Ток (I) = интенсивность, представляет ток, протекающий в цепи. Помните, что «интенсивность» тока в цепи измеряется в амперах.
    • Сопротивление (R) = Ом, сопротивление току. Сопротивление может быть преднамеренным или случайным, но в любом случае оно является противодействием свободному току в цепи и отображается на вашем электрическом счетчике в виде Ом. Нулевое сопротивление или близкое к нему означает буквально отсутствие сопротивления току. Медь имеет очень низкое значение сопротивления на фут и является высококачественным материалом для создания эффективных проводников.

    Давайте посмотрим на символы закона Ома внутри треугольника закона Ома.

    Помните, что вольт (E или V) равняется току (I), умноженному на сопротивление (R)

    Использование треугольника закона Ома в качестве наглядного пособия при запоминании трех уравнений закона Ома – не редкость.

    Чтобы найти пропущенное значение в реальном уравнении закона Ома, просто закройте букву, представляющую пропущенное значение в треугольнике, и используйте оставшиеся два значения для вычисления этого пропущенного значения.

    Например: если вы знаете, что лампа на 120 В (Е или В) измеряет при использовании ток 0,625 А (I), какое сопротивление оказывает лампа?

    120 В (E), деленное на 0,625 А (I), равняется 192 Ом (R) сопротивления.

    Что делать, если вы знаете измеряемые амперы (I) протекающего тока и сопротивление (R) нити лампы? Можете ли вы затем рассчитать напряжение, подаваемое на эту лампу? Посмотрите на треугольник закона Ома ниже, чтобы определить свой ответ.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *