Определение закон ома для полной цепи: Закон Ома для полной цепи

Содержание

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.

Закон Ома для полной цепи | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

Рис. 5.19. Внутренняя и внешняя части электрической цепи

Рассмотрим замкнутую электрическую цепь, состоящую из двух частей: собственно источника с электродвижущей силой Ɛ и внутренним сопротивлением r и внешней части цепи — проводника с сопротивлением R (рис. 5.19).

Закон Ома для полной цепи устанав­ливает зависимость силы тока в замкнутой цепи I от электродвижущей силы источника Ɛ и полного сопротивления цепи R + r. Эту зависимость можно установить на основании закона сохранения энергии и закона Джоу­ля-Ленца. Если через поперечное сечение проводника за время Δt заряженными час­тицами переносится заряд Δq, то работа сторонних сил

Aст. = ƐΔq = ƐIΔt.

Если в цепи электрическая энергия прев­ращается лишь в тепловую, то по закону со­хранения энергии Аст. = Q и общее коли­чество теплоты, выделяющееся в замкнутой цепи, равно сумме количеств теплоты, вы­деляющихся во внешней и внутренней час­тях цепи

Q = I2RΔt + I2rΔt.




Если

Aст. = Q = (Ɛ / R + r) • IΔt,

то

ƐIΔt = I2RΔt + I2rΔt.

Итак,

Ɛ = IR + Ir

и

I = Ɛ / (R + r),

что и выражает закон Ома для полной цепи.

Закон Ома для полной цепи. Сила тока в замкнутой цепи измеряется отно­шением электродвижущей силы источника тока, имеющегося в этой цепи, к полному ее сопротивлению.

Из сказанного выше можно сделать вы­вод, что

закон Ома для полной цепи являет­ся одним из выражений закона сохранения энергии.

Во многих случаях для характеристики источников тока недостаточно использовать лишь ЭДС. Пусть, например, необходимо установить, ток какой максимальной силы может дать определенный источник тока. Если исходить из закона Ома для полной цепи

I = Ɛ / (R + r), Материал с сайта http://worldofschool.ru

то очевидно, что максимальной сила тока в цепи будет тогда, когда внешнее сопротивление цепи R стремится к нулю — это короткое замыкание в цепи. При этом ток короткого замыкания имеет силу Imax = Ɛ / r, поскольку Ɛ и r изменить для данного источника мы не можем, они яв­ляются характеристиками источника.

Если представить, что сопротивление вне­шней части цепи стремится к бесконеч­ности (цепь становится разомкнутой), то напряжение на полюсах источника тока IR стремится к электродвижущей силе, то есть:

электродвижущая сила источника тока равна напряжению на полюсах разомкнутого источ­ника.


На этой странице материал по темам:

  • Реферат закон ома на полной цепи

  • Закон ома полная лекция по физике

  • Закон ома шпора

  • Закон ома для полной цепи лекция

  • Закон ома для полной цепи при параллельном соединении

Вопросы по этому материалу:

  • Как определяется работа сторонних сил?

  • Сформулируйте закон Ома для полной цепи.

  • Запишите формулу закона Ома для полной цепи.

  • Что такое ток короткого замыкания?

  • Как можно опре­делить ток короткого замыкания?

  • Как связаны между собой максимально возможное напряжение на полюсах источника и электродвижущая сила источника?


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 для полной цепи

    1. Закон Ома для полной цепи

2.3.1. Электрическая цепь состоит из источника тока и двух сопротивлений, одно из которых может через ключ соединяться параллельно со вторым сопротивлением. Сопротивление п R1 вдвое больше сопротивления R2. Внутреннее сопротивление источника тока r = 0,1 R1. Определить, во сколько раз изменятся показания амперметра и напряжение на клеммах источника при замыкании ключа К?

Решение

1. При разомкнутом ключе К закон Ома для полной цепи записывается следующим образом

. (1)

2. При замыкании ключа сопротивление нагрузки изменится

. (2)

3. Закон Ома в этом случае примет вид

. (3)

4. Отношение токов определится как

. (4)

5. Падение напряжения на клеммах источника при разомкнутом ключе

. (5)

6. Падение напряжения после замыкания ключа

. (6)

7. Отношение напряжений на клеммах источника

. (7)

2.3.2. Батарея замкнутая на сопротивлениеR1 = 10 Ом, даёт ток силой I1 = 3 А; замкнутая на сопротивлениеR2 = 20 Ом, она даёт ток силой I2 = 1,6 А. Определите ЭДС источника и её внутреннее сопротивление r.

Решение

1. Запишем дважды уравнение закона Ома для полной цепи

(1)

2. Выразим из первого уравнения системы (1) величину  и подставим во второе уравнение

, (2)

3. Разрешим полученное уравнение относительно внутреннего сопротивления источника r

. (3)

4. Значение величины  можно получить из любого уравнения системы (1) при подстановки в него r из уравнения (3)

.

2.3.3. Батареи с ЭДС 1 = 20 В, 2 = 30 В и внутренними сопротивлениями соответственно r1 = 4 Ом, r2 = 6 Ом соединены параллельно и согласно. Каковы должны быть параметры и r эквивалентного источника, которым можно заменить соединение?

Решение

1. Определим силу тока, протекающего через источники при их совместном включении

. (1)

2. Сила тока, который может быть получен от двух источников при их совместной работе I0 = I1 + I2 = 5 A

3. Общее внутреннее сопротивление

. (2)

4. Определим далее эквивалентную ЭДС

. (3)

Таким образом, эквивалентный источник должен иметь ЭДС  = 12 В и внутреннее сопротивление r = 2,4 Ом.

2.3.4. Две батареи с одинаковым внутренним сопротивлением соединены так, что ЭДС образовавшегося источника напряжения равна . ЭДС одной из батарей 3/2. Нарисуйте все возможные схемы соединений. Для каждого варианта соединений определите ЭДС второй батареи.

Решение

1. Один из вариантов включение источников последовательно и встречно, когда ЭДС второго источника равна 2 = 0,5, а 1 = . В этом случае общая ЭДС  определится как . Внутренне сопротивление такого включения источников будет равно 2r.

2. Возможно и параллельное согласное включение источников, общее сопротивление которых будет равно r/2. Падение напряжения на источниках будет одинаковым и равным . Сила тока через общую шину определится как

. (1)

Сила тока через первый источник

. (2)

Сила тока через второй источник

. (3)

Электродвижущая сила второго источника

. (4)

3. Следующий способ отличается от предыдущего тем, что источники включены встречно. Чтобы получить в результате батарею с ЭДС, равной , необходимо, чтобы у второго элемента ЭДС была равна /2. Как и в предыдущем случае сила тока будет определяться уравнением (1), потому что внутренние сопротивления включены параллельно. Сила тока через первый источник будет определяться как

. (5)

Ток через второй источник

. (6)

Электродвижущая сила второго элемента должна составлять

. (7)

2.3.5. Три одинаковые батареи соединены параллельно и подключены к внешнему сопротивлению. Как изменится сила тока через это сопротивление, если полярность одной из батарей поменять на обратную?

Решение

1. Отметим сразу что, в связи с идентичностью элементов в обоих случаях их параллельного включения суммарное внутреннее сопротивление будет в три раза меньше, чем у одного источника, при этом при согласном включении сила тока через внешнее сопротивление R определится уравнением

. (1)

2. Проанализируем ситуацию при встречном включении одного из источников тока. Результирующий ток определится как

. (2)

3. Отношение сил токов

. (3)

2.3. 6. Что покажет вольтметр, если в цепи, изображённой на рисунке, если источники одинаковы, ЭДС каждого из них =1,5 В, внутреннее сопротивление r = 2 Ом? Чему будет равна сила тока в цепи?

Решение

1. Будем считать, что вольтметр обладает бесконечно большим сопротивлением, в этом случае сила тока в цепи определится соотношением

. (1)

2. Поскольку все три элемента в данной схеме включения работают в режиме короткого замыкания, и ток I0, по сути является током короткого замыкания, то в указанных на схеме точках разность потенциалов будет равна нулю, т.е. UV =0.

2.3.7. Определите заряд конденсатора С ёмкостью С = 4 мкФ в стационарном режиме, если R1 = R2 = R3 = R= 100 Ом. Источник тока обладает ЭДС = 300 В и нулевым внутренним сопротивлением.

Решение

1. Сопротивления R2 и R3 включены параллельно, поэтому их можно представить эквивалентным одним сопротивлением величиной

. (1)

2. Определим силу тока в цепи

. (2)

3. Падение напряжения на сопротивлении R1 будет равно разности потенциалов на обкладках конденсатора, который для постоянного тока обладает бесконечным сопротивлением

. (3)

4. Заряд конденсатора определим из уравнения энергии

. (4)

2.3.8. Два вертикально расположенных стержня, имеющие длину L = 1 м и диаметр d = 1 см сопротивление на единицу длины = 110 5 Омм, подсоединены через идеальный амперметр к источнику ЭДС = 1,5 В и внутренним сопротивлением r0 = 0,05 Ом. Полосок касается сопротивление R = 0,1 Ом, которое в поле тяжести g начинает соскальзывать вдоль них из верхней точки вниз без нарушения контакта, как показано на рисунке. В пренебрежении эффектами, связанными с магнитным полем, определить какое значение тока I покажет амперметр через время = 0,5 с после начала движения? Силу трения не учитывать

Решение

1. Запишем кинематические уравнения движения сопротивления, считая, что на него действует только сила тяжести и движение происходит по вертикальной оси с нулевой начальной скоростью

, (1)

и определим расстояние которое пройдёт сопротивление за время 

. (2)

2. Определим электрическое сопротивление одного отрезка стержня длиной

. (3)

3. Электрическая схема установки, таким образом представит собой три последовательно включенных внешних сопротивления: R0 = R + 2r

и внутреннее сопротивление источника r0. Закон Ома для полной цепи в этом случае запишется так

. (4)

2.3.9. Два гальванических элемента с 1 =1,5 В и 2 = 4,5 В соединены одноимёнными полюсами. Внутреннее сопротивление первого источника r1 в два раза меньше внутреннего сопротивления второго элемента r2, т.е. r2 = 2 r1. Каковы при этом включении элементов будут показания вольтметра?

Решение

1. Если считать, что вольтметр обладает бесконечным сопротивлением, то разность электродвижущих сил источников тока будет равна сумме падений напряжения на их внутренних сопротивлениях

. (1)

2. С другой стороны второй элемент является внешней нагрузкой для первого элемента

, (2)

где U  показания вольтметра.

3. Выразим из последнего уравнения силу тока в цепи

. (3)

4. Подставим значение силы тока в уравнение (1)

, (4)

откуда

. (5)

2.3.10. Источник тока обладает внутренним сопротивлением r = 1 Ом, ёмкость конденсатора С = 10 мкФ, R1 = 5 Ом, R2 = 10 Ом. До замыкания ключа вольтметр показывает напряжение U1 = 10 В, а после замыкания U2 = 8 В. Определить заряд конденсатора и величину сопротивления R3.

Решение

1. При разомкнутом ключе ток в цепи отсутствует, поэтому вольтметр будет демонстрировать величину ЭДС, U1 =  = 10 В.

2. Запишем далее уравнение общего сопротивления цепи, считая что конденсатор для постоянного тока в стационарном режиме представляет бесконечное сопротивление

, (1)

с другой стороны

. (2)

3. Определим величину сопротивления R3

. (3)

4. Определим падение напряжения на сопротивлении R3, которое включено параллельно конденсатору

. (4)

5. Заряд, прошедший через конденсатор

. (5)

2.3.11. Идеальный источник тока с = 100 В включен в цепь, состоящую из конденсаторов С3 = С4 = 1 мкФ, С1 = 2 мкФ, С2 =4 мкФ и сопротивления R. Определить падение напряжения на конденсаторах С1 и С2.

Решение

1. При подключении схемы к источнику в цепи потечёт ток до момента полной зарядки всех конденсаторов. После того как конденсаторы зарядятся ток прекращается, т.к. электрические ёмкости представляют для постоянного тока разрыв цепи.

2. Все обкладки конденсаторов, соединённые с сопротивлением будут иметь одинаковый потенциал, при этом пары конденсаторов С1 + С3 и С2 + С4 включены с источником тока последовательно.

3. Падение напряжения на конденсаторах определится уравнением

. (1)

4. Заряд конденсаторов определится как

. (2)

5. Выразим из последнего уравнения величину U2, подставим её в уравнение (1) и разрешим его относительно U1

, (3)

, (4)

. (5)

6. Определим далее величину U2 из уравнения (1)

. (6)

2.3.12. Электрическая схема состоит из двух конденсаторов С1 = 2 мкФ и С2 = 4 мкФ и трёх сопротивлений R1 = 200 Ом, R2 = R3 = 100 Ом. В цепь включён идеальный источник тока с = 100 В. Определить падение напряжения на конденсаторах U1, U2 и их заряд Q1, Q2.

Решение

1. Падение напряжения U1 на конденсаторе С1 равно разности потенциалов между точками цепи 1 и 3, а напряжение на С2 определяется разностью потенциалов между точками 2 и 4

, . (1)

2. После зарядки конденсаторов цепь будет представлять собой три последовательно соединённых сопротивления

=400 Ом. (2)

3. Определим силу тока в цепи

. (3)

4. Определим величину напряжений U1, U2 которые, как следует из уравнений (1) будут равны сумме падений напряжения на сопротивлениях U1 = UR1 + UR2, U2 = UR3 + UR4

, (4)

, (5)

5. Заряд конденсаторов определим, используя взаимосвязь падения напряжения заряда и ёмкости

(6)

2.3.13. Два последовательно соединённых конденсатора С1 = 2 мкФ и С2 = 4 мкФ замкнуты на источник тока с = 20 В, параллельно которому включено сопротивление R = 20 Ом. Ток короткого замыкания источника IКЗ в три раза превышает рабочий стационарный ток в цепи I. Определить падение напряжения на каждом из конденсаторов.

Решение

1. При последовательном соединении конденсаторов через них протекает одинаковый зарядный ток, поэтому заряд на их обкладках будет одинаковым, т.е. Q1 = Q2

. (1)

2. Падение напряжения на конденсаторах можно представить в виде суммы

. (2)

3. Выразим далее величину U2 из уравнения (1) подставим её в уравнение (2) и определим падение напряжения на С1 и С2

, (3)

5. Определим далее внутреннее сопротивление источника тока и величину U0

. (4)

6. Подставим далее величину U0 в уравнения (3)

. (5)

    1. Правила Кирхгофа

2.4.1. Определить силу токов во всех участках цепи, если источники тока обладают ЭДС: 1 = 10 B, 2 = 20 В, их внутренние сопротивления соответственно равны: r1 = 2 Ом, r2 = 3 Ом. Источники нагружены на внешнее сопротивление R = 100 Ом.

Решение

1. Задачу целесообразно решать, используя правила Кирхгофа, которые удобны при расчетах параметров разветвлённых цепей. В общем виде математические выражения правил имеют вид:

. (1)

2. В соответствие с первым правилом алгебраическая сумма сил токов в любом из узлов должна быть равна нулю

. (2)

3. Выделим два замкнутых контура, содержащих источники тока (направление обхода контуров показано пунктиром) и запишем для них второе правило Кирхгофа

. (3)

4. Таким образом, приходим к системе трёх алгебраических уравнений с тремя неизвестными величинами

(4)

5. Выразим из второго и третьего уравнений системы (4) силы тока I1 и I2

, (5)

и подставим эти значения в первое уравнение системы с целью его решения относительно силы тока I

, (6)

, (7)

, (8)

. (9)

6. Определим далее значение сил токов I1 и I2

(10)

7. Знак минус для тока I1 показывает, что направление тока выбрано неправильно, ток будет течь в обратном направлении.

8. Проверим правильность решения путём анализа баланса токов по уравнению (1)

. (11)

2.4.2. Электрическая цепь состоит из резисторов R1 = R2 = 10 Ом и трёх идеальных источников тока, причём 1 = 10 В, 2 = 14 В. При каком значении ЭДС третьего источника 3 ток через сопротивление R3не потечёт?

Решение

1. Выберем направление токов, выделим два контура и запишем уравнения правил Кирхгофа в соответствии с уравнениями (1) предыдущей задачи

(1)

2. Так как по условию задачи I3 = 0, то I1 =  I2, уравнения (1) при этом примут вид

(2)

3. Поделим почленно последние уравнения друг на друга и полученное соотношение разрешим относительно 3

,

,

. (3)

2.4.3. Схема состоит из трёх идеальных источников ЭДС, два из которых заданы: 1 = 10 В, 2 = 8 В, и трёх сопротивлений два из которых тоже известны: R1 = 100 Ом, R2 = 80 Ом. Определить при каком значении 3ток через сопротивление R3ток течь не будет.

Решение

1.Выберем узел схемы для которого запишем уравнение первого правила Кирхгофа

. (1)

2. Выделим два замкнутых контура и совершим их обход в указанных пунктирной линией направлениях по второму правилу Кирхгофа

. (2)

3. По условию задачи I3 =0, поэтому уравнения (1) и (2) можно переписать следующим образом

. (3)

4. Поделим почленно последние два уравнения системы (3) друг на друга

,

. (4)

5. Определим из уравнения (4) значение 3

,

. (5)

2.4.4. Две аккумуляторные батареи (1 = 8 В, r1 = 2Ом; 2 = 6 В, r2 = 1,5 Ом) включены параллельно и согласно. Параллельно источникам тока подсоединено сопротивление R = 10 Ом. Определить силу тока текущего через сопротивление.

Решение

1. Выберем узел, для которого запишем уравнение первого правила Кирхгофа

. (1)

2. Выделим два контура, показанные на схеме пунктирными линиями и составим для них уравнения второго правила Кирхгофа

. (2)

3. Из уравнений (2) выразим токи I1 и I2 и подставим полученные значения в уравнение (1)

, (3)

, (4)

. (5)

4. Определим из уравнения (5) силу тока, протекающего через сопротивление R

, (6)

. (7)

5. Определим далее токи через источники тока

. (8)

Знак «минус» показывает, что направление тока I1 выбрано неверно.

2.4.5. Определить силу тока I3в резисторе R3и падение напряжения U3, если: 1 = 4 В, 2 = 3 В, R1 = 2 Ом, R2 = 6 Ом,R3 = 1 Ом. Источники считать идеальными, их внутренним сопротивлением пренебречь.

Решение

1. Запишем три уравнения в соответствии с правилами Кирхгофа

. (1)

2. Выразим из первого уравнения системы (1) силу тока I1

, (2)

и подставим полученное значение во второе уравнение

, (3)

. (4)

3. Разрешим третье уравнение системы (1) относительно силы тока I2

. (5)

4. Подставим значение I2 из уравнения (5) в уравнение (4)

. (6)

5. Уравнение (6) содержит одну неизвестную искомую величину I3

. (7)

. (8)

Таким образом, ток через сопротивление R3 равен нулю, это значит, что падение напряжения на этом резисторе тоже равно нулю.

2.4.6. Три источника с ЭДС 1 = 12 В, 2 = 5 В и 3 = 10 В с одинаковым внутренним сопротивлением r = 1 Ом соединены между собой одноимёнными полюсами. Пренебрегая сопротивлением соединительных проводов, определить силы токов, протекающих через источники.

Решение

1. Выберем один из узлов и выделим два замкнутых контура, для которых запишем три уравнения первого и второго правила Кирхгофа

. (1)

2. Подставим в последние два уравнения системы (1) заданные числовые значения и сведём её к виду

. (2)

3. Выразим значения сил токов I1 и I3

, (3)

и подставим эти значения в первое уравнение системы (2)

, (4)

следовательно

. (5)

2.4.7. Для заданной цепи определить величины сил токов через резисторы, если известно, что: 1 = 2 = 4 В; 3 = 2 В; R1 = 1 Ом; R2 = 4 Ом; R3 = 2 Ом. Внутренним сопротивлением источников тока и сопротивлением соединительных проводов пренебречь.

Решение

1. Запишем для данной цепи уравнения Кирхгофа, рассматривая баланс токов в узле А и баланс напряжений для выбранных контуров

(1)

2. Подставим численные значения заданных по условию задачи величин

(2)

3. Выразим из первого уравнения системы (2) силу тока I3 и подставим это значение в третье уравнение

, (3)

, (4)

. (5)

4. Образуем новую систему алгебраических уравнений из второго уравнения системы (2) и уравнения (5)

. (6)

5. Выразим далее из второго уравнения системы (6) силу ток I1 и подставим в первое уравнение

. (7)

6. Определим остальные две силы тока, воспользовавшись ранее записанными соотношениями между ними

. (8)

. (9)

2.4.8.Определить силы токов, текущих в каждой ветви цепи, если: 1 = 6,5 В, 2 = 3,9 В; R1 = R2 = R3 = R4 = R5 = 10 Ом.

Решение

1. Для определения искомых величин токов необходимо составить шесть уравнений: три уравнения баланса токов и три уравнения баланса напряжений. Выберем для баланса токов три узла, а для баланса напряжений выделим три замкнутых контура.

2. Составим уравнения баланса токов для узлов a, b и с

. (1)

3. Для обозначенных на схеме цепи пунктирными линиями замкнутых контуров 1, 2 и 3 составим уравнения баланса напряжений, направление обхода показаны стрелками

. (2)

4. С учётом одинаковой величины всех сопротивлений R = 10 Ом последнюю систему уравнений можно переписать следующим образом

(3)

5. Совместное решение системы алгебраических уравнений (4)

(4)

методом подстановки позволяет прийти к следующим значениям сил токов

(5)

Отрицательные значения сил токов, полученные в результате решения, показывают, что их направление было изначально выбрано неверно и следует поменять на обратное.

2. 5. Нелинейные элементы в цепях постоянного тока

2.5.1. Определить величину силы тока через идеальный источник (r = 0, = 10 В) при включении его в схему двумя способами, если R1 = R2 = R3 = R4 = 10 Ом, а диод идеальный, т.е. обладает в прямом направлении нулевым сопротивлением, а в обратном направлении бесконечно большим сопротивлением.

Решение

1. В первом случае (левая схема) диод будет представлять собой бесконечно большое сопротивление, т.е., по сути, разрыв цепи. Во втором случае (правая схема) сопротивление диода будет мало. Таким образом эквивалентные схемы цепей можно преобразовать следующим образом.

2. В случае большого сопротивления цепи резисторы R3 и R4 оказываются включенными последовательно, их общее сопротивление  R3,4 = 20 Ом, которое, в свою очередь включено параллельно резистору R2

. (1)

3. Определим эквивалентное сопротивление правой цепи

. (2)

4. Сила тока в первом случае включения источника тока

. (3)

5. При открытом диоде, когда он обладает весьма малым сопротивлением схему тоже можно последовательно преобразовать, при этом

, (4)

, (5)

. (6)

6. Сила тока при открытом диоде составит

. (7)

2.5.2. Определить силу тока, протекающего через идеальный диод, если он включен в диагональ симметричного моста, составленного из сопротивлений R1= 10 кОм,R2= 15 кОм,R3= 30 кОмR4 = 25 кОм. Мостик подключен к идеальному источнику тока с = 200 B.

Решение

1. Предположим, что диод заперт, т.е. между точками а и b бесконечно большое сопротивление. В этом случае общее сопротивление схемы определится уравнением

. (1)

2. Сила тока через источник определится как

. (2)

3. Эквивалентная схема цепи в этом случае может быть представлена в виде последовательного соединения сопротивлений R1,4 и R2,3, которые, в свою очередь, включены параллельно источнику тока

, (1)

. (2)

4. Падение напряжения на элементах эквивалентной схемы

, (3)

, (4)

, (5)

. (6)

5. Разность потенциалов между точками включения диода составляет U = 12 В, при такой полярности в узловых точках диод должен быть открыт и должен представлять собой весьма малое сопротивление. Другими словами эквивалентная схема цепи будет представлять собой параллельное включение сопротивлений R1, R2 и R3,R4, которые образуют последовательную цепь. Общее сопротивление цепи в этом случае определится как

. (7)

6. Сила тока через источник

. (8)

7. Составим систему уравнений Кирхгофа для баланса токов в узлах a и b, дополнив их двумя уравнениями закона Ома для участка цепи

(9)

8. Подставив в уравнения (5) и (6) заданные значения сопротивлений, преобразуем их к виду

. (10)

9. Подставим значение силы тока I1 из уравнения (10) в уравнение (1) системы (9)

. (11)

10. Сила тока I1 из уравнений (10) определится как

. (12)

11. Далее подставим значение силы тока I2 из уравнения (10) в уравнение (4) системы (9)

. (13)

12. Определим далее силу тока I2, воспользовавшись для этого уравнениями (10)

. (14)

13. Из уравнения (4) системы (9) найдём искомую величину силы тока через диод

. (15)

2.5.3. Фотоэлемент включён в диагональ моста, составленного из четырёх резисторов R1 = 100 кОм, R2= 400 кОм, R3= 200 кОм, R4 = 300 кОм. Идеальный источник тока с ЭДС = 1 кВ включен в другую диагональ моста. Определить напряжение на фотоэлементе, если через него течёт ток силой ID = 10 мА.

Решение

1.Поскольку через фотоэлемент от анода к катоду течёт, заданный по условию задачи ток силой ID = 10 мА, то он открыт и представляет собой малое сопротивление. Эквивалентная схема цепи в этом случае может быть представлена в виде параллельного включения сопротивлений R1, R2, и R3, R4, которые в свою очередь соединены последовательно.

2. Определим эквивалентное сопротивление всей цепи

. (1)

3. Найдём величину силы тока через источник I0

. (2)

4. Составим систему из пяти (по количеству неизвестных величин) алгебраических уравнений на основе первого правила Кирхгофа и условий равенства потенциалов узлов a и b

(3)

5. Запишем уравнения (4), (5) с учётом заданных величин резисторов

. (4)

6. Перепишем уравнение (2) системы (3) с учётом уравнений (4)

. (5)

7. Определим из уравнения (2) системы (3) значение силы тока I1

. (6)

8. Найдём падение напряжений на резисторах R1 и R2

. (7)

. (8)

9. Напряжение на фотоэлементе: .

Закон Ома кратко и понятно для чайников

Закон Ома является одним из фундаментальных законов электродинамики, который определяет взаимосвязь между напряжением, сопротивлением и силой тока. Его важно знать и понимать. Понятное объяснение вы найдёте в статье.

Закон Ома официально и абсолютно оправдано можно отнести к ряду основополагающих в физике по нескольким признакам. Данный закон объясняют в школе на базовом уровне, а после, более углубленно, в учреждениях, специализирующихся на изучении технических аспектов технологий.

Закон Ома – определение

Впервые данный закон был официально зафиксирован и сформулирован в восемнадцатом веке, благодаря сделанному сейчас уже широко известным всем Георгом Симоном Омом открытию. Благодаря данному закону получило грамотное и исчерпывающее объяснение наличие количественной связи между тремя фигурирующими в определении параметрами. Зависимость рассматривается как пропорциональная. Когда данное явление только было выявлено, закон несколько раз формулировали. В итоге сейчас всем известно данное определение: «величина тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку, и обратно пропорциональна его сопротивлению».

Для лучшего понимания разделим определение на две части и разберём отдельно более понятным языком смысл каждой.

  1. Первая часть определения указывает на то, что если на определенной отрезке цепи происходит количественный скачок напряжения, то величина тока также увеличивается на данном участке. Важно упомянуть, что становится больше и величина тока на заданном участке цепи.
  2. Концовка определения расшифровывается также просто. Выше напряжение – меньше сила тока.

Закон Ома – формула

Иллюстрация связи сопротивления

Рисунок наглядно демонстрирует связь фигурирующих в понятии «участников». Таким образом, вытекают простые выводы:

1. При данных условиях: на конкретном отрезке увеличивается напряжение, но при том сопротивление остаётся прежним, ток резко возрастает;

2. Иная ситуация: наоборот, изменяется сопротивление, а точнее возрастает, при том что уровень напряжения не меняется вовсе, тока становится меньше.

В итоге в законе Ома участвуют всего три величины.

Готовая формула выглядит так:

I = U/R

Фигурируют и другие две переменные, их также можно вычислить, при условии, что другие два значения известны. Видоизменив формулу, получим:

Формула сопротивления R = U/I
Формула напряжения U = I × R
Формула силы тока I = U/R

Важно!

Шпаргалка для закона Ома

На начальном этапе, когда составлять формулы ещё сложно, можно воспользоваться небольшой шпаргалкой.

На треугольнике просто нужно закрыть то значение, которое необходимо найти.

Закон Ома для участка цепи

Итоговая формула не видоизменяется вовсе. Обычно сопротивление в данном законе является явной характеристикой проводника, потому что это значение не постоянная величина: в зависимости от материала и других параметров число может увеличиваться или уменьшаться. Закон применим как при расчёте с использованием металлов, так и растворов электролитов, однако существует важный нюанс: в цепи не должно быть реального источника тока, или же источник должен быть идеальным, то есть он не должен создавать дополнительное сопротивление.

Шпаргалка для использования закона Ома

С ЭДС

Обобщённый закон Ома формулируется так:

I = (Uab+E)/R

Также формулу можно выразить через проводимость:

I = (Uab + E) × G, как понятно, G – проводимость участка электрической цепи. Эти формулы можно использовать, если сохраняются условия, зафиксированные на рисунке.

Участок цепи с ЭДС

Без ЭДС

Для начала определим, что положительное направление – это то, что слева направо. Только в этом случае напряжение на участке будет равняться разности потенциалов.

Разность потенциалов

Если сохраняется условие и потенциал конечный меньше потенциала начального, то напряжение будет больше нуля. Значит, как и полагается, направление линий напряженности в проводнике будет от начала к концу, следовательно, направление тока будет идентичным. Именно такое направление тока принято считать положительным, I > O. Данный вариант самый простой для расчётов. Формула действительна с любыми числами.

Закон Ома для полной (замкнутой) цепи

При данной вариации закона выявляется значение тока при реальных условиях, то есть в настоящей полной цепи. Важно учитывать то, что получившееся в результате расчетов число зависит от нескольких параметров, а не только от сопротивления нагрузки.

Сопротивление нагрузки – внешнее сопротивление, а сопротивление самого источника тока – внутреннее сопротивление (обозначается маленькой r).

Вывод формулы закона Ома для замкнутой цепи

Если к цепи подключено напряжение и в цепи замечено напряжение (ток), то, чтобы поддержать его во внешней цепи, необходимо создать условия, при которых между её концами возникнет разность потенциалов. Это число будет равняться I × R. Однако важно помнить о том, что вышеупомянутый ток будет и во внутренней цепи и его также необходимо поддерживать, поэтому нужно создать разность потенциалов между концами сопротивления r. Эта разность равняется I × r.

Чтобы поддержать ток 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 в дифференциальной форме

Дифференциальная форма закона Ома

Закон можно представить таким образом, чтобы он не был привязан к размерам проводника. Для этого выделим участок проводника Δl, на концах которой расположены ф1 и ф2. Среднюю площадь проводника обозначают ΔS , а плотность тока j, при таких условиях сила тока будет равняться:

I = jΔS = (ф1- ф2) / R = -(((ф1 — ф2)ΔS) / pΔl , отсюда следует, что j = -y × (Δф/Δl)

При условии, что Δl будет равен 0, то, взяв предел отношения:

lim (-(Δф/Δl)) = -(dф/dl) = Е,

окончательное выражение будет выглядеть так:

j = yE

Данное выражение закона находит силу тока в произвольной точке проводника в зависимости от его свойств и электрического состояния.

Закон Ома в интегральной форме

В данной интерпретации закона не содержится в условиях ЭДС, то есть формула выглядит так:

I = U/R

Чтобы найти значение для однородного линейного проводника, выразим R через p и получим:

R = p (l/S), где за р принимаем удельное объёмное сопротивление.

Линией тока принято называть кривую, в каждой точке которой вектор плотности тока направлен по касательной к этой кривой. При таких условиях вектор плотности находится из отношения J = jt, где t – это единичный вектор касательной к линии тока.

Для лучшего понимания предположим, что удельное сопротивление, а также напряженность поля движущих сил на поперечном сечении проводника однородны. При таком условии Е однородна, а значит, и j также однородная величина. Примем произвольное значение поперечного сечения цепи S, тогда pl/s = E. Получившееся равенство умножим на dl. Тогда Edl = (Е эл.ст.+Е стор.) dl = Е эл.ст. dl + Е стор. dl = -dф + dE. Отсюда получим (pI/S) dl = -dф + dE. Возьмём в учёт, что p/s dl = dR и запишем закон Ома в интегральной форме:

IdR = -dф + dE.

Закон Ома в комплексной форме

Чтобы провести анализ электрических цепей синусоидального тока, комфортнее использовать закон Ома в комплексной форме. Для лучшего понимания введем основное понятие, фигурирующее в данной интерпретации закона: синусоидальный ток – это линейные цепи с установившимся режимом работы, после того, как переходные процессы в них завершены, уровень напряжения резко уменьшается на конкретной дистанции, токи в ветвях и ЭДС источников являются синусоидальными функциями времени. В противном случае, когда данные параметры не соблюдаются, закон не может быть применим. Чем отличается эта форма от обычной? Ответ прост: токи, сопротивление и ЭДС фиксируются как комплексные числа. Это обусловлено тем, что существуют как активные так и реактивные значения напряжений, токов и сопротивлений, а в результате этого требуется внесение определенных коррективов.

Вместо активного сопротивления используется полное, то есть комплексное сопротивление цепи Z. Падение напряжения, ток и ЭДС тоже превращаются в комплексные величины. При реальных расчетах лучше и удобнее применять действующие значения. Итак, закон в комплексной форме выглядит так:

i = U/Z, i = UY

В данной формуле Z – комплексное сопротивление, Y – комплексная проводимость.

Чтобы выявить эти величины, выведены формулы. Пропустим шаги их создания и приведем готовые формулы:

Z = ze = z cosф + jz sinф = r + jx

Y = 1/ ze = ye = y cos ф — jy sin ф = g + jb

Закон Ома для переменного тока

После того как Фарадей открыл электромагнитную индукцию, стали активно использовать генераторы сперва постоянного, а после и переменного тока.

Используется уже известная формула:

I = U/Z

Полное сопротивление тока – это совокупность активного, а также индуктивного и емкостного сопротивлений. 2

Цепь

В такой цепи колебания тока и напряжения разные по фазе, а разность фаз зависит от индуктивности катушки и ёмкости конденсатора:

U = Um sin (ωt)

I = Im sin (ωt + ф)

Закон Ома для постоянного тока

В данном случае частота будет равняться нулевому значению, поэтому остальные показатели также будут нулевыми соответственно, в то время как значение ёмкости достигнет бесконечности. Цепь разорвётся. Поэтому отсюда вытекает логичный вывод: реактивное сопротивление элементов в цепях постоянного напряжения отсутствует.

Закон Ома для однородного участка цепи

Формула выглядит уже известным образом:

I = U/R

В данном случае главной характеристикой проводника остаётся сопротивление. От того, как выглядит проводник, зависит количество узлов кристаллической решётки и атомов примесей. Поэтому электроны могут замедляться или ускоряться.

Сопротивление будет зависеть от вида проводника, а именно от его сечения, материала и длины:

R = p (L/S)

Закон Ома для неоднородного участка цепи

При решении задачи становится понятным, что для того, чтобы поддерживался стабильный ток в замкнутой цепи, нужны силы совершенной другой природы, а не кулоновские. В этом случае можно заметить такую закономерность: заряды, которые никак не соприкасаются друг с другом, выступают в двух ролях одновременно, то есть они являются силами электрического поля и силами иного вида – сторонними в это же время. Участок, на котором замечена данная закономерность, называется неоднородным.

Неоднородный участок цепи

Формула принимает вид:

E = Eq + Est

Закон Ома в данном подразделе был сформулирован таким образом: сила тока прямо пропорциональна напряжению на данном участке и обратно пропорциональна его полному сопротивлению.

Итак, готовая формула:

I = U12/R, где U12

Закон Ома для магнитной цепи

В каждом электромагните совмещены несколько важных элементов: стальной сердечник и катушка. По последней протекает ток. При совмещении нескольких участков образуется магнитная цепь.

При кольцевом магнитопроводе все поле находится внутри кольца. Тогда поток в магнитопроводе равен:

Ф = Вср S = μHср S

Формула закона для магнитной цепи:

Формула закона ома для магнитной цепи

Задачи с решениями на закон Ома

Задача №1

Нихромовая проволока длиной 120 м и площадью сечения 0,5 мм включена в цепь с напряжением 127 В. Определить силу тока в проволоке.

Дано:

  • l = 120 м,
  • S = 0,5 мм,
  • U = 127 В,
  • p = 1,1 Ом*мм2 /м.

Найти: I — ?

Решение:

  • R = p * l / S,
  • R = 1,1 Ом*мм2 /м * 120 м : 0,5 мм = 264 Ом,
  • I = 127 В : 264 Ом = 0,48 А.

Ответ: I = 0,48 Ом

Задача №2

Нихромовая проволока длиной 120 м и площадью сечения 0,5 мм включена в цепь с напряжением 220 В. Определить силу тока в проволоке.

Дано:

  • l = 120 м,
  • S = 0,5 мм,
  • U = 220 В,
  • p = 1,1 Ом*мм2 /м.

Найти: I — ?

Решение:

  • R = p * l / S,
  • R = 1,1 Ом*мм2 /м * 120 м : 0,5 мм = 264 Ом,
  • I = 220 В : 264 Ом = 0,83 А.

Ответ: I = 0,83 Ом

Задача №3

Дано:

  • U = 15 В,
  • R1 = 3 Ом,
  • R2 = R3 = 4 Ом.

Найти: I — ?

Решение:

  • R2 и R3 соединены параллельно R2 = R3, R2.3 = R2 / 2 = 2 Ом, составим эквивалентную схему:
  • R = R1 + R2,3
  • R = 3 Ом + 2 Ом = 5 Ом
  • Найдем силу тока на участке цепи по закону Ома I = U / R
  • I = 15 В / 5 Ом = 3 А

Ответ: I = 3 A.

Краткий конспект подготовки к ЗНО по физике №25 «Закон Ома для полной цепи. Работа тока.»

Конспект 25. Закон Ома для полной цепи. Работа тока.

4. Закон Ома для полной цепи

Определение. Полная цепь – любое соединение элементов цепи (внешняя цепь) с учетом источника ЭДС (внутренняя цепь).
Определение. ЭДС () – электродвижущая сила источника тока, величина, характеризующая работу сторонних сил (неэлектрического происхождения) по разделению зарядов на полюсах источника.
 – закон Ома для полной цепи
Где r – внутреннее сопротивление источника, Ом
I – сила тока на источнике (общий ток в цепи), А
R – сопротивление внешней цепи (общее), Ом
Замечание. Для данного источника тока  и .
Замечание. Электродвижущая сила из-за наличия внутреннего сопротивления источника тока падает до значения общего напряжения в цепи (напряжение на клеммах источника).
Напряжение на клеммах источника тока, В:

Замечание. Если пренебречь внутренним сопротивлением источника r=0, то .
Определение. Короткое замыкание – явление резкого увеличения силы тока в цепи, когда общее сопротивление внешнего участка R→0.
 – сила тока короткого замыкания, А
Замечание. Короткое замыкание опасно из-за перегрева и возможного возгорания изоляции проводов и элементов цепи, поэтому применяются различные предохранители – размыкатели цепи.

5. Работа и мощность электрического тока

 – закон Джоуля-Ленца, определяет количество теплоты, которое выделяется в резисторе за указанное время, Дж
 – работа электрического тока, Дж
 – работа электрического тока на участке цепи, Дж
Замечание. Если на участке цепи происходит только нагревание, но не выполняется механическая работа и ток не выполняет химических действий, то Q=A.
 – мощность по определению, Вт
 – мощность электрического тока на участке цепи, Вт
 – КПД по определению (более подробно см. конспект №10), %

Закон ома для полной цепи простыми словами. 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.

  • 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.

Один из самых применяемых законов в электротехнике. Данный закон раскрывает связь между тремя важнейшими величинами: силой тока, напряжением и сопротивлением. Выявил эту связь Георгом Омом в 1820-е годы именно поэтому этот закон и получил такое название.

Формулировка закона Ома
следующая:
Величина силы тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку, и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Эту зависимость можно выразить формулой:

Где I – сила тока, U — напряжение, приложенное к участку цепи, а R — электрическое сопротивление участка цепи.
Так, если известны две из этих величин можно легко вычислить третью.
Понять закон Ома можно на простом примере. Допустим, нам необходимо вычислить сопротивление нити накаливания лампочки фонарике и нам известны величины напряжения работы лампочки и сила тока, необходимая для ее работы (сама лампочка, чтобы вы знали имеет переменное сопротивление, но для примера примем его как постоянное). Для вычисления сопротивления необходимо величину напряжения разделить на величину силы тока. Как же запомнить формулу закона Ома, чтобы правильно провести вычисления? А сделать это очень просто! Вам нужно всего лишь сделать себе напоминалку как на указанном ниже рисунке.
Теперь закрыв рукой любую из величин вы сразу поймете, как ее найти. Если закрыть букву I, становится ясно, что чтобы найти силу тока нужно напряжение разделить на сопротивление.
Теперь давайте разберемся, что значат в формулировке закона слова « прямо пропорциональна и обратно пропорциональна. Выражение «величина силы тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку» означает, что если на участке цепи увеличится напряжение, то и сила тока на данном участке также увеличится. Простыми словами, чем больше напряжение, тем больше ток. И выражение «обратно пропорциональна его сопротивлению» значит, что чем больше сопротивление, тем меньше будет сила тока.
Рассмотрим пример с работой лампочки в фонарике. Допустим, что для работы фонарика нужны три батарейки, как показано на схеме ниже, где GB1 — GB3 — батарейки, S1 — выключатель, HL1 — лампочка.

Примем, что сопротивление лампочки условно постоянно, хотя нагреваясь её сопротивление увеличивается. Яркость лампочки будет зависеть от силы тока, чем она больше, тем ярче горит лампочка. А теперь, представьте, что вместо одной батарейки мы вставили перемычку, уменьшив тем самым напряжение.
Что случится с лампочкой?
Она будет светить более тускло (сила тока уменьшилась), что подтверждает закон Ома:
чем меньше напряжение, тем меньше сила тока.

Вот так просто работает этот физический закон, с которым мы сталкиваемся в повседневной жизни.
Бонус специально для вас шуточная картинка не менее красочно объясняющая закон Ома.

Это была обзорная статья. Более подробно об этом законе, мы говорим в следующей статье » «, рассматривая всё на других более сложных примерах.

Если не получается с физикой, английский для детей (http://www. anylang.ru/order-category/?slug=live_language) как вариент альтернативного развития.


Закон Ома был открыт немецким физиком Георгом Омом в 1826 году и с тех пор начал широко применяться в электротехнической области в теории и на практике. Он выражается известной формулой, с посредством которой можно выполнить расчеты практически любой электрической цепи. Тем не менее, закон Ома для переменного тока имеет свои особенности и отличия от подключений с постоянным током, определяемые наличием реактивных элементов. Чтобы понять суть его работы, нужно пройти по всей цепочке, от простого к сложному, начиная с отдельного участка электрической цепи.

Закон ома для участка цепи

Закон Ома считается рабочим для различных вариантов электрических цепей. Более всего он известен по формуле I = U/R, применяемой в отношении отдельного отрезка цепи постоянного или переменного тока.

В ней присутствуют такие определения, как сила тока (I), измеряемая в амперах, напряжение (U), измеряемое в вольтах и сопротивление (R), измеряемое в Омах.

Широко распространенное определение этой формулы выражается известным понятием: сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению на конкретном отрезке цепи. Если увеличивается напряжение, то возрастает и сила тока, а рост сопротивления, наоборот, снижает ток. Сопротивление на этом отрезке может состоять не только из одного, но и из нескольких элементов, соединенных между собой .

Формулу закона Ома для постоянного тока можно легко запомнить с помощью специального треугольника, изображенного на общем рисунке. Он разделяется на три секции, в каждой из которых помещен отдельно взятый параметр. Такая подсказка дает возможность легко и быстро найти нужное значение. Искомый показатель закрывается пальцем, а действия с оставшимися выполняются в зависимости от их положения относительно друг друга.

Если они расположены на одном уровне, то их нужно перемножить, а если на разных — верхний параметр делится на нижний. Данный способ поможет избежать путаницы в расчетах начинающим электротехникам.

Закон ома для полной цепи

Между отрезком и целой цепью существуют определенные различия. В качестве участка или отрезка рассматривается часть общей схемы, расположенная в самом источнике тока или напряжения. Она состоит из одного или нескольких элементов, соединенных с источником тока разными способами.

Система полной цепи представляет собой общую схему, состоящую из нескольких цепочек, включающую в себя батареи, разные виды нагрузок и соединяющие их провода. Она также работает по закону Ома и широко используется в практической деятельности, в том числе и для переменного тока.

Принцип действия закона Ома в полной цепи постоянного тока можно наглядно увидеть при выполнении несложного опыта. Как показывает рисунок, для этого потребуется источник тока с напряжением U на его электродах, любое постоянное сопротивление R и соединительные провода. В качестве сопротивления можно взять обычную лампу накаливания. Через ее нить будет протекать ток, создаваемый электронами, перемещающимися внутри металлического проводника, в соответствии с формулой I = U/R.

Система общей цепи будет состоять из внешнего участка, включающего в себя сопротивление, соединительные проводки и контакты батареи, и внутреннего отрезка, расположенного между электродами источника тока. По внутреннему участку также будет протекать ток, образованный ионами с положительными и отрицательными зарядами. Катод и анод станут накапливать заряды с плюсом и минусом, после чего среди них возникнет .

Полноценное движение ионов будет затруднено внутренним сопротивлением батареи r, ограничивающим выход тока в наружную цепь, и понижающим его мощность до определенного предела. Следовательно, ток в общей цепи проходит в пределах внутреннего и внешнего контуров, поочередно преодолевая общее сопротивление отрезков (R+r). На размеры силы тока влияет такое понятие, как электродвижущая сила — ЭДС, прилагаемая к электродам, обозначенная символом Е.

Значение ЭДС возможно измерить на выводах батареи с использованием вольтметра при отключенном внешнем контуре. После подключения нагрузки на вольтметре появится наличие напряжения U. Таким образом, при отключенной нагрузке U = E, в при подключении внешнего контура U

ЭДС дает толчок движению зарядов в полной цепи и определяет силу тока I = E/(R+r). Данная формула отражает закон Ома для полной электрической цепи постоянного тока. В ней хорошо просматриваются признаки внутреннего и наружного контуров. В случае отключения нагрузки внутри батареи все равно будут двигаться заряженные частицы. Это явление называется током саморазряда, приводящее к ненужному расходу металлических частиц катода.

Под действием внутренней энергии источника питания сопротивление вызывает нагрев и его дальнейшее рассеивание снаружи элемента. Постепенно заряд батареи полностью исчезает без остатка.

Закон ома для цепи переменного тока

Для цепей переменного тока закон Ома будет выглядеть иначе. Если взять за основу формулу I = U/R, то кроме активного сопротивления R, в нее добавляются индуктивное XL и емкостное ХС сопротивления, относящиеся к реактивным. Подобные электрические схемы применяются значительно чаще, чем подключения с одним лишь активным сопротивлением и позволяют рассчитать любые варианты.

Сюда же включается параметр ω, представляющий собой циклическую частоту сети. Ее значение определяется формулой ω = 2πf, в которой f является частотой этой сети (Гц). При постоянном токе эта частота будет равной нулю, а емкость примет бесконечное значение. В данном случае электрическая цепь постоянного тока окажется разорванной, то есть реактивного сопротивления нет.

Цепь переменного тока ничем не отличается от постоянного, за исключением источника напряжения. Общая формула остается такой же, но при добавлении реактивных элементов ее содержание полностью изменится. Параметр f уже не будет нулевым, что указывает на присутствие реактивного сопротивления. Оно тоже оказывает влияние на ток, протекающий в контуре и вызывает резонанс. Для обозначения полного сопротивления контура используется символ Z.

Отмеченная величина не будет равной активному сопротивлению, то есть Z ≠ R. Закон Ома для переменного тока теперь будет выглядеть в виде формулы I = U/Z. Знание этих особенностей и правильное использование формул, помогут избежать неправильного решения электротехнических задач и предотвратить выход из строя отдельных элементов контура.

Закон
Ома для участка цепи: сила
тока
I


на участке электрической цепи прямо
пропорциональна напряжению
U


на концах участка и обратно пропорциональна
его сопротивлению

R.

Формула
закона:

I

=.
Отсюда запишем формулыU

=
IR


и R
=

.

Рис.1.
Участок
цепи
Рис.2.
Полная
цепь

Закон
Ома для полной цепи: сила
тока
I


полной электрической цепи
равнаЭДС
(электродвижущей силе) источника тока
Е
,
деленной на полное сопротивление цепи
(R
+ r).
Полное
сопротивление цепи равно сумме
сопротивлений внешней цепи R

и внутреннего r

источника тока.Формула
закона I
=




.
На
рис. 1 и 2 приведены схемы электрических
цепей.

3. Последовательное и параллельное соединение проводников

Проводники
в электрических цепях могут соединяться
последовательно

и параллельно
.
Смешанное соединение сочетает оба эти
соединения.

Сопротивление,при
включении которого
вместо всех других проводников,
находящихся между двумя точками цепи,
ток и напряжение остаются неизменными,
называют
эквивалентным
сопротивлением

этих
проводников.

Последовательное соединение

Последовательным
называется соединение, при котором
каждый
проводник соединяется только с одним
предыдущим и одним последующим
проводниками.

Как
следует из первого правила
Кирхгофа
,
при последовательном
соединении проводников сила электрического
тока, протекающего по всем проводникам,
одинакова (на основании закона сохранения
заряда).

1.
При последовательном соединении

проводников
(рис. 1)
сила
тока во всех проводниках одинакова:
I

1
=
I

2
=

I

3

=

I

Рис.
1.Последовательное
соединение двух проводников.

2.
Согласно закону Ома, напряженияU

1
иU

2
на
проводниках равны U

1
=
IR

1
,
U

2
=
IR

2
,
U

3
=
IR

3
.

Напряжение
при последовательном соединении
проводников равно сумме напряжений на
отдельных участках (проводниках)
электрической цепи.

U

=
U

1
+
U

2
+
U

3

Позакону
Ома, напряжения U
1,
U
2
на
проводниках равныU

1
=
IR

1
,
U

2
=
IR

2
,
В
соответствии вторым правилом Кирхгофа
напряжение на всем участке:

U

=
U

1
+
U

2
=
IR

1
+
IR

2

=

I(R

1
+

R

2
)=
I·R.

Получаем:
R

=
R

1
+
R

2

Общее
напряжение
U


на проводниках равно сумме напряжений
U

1
,
U

2
,
U

3

равно:
U

=
U

1
+
U

2
+
U

3
=
I

·

(R

1
+
R

2
+
R

3
)
=
IR

где
R

ЭКВ

эквивалентное

сопротивление всей цепи. Отсюда: R

ЭКВ

=
R

1
+
R

2
+
R

3

При
последовательном соединении эквивалентное
сопротивление цепи равно сумме
сопротивлений отдельных участков цепи:
R

ЭКВ
=
R

1
+
R

2
+
R

3
+…

Этот
результат справедлив для
любого числа

последовательно соединенных проводников.

Из
закона Омаследует:
при равенстве сил тока при последовательном
соединении:

I

=
,
I

=
.
Отсюда
=
или

=,
т. е. напряжения на отдельных участках
цепи прямо пропорциональны сопротивлениям
участков.

При
последовательном соединении n
одинаковых
проводников общее напряжение равно
произведению напряжению одного U 1
на
их количество n
:

U
ПОСЛЕД
=
n

·
U
1
.
Аналогично
для сопротивлений:

R

ПОСЛЕД

=

n

·

R

1

При размыкании
цепи одного из последовательно
соединенных потребителей ток исчезает
во всей цепи, поэтому последовательное
соединение на практике не всегда удобно.

Добавить сайт в закладки

На рисунке показана схема знакомой вам простейшей электрической цепи. Эта замкнутая цепь состоит из трех элементов:

  • источника напряжения – батареи GB;
  • потребителя тока – нагрузки R, которой может быть, например, нить накала электрической лампы или резистор;
  • проводников, соединяющих источник напряжения с нагрузкой.

Между прочим, если эту цепь дополнить выключателем, получится полная схема карманного электрического фонаря. Нагрузка R, обладающая определенным сопротивлением, является участком цепи.

Значение тока на этом участке цепи зависит от действующего на нем напряжения и его сопротивления: чем больше напряжение и меньше сопротивление, тем большим ток будет идти по участку цепи.

Эта зависимость тока от напряжения и сопротивления выражается следующей формулой:

  • I – ток, выраженный в амперах, А;
  • U – напряжение в вольтах, В;
  • R – сопротивление в омах, Ом.

Читается это математическое выражение так: ток на участке цепи прямо пропорционален напряжению на нем и обратно пропорционален его сопротивлению. Это основной закон электротехники, именуемый законом Ома (по фамилии Г. Ома) для участка электрической цепи. Используя закон Ома, можно по двум известным электрическим величинам узнать неизвестную третью. Вот несколько примеров практического применения закона Ома:

  1. Первый пример. На участке цепи, обладающем сопротивлением 5 Ом, действует напряжение 25 В. Надо узнать значение тока на этом участке цепи. Решение: I = U/R = 25 / 5 = 5 А.
  2. Второй пример. На участке цепи действует напряжение 12 В, создавая в нем ток, равный 20 мА. Каково сопротивление этого участка цепи? Прежде всего ток 20 мА нужно выразить в амперах. Это будет 0,02 А. Тогда R = 12 / 0,02 = 600 Ом.
  3. Третий пример. Через участок цепи сопротивлением 10 кОм течет ток 20 мА. Каково напряжение, действующее на этом участке цепи? Здесь, как и в предыдущем примере, ток должен быть выражен в амперах (20 мА = 0,02 А), сопротивление в омах (10 кОм = 10000 Ом). Следовательно, U = IR = 0,02×10000 = 200 В.

На цоколе лампы накаливания плоского карманного фонаря выштамповано: 0,28 А и 3,5 В. О чем говорят эти сведения? О том, что лампочка будет нормально светиться при токе 0,28 А, который обусловливается напряжением 3,5 В. Пользуясь законом Ома, нетрудно подсчитать, что накаленная нить лампочки имеет сопротивление R = 3,5 / 0,28 = 12,5 Ом.

Это сопротивление именно накаленной нити лампочки, сопротивление остывшей нити значительно меньше. Закон Ома справедлив не только для участка, но и для всей электрической цепи. В этом случае в значение R подставляется суммарное сопротивление всех элементов цепи, в том числе и внутреннее сопротивление источника тока. Однако при простейших расчетах цепей обычно пренебрегают сопротивлением соединительных проводников и внутренним сопротивлением источника тока.

В связи с этим нужно привести еще один пример: напряжение электроосветительной сети 220 В. Какой ток потечет в цепи, если сопротивление нагрузки равно 1000 Ом? Решение: I = U/R = 220 / 1000 = 0,22 А. Примерно такой ток потребляет электрический паяльник.

Всеми этими формулами, вытекающими из закона Ома, можно пользоваться и для расчета цепей переменного тока, но при условии, если в цепях нет катушек индуктивности и конденсаторов.

Закон Ома и производные от него расчетные формулы достаточно легко запомнить, если пользоваться вот этой графической схемой, это так называемый треугольник закона Ома.

Пользоваться этим треугольником легко, достаточно четко запомнить, что горизонтальная линия в нем означает знак деления (по аналогии дробной черты), а вертикальная линия означает знак умножения.

Теперь следует рассмотреть такой вопрос: как влияет на ток резистор, включаемый в цепь последовательно с нагрузкой или параллельно ей? Лучше разобрать это на примере. Имеется лампочка от круглого электрического, фонаря, рассчитанная на напряжение 2,5 В и ток 0,075 А. Можно ли питать эту лампочку от батареи 3336Л, начальное напряжение которой 4,5 В?

Нетрудно подсчитать, что накаленная нить этой лампочки имеет сопротивление немногим больше 30 Ом. Если же питать ее от свежей батареи 3336Л, то через нить накала лампочки, по закону Ома, пойдет ток, почти вдвое превышающий тот ток, на который она рассчитана. Такой перегрузки нить не выдержит, она перекалится и разрушится. Но эту лампочку все же можно питать от батареи 336Л, если последовательно в цепь включить добавочный резистор сопротивлением 25 Ом.

В этом случае общее сопротивление внешней цепи будет равно примерно 55 Ом, то есть 30 Ом – сопротивление нити лампочки Н плюс 25 Ом – сопротивление добавочного резистора R. В цепи, следовательно, потечет ток, равный примерно 0,08 А, то есть почти такой же, на который рассчитана нить накала лампочки.

Эту лампочку можно питать от батареи и с более высоким напряжением и даже от электроосветительной сети, если подобрать резистор соответствующего сопротивления. В этом примере добавочный резистор ограничивает ток в цепи до нужного нам значения. Чем больше будет его сопротивление, тем меньше будет и ток в цепи. В данном случае в цепь было включено последовательно два сопротивления: сопротивление нити лампочки и сопротивление резистора. А при последовательном соединении сопротивлений ток одинаков во всех точках цепи.

Можно включать амперметр в любую точку, и всюду он будет показывать одно значение. Это явление можно сравнить с потоком воды в реке. Русло реки на различных участках может быть широким или узким, глубоким или мелким. Однако за определенный промежуток времени через поперечное сечение любого участка русла реки всегда проходит одинаковое количество воды.

Добавочный резистор, включаемый в цепь последовательно с нагрузкой, можно рассматривать как резистор, «гасящий» часть напряжения, действующего в цепи. Напряжение, которое гасится добавочным резистором или, как говорят, падает на нем, будет тем большим, чем больше сопротивление этого резистора. Зная ток и сопротивление добавочного резистора, падение напряжения на нем легко подсчитать все по той же знакомой вам формуле U = IR, здесь:

  • U – падение напряжения, В;
  • I – ток в цепи, A;
  • R – сопротивление добавочного резистора, Ом.

Применительно к примеру резистор R (см. рис.) погасил избыток напряжения: U = IR = 0,08×25 = 2 В. Остальное напряжение батареи, равное приблизительно 2,5 В, упало на нити лампочки. Необходимое сопротивление резистора можно найти по другой знакомой вам формуле R = U/I, где:

  • R – искомое сопротивление добавочного резистора, Ом;
  • U – напряжение, которое необходимо погасить, В;
  • I – ток в цепи, А.

Для рассматриваемого примера сопротивление добавочного резистора равно: R = U/I = 2/0,075, 27 Ом. Изменяя сопротивление, можно уменьшать или увеличивать напряжение, которое падает на добавочном резисторе, таким образом регулируя ток в цепи. Но добавочный резистор R в такой цепи может быть переменным, то есть резистором, сопротивление которого можно изменять (см. рис. ниже).

В этом случае с помощью движка резистора можно плавно изменять напряжение, подводимое к нагрузке Н, а значит, плавно регулировать ток, протекающий через эту нагрузку. Включенный таким образом переменный резистор называют реостатом. С помощью реостатов регулируют токи в цепях приемников, телевизоров и усилителей. Во многих кинотеатрах реостаты использовали для плавного гашения света в зрительном зале. Есть и другой способ подключения нагрузки к источнику тока с избыточным напряжением – тоже с помощью переменного резистора, но включенного потенциометром, то есть делителем напряжения, как показано на рисунке ниже.

Здесь R1 – резистор, включенный потенциометром, a R2 – нагрузка, которой может быть та же лампочка накаливания или какой-то другой прибор. На резисторе R1 происходит падение напряжения источника тока, которое частично или полностью может быть подано к нагрузке R2. Когда движок резистора находится в крайнем нижнем положении, к нагрузке напряжение вообще не подается (если это лампочка, она гореть не будет).

По мере перемещения движка резистора вверх мы будем подавать все большее напряжение к нагрузке R2 (если это лампочка, ее нить будет накаливаться). Когда же движок резистора R1 окажется в крайнем верхнем положении, к нагрузке R2 будет подано все напряжение источника тока (если R2 – лампочка карманного фонаря, а напряжение источника тока большое, нить лампочки перегорит). Можно опытным путем найти такое положение движка переменного резистора, при котором к нагрузке будет подано необходимое ей напряжение.

Переменные резисторы, включаемые потенциометрами, широко используют для регулирования громкости в приемниках и усилителях. Резистор может быть непосредственно подключен параллельно нагрузке. В таком случае ток на этом участке цепи разветвляется и идет двумя параллельными путями: через добавочный резистор и основную нагрузку. Наибольший ток будет в ветви с наименьшим сопротивлением.

Сумма же токов обеих ветвей будет равна току, расходуемому на питание внешней цепи. К параллельному соединению прибегают в тех cлучаях, когда надо ограничить ток не во всей цепи, как при последовательном включении добавочного резистора, а только на каком-то участке. Добавочные резисторы подключают, например, параллельно миллиамперметрам, чтобы ими можно было измерять большие токи. Такие резисторы называют шунтирующими или шунтами. Слово шунт означает ответвление.

Закон

Ома: что это такое и почему это важно?

Обновлено 28 декабря 2020 г.

Ли Джонсон

Электрические цепи повсеместно встречаются в нашей повседневной жизни. От сложных интегральных схем, управляющих устройством, которое вы читаете в этой статье, до проводки, которая позволяет вам включать и выключать лампочку в вашем доме, вся ваша жизнь радикально изменилась бы, если бы вы не были окружены цепями повсюду. вы идете.

Но большинство людей на самом деле не изучают мельчайших деталей того, как работают схемы, и довольно простые уравнения, такие как закон Ома, которые объясняют взаимосвязь между ключевыми понятиями, такими как электрическое сопротивление, напряжение и электрический ток.Однако более глубокое погружение в физику электроники может дать вам гораздо более глубокое представление об основных правилах, лежащих в основе большинства современных технологий.

Что такое закон Ома?

Закон Ома — одно из самых важных уравнений, когда дело доходит до понимания электрических цепей, но если вы собираетесь его понять, вам потребуется хорошее понимание основных понятий, которые он связывает: напряжение , ток и сопротивление . Закон Ома — это просто уравнение, описывающее соотношение между этими тремя величинами для большинства проводников.

Напряжение — это наиболее часто используемый термин для обозначения разности электрических потенциалов между двумя точками, который обеспечивает «толчок», который позволяет электрическому заряду перемещаться по проводящей петле.

Электрический потенциал — это форма потенциальной энергии, как и потенциальная энергия гравитации, и определяется как электрическая потенциальная энергия на единицу заряда. Единицей измерения напряжения в системе СИ является вольт (В), а 1 В = 1 Дж / Кл, или один джоуль энергии на кулон заряда. Иногда ее также называют электродвижущей силой , или ЭДС.

Электрический ток — это скорость прохождения электрического заряда через заданную точку в цепи, в системе СИ единицей измерения является ампер (А), где 1 А = 1 Кл / с (один кулон заряда в секунду). Он имеет форму постоянного (DC) и переменного (AC) тока, и хотя постоянный ток проще, цепи переменного тока используются для подачи энергии в большинство домашних хозяйств по всему миру, потому что его проще и безопаснее передавать на большие расстояния.

Последняя концепция, которую вам нужно понять, прежде чем приступить к рассмотрению закона Ома, — это сопротивление, которое является мерой сопротивления току, протекающему в цепи.Единицей измерения сопротивления в системе СИ является ом (в котором используется греческая буква омега, Ом), где 1 Ом = 1 В / А.

Уравнение закона Ома

Немецкий физик Георг Ом описал взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением в своем одноименном уравнении. Формула закона Ома:

В = IR

, где В, — напряжение или разность потенциалов, I — величина тока, а сопротивление R — конечная величина.

Уравнение можно легко переформулировать, чтобы получить формулу для расчета тока на основе напряжения и сопротивления или сопротивления на основе тока и напряжения.Если вам неудобно переставлять уравнения, вы можете найти треугольник закона Ома (см. Ресурсы), но это довольно просто для любого, кто знаком с основными правилами алгебры.

Ключевыми моментами, которые показывает уравнение закона Ома, являются то, что напряжение прямо пропорционально электрическому току (поэтому, чем выше напряжение, тем выше ток), и этот ток обратно пропорционален сопротивлению (поэтому чем выше сопротивление, тем ниже электрический ток).

Вы можете использовать аналогию с потоком воды, чтобы запомнить ключевые моменты, в основе которой лежит труба, один конец которой находится на вершине холма, а другой конец — внизу.Напряжение похоже на высоту холма (более крутой и высокий холм означает большее напряжение), текущий поток похож на поток воды (вода течет быстрее по крутому склону), а сопротивление похоже на трение между сторонами трубы. и вода (более тонкая труба создает большее трение и снижает скорость потока воды, как более высокое сопротивление для электрического тока).

Почему важен закон Ома?

Закон Ома жизненно важен для описания электрических цепей, поскольку он связывает напряжение с током, а значение сопротивления регулирует взаимосвязь между ними.Из-за этого вы можете использовать закон Ома для управления величиной тока в цепи, добавляя резисторы, чтобы уменьшить ток, и снимая их, чтобы увеличить величину тока.

Его также можно расширить, чтобы описать электрическую мощность (скорость потока энергии в секунду), потому что мощность P = IV, и поэтому вы можете использовать ее, чтобы гарантировать, что ваша схема обеспечивает достаточно энергии, например, для 60-ваттного прибора.

Для студентов-физиков наиболее важным в законе Ома является то, что он позволяет анализировать принципиальные схемы, особенно когда вы объединяете его с законами Кирхгофа, которые следуют из него.

Закон Кирхгофа по напряжению гласит, что падение напряжения вокруг любого замкнутого контура в цепи всегда равно нулю, а закон тока утверждает, что величина тока, протекающего в переходе или узле в цепи, равна величине, вытекающей из Это. Вы можете использовать закон Ома с законом напряжения, в частности, для расчета падения напряжения на любом компоненте схемы, что является распространенной проблемой, возникающей в классах электроники.

Примеры закона Ома

Вы можете использовать закон Ома, чтобы найти любую неизвестную величину из трех, при условии, что вам известны две другие величины для рассматриваемой электрической цепи.Работа с некоторыми базовыми примерами показывает, как это делается.

Во-первых, представьте, что у вас есть 9-вольтовая батарея, подключенная к цепи с общим сопротивлением 18 Ом. Сколько тока течет при подключении цепи? Изменив закон Ома (или используя треугольник), вы можете найти:

\ begin {align} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {9 \ text {V}} {18 \ text {Ω}} \\ & = 0.5 \ text {A} \ end {align}

Таким образом, по цепи течет ток 0,5 ампер. Теперь представьте, что это идеальная величина тока для компонента, который вы хотите запитать, но у вас есть только батарея на 12 В.Какое сопротивление нужно добавить, чтобы обеспечить оптимальное значение тока для компонента? Опять же, вы можете переставить закон Ома и решить его, чтобы найти ответ:

\ begin {align} R & = \ frac {V} {I} \\ & = \ frac {12 \ text {V}} {0.5 \ text {A}} \\ & = 24 \ text {Ω} \ end {align}

Итак, вам понадобится резистор 24 Ом, чтобы завершить вашу схему. Наконец, каково падение напряжения на резисторе 5 Ом в цепи с током 2 А, протекающим через нее? На этот раз стандартная форма закона V = IR работает нормально:

\ begin {выровнены} V & = IR \\ & = 2 \ text {A} × 5 \ text {Ω} \\ & = 10 \ text {V} \ end {align}

Омические и неомические резисторы

Вы можете использовать закон Ома в огромном диапазоне ситуаций, но есть ограничения на его применимость — это не действительно фундаментальный закон физики.Закон описывает линейную зависимость между напряжением и током, но это соотношение сохраняется только в том случае, если резистор или резистивный элемент схемы, с которым вы работаете, имеет постоянное сопротивление при различных значениях напряжения В и тока I .

Материалы, которые подчиняются этому правилу, называются омическими резисторами, и хотя большинство физических проблем связано с омическими резисторами, вы знакомы со многими неомическими резисторами из своей повседневной жизни.

Лампочка — прекрасный пример неомического резистора.Когда вы строите график зависимости В от I для омических резисторов, он показывает полностью прямолинейную зависимость, но если вы сделаете это для чего-то вроде лампочки, ситуация изменится. По мере того как нить накала в лампе нагревается, сопротивление лампы увеличивается на , что означает, что график становится кривой, а не прямой линией, и закон Ома неприменим.

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 определению этих границ как закон 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 цепи: 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 является самой простой из электрических формул и 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 — это всего лишь вводная ступенька на лестнице электротехники, для понимания того, как закон Ома в виде формулы применяется к простой схеме, 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» вызвано желанием разных электрических полюсов уравновесить себя. Приталкивание и притяжение электронов 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.

Символы

  • Вольт (E или V) = электродвижущая сила, опять же, это давление, которое заставляет электроны перемещаться по проводнику (и через нагрузку) в замкнутой цепи.
  • Ток (I) = интенсивность, представляет протекание тока в цепи. Помните, что «сила» 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 как 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 напряжение (E или V) равно 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.

Ток (I), умноженный на сопротивление (R), равен напряжению, приложенному к лампе.

Треугольник Закона Ома Правило
Помните, глядя на Треугольник Закона Ома, если числа расположены рядом, вы умножаете, если числа расположены одно над другим, вы делите.

Заключение
Закон Ома и многие другие электрические формулы предоставляют нам средства, с помощью которых мы можем понять самые основные принципы протекания электричества и тока.Эти многочисленные формулы позволяют нам заглянуть в прошлое, а также в будущее электрических приложений. Можно сказать, что эти формулы дают нам своего рода поводок, если не контролировать это явление, то, возможно, хотя бы держаться!

19,1 Закон Ома | Texas Gateway

Постоянный и переменный ток

Так же, как вода течет с большой высоты на низкую, электроны, которые могут свободно перемещаться, будут перемещаться из места с низким потенциалом в место с высоким потенциалом.Батарея имеет две клеммы с разным потенциалом. Если клеммы соединены проводом, электрический ток (заряды) будет течь, как показано на рисунке 19.2. Затем электроны будут двигаться от низкопотенциальной клеммы батареи (отрицательный конец ) по проводу и попадут в высокопотенциальную клемму батареи (положительный конец ).

Рис. 19.2. У батареи есть провод, соединяющий положительную и отрицательную клеммы, который позволяет электронам перемещаться от отрицательной клеммы к положительной.

Электрический ток — это скорость, с которой движется электрический заряд. Большой ток, такой как тот, который используется для запуска двигателя грузовика, перемещает большую величину очень быстро, тогда как небольшой ток, такой как тот, который используется для работы портативного калькулятора, перемещает небольшое количество заряда медленнее. В форме уравнения электрический ток I определяется как

, где ΔQΔQ — это количество заряда, которое проходит через заданную область, а ΔtΔt — время, за которое заряд проходит мимо этой области.Единицей измерения электрического тока в системе СИ является ампер (А), названный в честь французского физика Андре-Мари Ампера (1775–1836). Один ампер — это один кулон в секунду, или

1 А = 1 Кл / с. 1 А = 1 Кл / с.

Электрический ток, движущийся по проволоке, во многом похож на ток воды, движущийся по трубе. Чтобы определить поток воды через трубу, мы можем подсчитать количество молекул воды, которые проходят мимо данного участка трубы. Как показано на рисунке 19.3, электрический ток очень похож. Мы подсчитываем количество электрических зарядов, протекающих по участку проводника; в данном случае проволока.

Рис. 19.3 Электрический ток, движущийся по этому проводу, — это заряд, который проходит через поперечное сечение A, деленный на время, необходимое этому заряду, чтобы пройти через участок A .

Предположим, что каждая частица q на рисунке 19.3 несет заряд q = 1 нКл = 1 нКл, и в этом случае общий заряд будет равен ΔQ = 5q = 5 нКлΔQ = 5q = 5 нКл. Если эти заряды пройдут мимо области A за время Δt = 1 нсΔt = 1 нс, то ток будет

19,1I = ΔQΔt = 5 нКл1 нс = 5 А.I = ΔQΔt = 5 нКл1 нс = 5 А.

Обратите внимание, что мы присвоили зарядам на рис. 19.3 положительный заряд. Обычно отрицательные заряды — электроны — являются подвижным зарядом в проводах, как показано на рисунке 19.2. Положительные заряды обычно застревают в твердых телах и не могут свободно перемещаться. Однако, поскольку положительный ток, движущийся вправо, совпадает с отрицательным током такой же величины, движущимся влево, как показано на рисунке 19.4, мы определяем обычный ток, который течет в том направлении, в котором протекал бы положительный заряд, если бы он мог двигаться. .Таким образом, если не указано иное, предполагается, что электрический ток состоит из положительных зарядов.

Также обратите внимание, что один кулон — это значительная величина электрического заряда, поэтому 5 А — это очень большой ток. Чаще всего вы увидите ток порядка миллиампер (мА).

Рис. 19.4 (а) Электрическое поле направлено вправо, ток движется вправо, а положительные заряды движутся вправо. (б) Эквивалентная ситуация, но с отрицательными зарядами, движущимися влево.Электрическое поле и ток по-прежнему справа.

Snap Lab

Vegetable Current

Эта лабораторная работа помогает студентам понять, как работает ток. Учитывая, что частицы, заключенные в трубе, не могут занимать одно и то же пространство, толкание большего количества частиц в один конец трубы приведет к вытеснению того же количества частиц из противоположного конца. Это создает поток частиц.

Найдите солому и сушеный горох, которые могут свободно перемещаться в соломе. Положите соломинку на стол и засыпьте ее горошком.Когда вы вдавливаете одну горошину с одного конца, другая горошина должна выходить из другого конца. Эта демонстрация представляет собой модель электрического тока. Определите часть модели, которая представляет электроны, и часть модели, которая представляет собой подачу электроэнергии. В течение 30 секунд подсчитайте, сколько горошин вы можете протолкнуть через соломинку. Когда закончите, рассчитайте горошин, текущий , разделив количество горошин на время в секундах.

Обратите внимание, что поток гороха основан на том, что горох физически сталкивается друг с другом; электроны толкают друг друга за счет взаимно отталкивающих электростатических сил.

Проверка захвата

Предположим, четыре горошины в секунду проходят через соломинку. Если бы каждая горошина несла заряд 1 нКл, какой электрический ток проходил бы через соломинку?

  1. Электрический ток будет равен заряду гороха, умноженному на 1 нКл / горох.
  2. Электрический ток будет равняться пиковому току, вычисленному в лаборатории, умноженному на 1 нКл / горох.
  3. Электрический ток будет гороховым током, рассчитанным в лаборатории.
  4. Электрический ток равен заряду горошины, разделенному на время.

Направление обычного тока — это направление, в котором будет течь положительный заряд . В зависимости от ситуации могут перемещаться положительные заряды, отрицательные заряды или и то, и другое. В металлических проводах, как мы видели, ток переносится электронами, поэтому отрицательные заряды движутся. В ионных растворах, таких как соленая вода, движутся как положительно заряженные, так и отрицательно заряженные ионы.То же самое и с нервными клетками. Чистые положительные токи относительно редки, но встречаются. История считает, что американский политик и ученый Бенджамин Франклин описал ток как направление, в котором положительные заряды проходят через провод. Он назвал тип заряда, связанный с электронами, отрицательным задолго до того, как стало известно, что они несут ток во многих ситуациях.

Когда электроны движутся по металлической проволоке, они сталкиваются с препятствиями, такими как другие электроны, атомы, примеси и т. Д.Электроны рассеиваются от этих препятствий, как показано на рисунке 19.5. Обычно электроны теряют энергию при каждом взаимодействии. Таким образом, для поддержания движения электронов требуется сила, создаваемая электрическим полем. Электрическое поле в проводе направлено от конца провода с более высоким потенциалом к ​​концу провода с более низким потенциалом. Электроны, несущие отрицательный заряд, движутся в среднем (или дрейф ) в направлении, противоположном электрическому полю, как показано на рисунке 19.5.

Рис. 19.5. Свободные электроны, движущиеся в проводнике, совершают множество столкновений с другими электронами и атомами. Показан путь одного электрона. Средняя скорость свободных электронов находится в направлении, противоположном электрическому полю. Столкновения обычно передают энергию проводнику, поэтому для поддержания постоянного тока требуется постоянный запас энергии.

До сих пор мы обсуждали ток, который постоянно движется в одном направлении. Это называется постоянным током, потому что электрический заряд течет только в одном направлении.Постоянный ток часто называют DC током.

Многие источники электроэнергии, такие как плотина гидроэлектростанции, показанная в начале этой главы, вырабатывают переменный ток, направление которого меняется взад и вперед. Переменный ток часто называют Переменный ток . Переменный ток движется вперед и назад через равные промежутки времени, как показано на рисунке 19.6. Переменный ток, который исходит из обычной розетки, не меняет направление внезапно.Скорее, он плавно увеличивается до максимального тока, а затем плавно уменьшается до нуля. Затем он снова растет, но в противоположном направлении, пока не достигнет того же максимального значения. После этого он плавно уменьшается до нуля, и цикл начинается снова.

Рисунок 19.6 При переменном токе направление тока меняется на противоположное через равные промежутки времени. График вверху показывает зависимость тока от времени. Отрицательные максимумы соответствуют движению тока влево.Положительные максимумы соответствуют течению, движущемуся вправо. Ток регулярно и плавно чередуется между этими двумя максимумами.

Устройства, использующие переменный ток, включают пылесосы, вентиляторы, электроинструменты, фены и многие другие. Эти устройства получают необходимую мощность, когда вы подключаете их к розетке. Настенная розетка подключена к электросети, которая обеспечивает переменный потенциал (потенциал переменного тока). Когда ваше устройство подключено к сети, потенциал переменного тока толкает заряды вперед и назад в цепи устройства, создавая переменный ток.

Однако постоянный ток используется во многих устройствах, таких как компьютеры, сотовые телефоны, фонарики и автомобили. Одним из источников постоянного тока является аккумулятор, который обеспечивает постоянный потенциал (потенциал постоянного тока) между своими выводами. Когда ваше устройство подключено к батарее, потенциал постоянного тока толкает заряд в одном направлении через цепь вашего устройства, создавая постоянный ток. Другой способ получения постоянного тока — использование трансформатора, который преобразует переменный потенциал в постоянный. Маленькие трансформаторы, которые вы можете подключить к розетке, используются для зарядки вашего ноутбука, мобильного телефона или другого электронного устройства.Люди обычно называют это зарядным устройством или батареей , но это трансформатор, который преобразует переменное напряжение в постоянное. В следующий раз, когда кто-то попросит одолжить зарядное устройство для ноутбука, скажите им, что у вас нет зарядного устройства для ноутбука, но они могут одолжить ваш преобразователь.

Рабочий пример

Ток при ударе молнии

Удар молнии может передать до 10201020 электронов из облака на землю. Если удар длится 2 мс, каков средний электрический ток в молнии?

СТРАТЕГИЯ

Используйте определение тока, I = ΔQΔtI = ΔQΔt.Заряд ΔQΔQ
из 10201020 электронов составляет ΔQ = neΔQ = ne, где n = 1020n = 1020 — количество электронов, а e = −1.60 × 10−19 Ce = −1.60 × 10−19 C — заряд электрона. Это дает

19,2 ΔQ = 1020 × (−1.60 × 10−19 C) = — 16,0 C. ΔQ = 1020 × (−1.60 × 10−19 C) = — 16,0 C.

Время Δt = 2 × 10–3 с Δt = 2 × 10–3 с — это продолжительность удара молнии.

Решение

Ток при ударе молнии

19,3I = ΔQΔt = −16,0 C2 × 10−3 с = −8 кAI = ΔQΔt = −16,0 C2 × 10−3 с = −8 кА.

Обсуждение

Отрицательный знак отражает тот факт, что электроны несут отрицательный заряд.Таким образом, хотя электроны текут от облака к земле, положительный ток должен течь от земли к облаку.

Рабочий пример

Средний ток для заряда конденсатора

В цепи, содержащей конденсатор и резистор, зарядка конденсатора емкостью 16 мкФ с использованием батареи 9 В занимает 1 мин. Какой средний ток в это время?

СТРАТЕГИЯ

Мы можем определить заряд конденсатора, используя определение емкости: C = QVC = QV.Когда конденсатор заряжается батареей 9 В, напряжение на конденсаторе будет V = 9 В = 9 В. Это дает заряд

.

Подставляя это выражение для заряда в уравнение для тока, I = ΔQΔtI = ΔQΔt, мы можем найти средний ток.

Решение

Средний ток

19,5I = ΔQΔt = CVΔt = (16 × 10−6 F) (9 В) 60 с = 2,4 × 10−6 A = 2,4 мкА I = ΔQΔt = CVΔt = (16 × 10−6 F) (9 В) 60 с = 2,4 × 10-6 А = 2,4 мкА.

Обсуждение

Этот небольшой ток типичен для тока, встречающегося в таких цепях.

Как записан закон Ома для участка цепи. Закон Ома для полной схемы

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

При проведении реальных исследований электрических характеристик цепей постоянного тока необходимо учитывать сопротивление самого источника тока.Таким образом, в физике происходит переход от идеального источника тока к реальному источнику тока, имеющему собственное сопротивление (см. Рис. 1).

Рисунок: 1. Изображение идеального и реального источников тока

Рассмотрение источника тока с собственным сопротивлением требует применения закона Ома для всей цепи.

Сформулируем закон Ома для замкнутой цепи следующим образом (см. Рис.2): ток в замкнутой цепи прямо пропорционален ЭДС и обратно пропорционален общему сопротивлению цепи, где полное сопротивление понимается как сумма внешних и внутренних сопротивлений.

Рисунок: 2. Схема закона Ома для замкнутой цепи.

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

Рассмотрим несколько задач по этой теме. Задачи закона Ома для полной цепочки обычно даются ученикам 10 класса, чтобы они могли лучше понять указанную тему.

I. Определите силу тока в цепи с помощью лампочки сопротивлением 2.4 Ом и источник тока с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 0,1 Ом.

По определению закона Ома для замкнутой цепи, ток равен:

II. Определите внутреннее сопротивление источника тока с ЭДС 52 В. Если известно, что, когда этот источник тока подключен к цепи с сопротивлением 10 Ом, амперметр показывает значение 5 А.

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

III.Однажды школьник спросил учителя физики: «Почему разрядился аккумулятор?» Как правильно ответить на этот вопрос?

Мы уже знаем, что у реального источника есть собственное сопротивление, которое возникает либо из-за сопротивления растворов электролитов для гальванических элементов и батарей, либо из-за сопротивления проводников для генераторов. По закону Ома для полной цепи:

, следовательно, ток в цепи может уменьшаться либо из-за уменьшения ЭДС, либо из-за увеличения внутреннего сопротивления.Величина ЭДС аккумулятора практически постоянна. Следовательно, ток в цепи уменьшается за счет увеличения внутреннего сопротивления. Итак, «батарейка» садится, так как ее внутреннее сопротивление увеличивается.

Закон Ома для участка цепи: ампер I
Расположение в электрической цепи прямо пропорционально напряжению U
на концах секции и обратно пропорционально ее сопротивлению
р.

Формула закона:

I
=. Отсюда записываем формулы U
=
ИК
и R =
.

Рис. 1. Сечение цепи Рис. 2. Полная цепь

Закон Ома для полной цепи: ампер I
полная электрическая цепь равна ЭДС (электродвижущая сила) источника тока E , деленная на полное сопротивление цепи ( R + r). Общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений внешней цепи R и внутреннего R источника тока. Формула закона I =



.
На рис. 1 и 2 показаны электрические схемы.

3. Последовательное и параллельное соединение проводов

Проводники в электрических цепях можно соединять последовательно и параллельно … Смешанное соединение объединяет оба этих соединения.

Сопротивление, при включении вместо всех остальных проводников, расположенных между двумя точками цепи, ток и напряжение остаются неизменными, называется эквивалентным сопротивлением
, этих проводников.

Последовательное соединение

Последовательное соединение — это соединение, при котором каждый проводник соединяется только с одним предыдущим и одним последующим проводниками.

Как следует из первых правил Кирхгофа , когда проводники соединены последовательно, сила электрического тока, протекающего через все проводники, одинакова (на основании закона сохранения заряда).

1. С последовательным подключением
проводников (рис.1) сила тока во всех проводниках одинакова: I
1
=
I
2
=

I
3

=
I

Рисунок: 1. Последовательное соединение двух проводов.

2. По закону Ома напряжения U
1
и U
2
на жилах равны U
1
=
ИК
1
, г.
U
2
=
ИК
2
, г.
U
3
=
ИК
3
.

Напряжение при последовательном соединении проводов равно сумме напряжений на отдельных участках (проводниках) электрической цепи.

U
=
U
1
+
U
2
+
U
3

Закон Ома, напряжение U 1,
U 2 на жилах равны U
1
=
ИК
1
, г.
U
2
=
ИК
2
, г.
В соответствии со вторым правилом Кирхгофа напряжение на всем участке:

U
=
U
1
+
U
2
=
ИК
1
+
ИК
2

знак равно
I (R
1
+
R
2
) =
I Р.
Получаем: R
=
R
1
+
R
2

Полное напряжение U
на проводах равно сумме напряжений U
1
, г.
U
2
,
U
3
равно: U
=
U
1
+
U
2
+
U
3
=
I
·

( R
1
+
R
2
+
R
3
)
=
ИК

где R
EKV

эквивалент сопротивления всей цепи.Отсюда: R
EKV
=
R
1
+
R
2
+
R
3

При последовательном включении сопротивление эквивалентной цепи равно сумме сопротивлений отдельных участков цепи : R
EKV =
R
1
+
R
2
+
R
3
+…

Этот результат верен для любого количества последовательно соединенных проводников.

Это следует из закона Омиша: если токи равны при последовательном соединении:

I
=
, г.
I
=
… отсюда
знак равно
или
= , то есть напряжения на отдельных участках цепи прямо пропорциональны сопротивлениям участков.

Последовательное соединение n одинаковых проводников, общее напряжение равно произведению напряжения одного U 1
по их номеру n :

U ПОСЛЕ РОЖДЕНИЯ =
n
·
U 1
. Аналогично для сопротивлений :

R
ПОСЛЕ РОДОВ
знак равно

n
·

R
1

При размыкании цепи одного из последовательно включенных потребителей ток пропадает во всей цепи, поэтому последовательное включение на практике не всегда удобно.

Невозможно услышать электрический ток и опасное напряжение (за исключением гудения высоковольтных линий и электрических установок).Токоведущие части, которые находятся под напряжением, не отличаются по внешнему виду.

В штатных режимах работы их невозможно узнать как по запаху, так и по повышенной температуре, они не отличаются. Но мы включаем пылесос в бесшумную и тихую розетку, щелкаем выключателем — и энергия, кажется, берется из ниоткуда, сама по себе материализуется в виде шума и сжатия внутри бытового прибора.

Опять же, если воткнуть два гвоздя в гнезда розетки и схватить их, то буквально всем телом мы почувствуем реальность и объективность существования электрического тока… Делать это, конечно, категорически не рекомендуется. Но примеры пылесоса и гвоздей показывают нам, что изучение и понимание основ электротехники может помочь вам безопасно обращаться с электричеством в домашних условиях и устранить суеверные предубеждения относительно электрического тока и напряжения.

Итак, давайте рассмотрим один, наиболее ценный закон электротехники, который полезно знать. И мы постараемся сделать это максимально популярным способом.

Закон Ома

1.Дифференциальная форма записи закона Ома

Самый главный закон электротехники — это, конечно, закон Ома … О его существовании знают даже люди, не имеющие отношения к электротехнике. А пока вопрос «А вы знаете закон Ома?» в технических вузах — ловушка для самонадеянных и заносчивых школьников. Товарищ, конечно же, отвечает, что прекрасно знает закон Ома, и тогда к нему обращаются с просьбой привести этот закон в дифференциальную форму.Именно тогда оказывается, что школьник или первокурсник еще учится и учится.

Однако дифференциальная форма записи закона Ома практически не применима. Он отражает взаимосвязь между плотностью тока и напряженностью поля:

где G — проводимость цепи; E — сила электрического тока.

Все это попытки выразить электрический ток с учетом только физических свойств материала проводника, без учета его геометрических параметров (длины, диаметра и т. Д.)). Дифференциальная форма записи закона Ома — чистая теория, знание ее в повседневной жизни совершенно не требуется.

2. Целостная форма записи закона Ома для участка цепи

Другое дело — целостная форма записи. Также у нее есть несколько разновидностей. Самый популярный из них — закон Ома для участка цепи: I = U / R

Другими словами, ток в секции цепи всегда тем выше, чем больше напряжение, приложенное к этой секции, и тем ниже сопротивление этой секции.

Такой «вид» закона Ома просто необходим каждому, кому хоть иногда приходится иметь дело с электричеством. К счастью, зависимость довольно проста. Ведь напряжение в сети можно считать неизменным. Для розетки это 220 вольт. Следовательно, получается, что ток в цепи зависит только от сопротивления цепи, подключенной к розетке. Отсюда простая мораль: за этим сопротивлением нужно следить.

Короткие замыкания, о которых все знают, случаются именно из-за низкого сопротивления внешней цепи.Предположим, что из-за неправильного соединения проводов в ответвительной коробке фазный и нулевой провода соединены между собой напрямую. Тогда сопротивление участка схемы резко упадет почти до нуля, а также резко возрастет ток до очень большого значения. Если разводка сделана правильно, сработает автоматический выключатель, а если его нет, либо он неисправен или выбран неправильно, то провод не справится с повышенным током, он нагреется, оплавится и, возможно, станет причиной огонь.

Но бывает, что причиной короткого замыкания становятся устройства, которые подключены к розетке и проработали более часа … Типичный случай — вентилятор, обмотки двигателя которого перегрелись из-за заклинивания лопастей. Изоляция обмоток двигателя не рассчитана на серьезный нагрев, она быстро портится. В результате возникают межвитковые замыкания, которые снижают сопротивление, а также в соответствии с законом Ома приводят к увеличению тока.

Повышенный ток, в свою очередь, приводит к тому, что изоляция обмоток становится полностью непригодной для использования, и возникает уже не межвитковое замыкание, а настоящее полноценное короткое замыкание.Ток идет в дополнение к обмоткам, сразу от фазы к нейтральному проводу. Правда, все вышеперечисленное может произойти только с очень простым и дешевым вентилятором, не оснащенным термозащитой.

Закон Ома для переменного тока

Следует отметить, что приведенная выше запись закона Ома описывает участок цепи с постоянным напряжением. В сетях переменного тока возникает дополнительное реактивное сопротивление, и полное сопротивление становится квадратным корнем из суммы квадратов активного и реактивного сопротивления.

Закон Ома для участка цепи переменного тока принимает вид: I = U / Z ,

где Z — полное сопротивление цепи.

Но большое реактивное сопротивление характерно, прежде всего, для мощных электрических машин и силовых преобразователей. Практически полностью активны бытовые электроприборы и осветительные приборы внутреннего электрического сопротивления. Поэтому в повседневной жизни для расчетов можно использовать простейшую форму записи закона Ома: I = U / R.

3. Интегральное обозначение для полной схемы

Поскольку существует форма записи закона для участка цепи, то существует и закон Ома для полной цепи: I = E / (r + R) .

Здесь r — внутреннее сопротивление источника ЭДС сети, а R — полное сопротивление самой цепи.

Согласно физической модели, чтобы проиллюстрировать этот подвид закона Ома, не нужно далеко ходить — это бортовая электрическая сеть автомобиля, в котором аккумулятор является источником ЭДС.Нельзя предполагать, что сопротивление аккумулятора равно абсолютному нулю, поэтому даже при прямом замыкании между его выводами (без сопротивления R) ток будет расти не до бесконечности, а просто до большого значения. Однако этого высокого значения, конечно, достаточно, чтобы провода расплавились, а обшивка автомобиля воспламенилась. Поэтому электрические цепи автомобилей защищены от короткого замыкания с помощью предохранителей.

Этой защиты может быть недостаточно, если короткое замыкание происходит перед блоком предохранителей относительно аккумулятора или если один из предохранителей заменен на кусок медного провода.Тогда спасение только одно — необходимо как можно скорее полностью разомкнуть цепь, отбросив назад «массу», то есть отрицательную клемму.

4. Интегральная форма записи закона Ома для участка цепи, содержащего источник ЭДС

Следует также отметить, что существует другой вид закона Ома — для участка цепи, содержащего источник ЭДС:

Здесь U — разность потенциалов в начале и в конце рассматриваемого участка схемы.Знак перед значением ЭДС зависит от его направленности относительно напряжения. Часто бывает необходимо использовать закон Ома для участка цепи при определении параметров схемы, когда часть схемы недоступна для детального изучения и нас не интересует. Допустим, он скрыт неразъемными частями тела. Остальная схема содержит источник ЭДС и элементы с известным сопротивлением. Затем, измерив напряжение на входе неизвестного участка цепи, можно рассчитать ток, а затем и сопротивление неизвестного элемента.

выводы

Таким образом, мы видим, что «простой» закон Ома далеко не так прост, как кто-то мог подумать. Знание всех форм интегральной записи законов Ома позволяет понять и легко запомнить многие требования электробезопасности, а также обрести уверенность в обращении с электричеством.

Физический закон, определяющий взаимосвязь (или электрическое напряжение) с силой тока, протекающего в проводнике, и сопротивлением проводника.Установлен Георгом Омом в 1826 году и назван в его честь.

Закон Ома для переменного тока

Приведенные выше соображения относительно свойств электрической цепи при использовании источника (генератора) с переменной ЭДС во времени остаются в силе. Только учет конкретных свойств потребителя подлежит особому учету, приводящему к различию сроков достижения своих максимальных значений напряжения и тока, то есть с учетом фазового сдвига.

Если ток синусоидальный с циклической частотой ω (\ displaystyle \ omega), а в цепи есть не только активные, но и реактивные составляющие (емкость, индуктивность), то закон Ома является обобщенным; включенные в него количества становятся сложными:

U = I ⋅ Z (\ Displaystyle \ mathbb (U) = \ mathbb (I) \ cdot Z)

  • U = U 0 e i ω t
    — напряжение или разность потенциалов,
  • I — сила тока,
  • Z = Re i δ — комплексное сопротивление (электрическое сопротивление),
  • R = √ R a 2 + R r 2

    — полное сопротивление,

  • R r = ω L — 1 / (ω C )
    — реактивное сопротивление (разница между индуктивным и емкостным),
  • R a — активное (омическое) сопротивление, не зависящее от частоты,
  • δ = — арктангенс ( R r / R a )
    — фазовый сдвиг между напряжением и током.

В этом случае переход от комплексных переменных в значениях тока и напряжения к действительным (измеренным) значениям можно произвести, взяв действительную или мнимую часть (но во всех элементах схемы одинаково!) комплексные значения этих величин. (i (\ omega t + \ varphi)),) что Im \ u2061 U = U.(\ displaystyle \ operatorname (Im) \ mathbb (U) = U.) Тогда все значения токов и напряжений в цепи следует рассматривать как F = Im \ u2061 F (\ displaystyle F = \ OperatorName (Im) \ mathbb (F))

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта «Записки электрика» ..

Сегодня открываю новый раздел на сайте под названием.

В этом разделе я постараюсь объяснить вам вопросы электротехники в наглядной и простой форме.Сразу скажу, что мы не будем углубляться в теоретические знания, но познакомимся с основами в достаточном порядке.

Первое, с чем я хочу вас познакомить, это закон Ома для участка цепи. Это самый основной закон, который должен знать каждый.

Знание этого закона позволит нам свободно и точно определять значения силы тока, напряжения (разности потенциалов) и сопротивления на участке цепи.

Кто такой Ом? Немного истории

Закон Ома был открыт известным немецким физиком Георгом Симоном Омом в 1826 году.Вот как он выглядел.

Я не буду рассказывать вам всю биографию Георга Ома. Более подробно об этом можно узнать на других ресурсах.

Скажу только самое главное.

Его именем назван самый основной закон электротехники, который мы активно используем в сложных расчетах в проектировании, производстве и в быту.

Закон Ома для однородного участка цепи следующий:

I — значение тока, проходящего через участок цепи (измеряется в амперах)

U — значение напряжения на участке цепи (измеряется в вольтах)

R — значение сопротивления участка цепи (в Ом)

Если формулу объяснить словами, то окажется, что сила тока пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

Проведем эксперимент

Чтобы понять формулу не на словах, а на деле, необходимо собрать следующую схему:

Цель этой статьи — проиллюстрировать, как использовать закон Ома для участка цепи. Поэтому я собрал эту схему на своем верстаке. Смотрите ниже, как это выглядит.

Используя управляющую кнопку (выбор), вы можете выбрать либо постоянное напряжение, либо переменное напряжение на выходе.В нашем случае используется постоянное напряжение. Уровень напряжения меняю с помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТР).

В нашем эксперименте я буду использовать напряжение на участке цепи, равное 220 (В). Смотрим регулировку выходного напряжения с помощью вольтметра.

Теперь мы полностью готовы провести собственный эксперимент и проверить закон Ома на практике.

Ниже я приведу 3 примера. В каждом примере мы будем определять желаемое значение двумя способами: по формуле и практическим путем.

Пример № 1

В первом примере нам нужно найти ток (I) в цепи, зная величину источника постоянного напряжения и величину сопротивления светодиодной лампочки.

Напряжение источника постоянного напряжения U = 220 (В) … Сопротивление светодиодной лампочки R = 40740 (Ом) .

По формуле находим ток в цепи:

I = U / R = 220/40740 = 0.0054 (А)

Подключаем последовательно к светодиодной лампе, включенной в режиме амперметра, измеряем ток в цепи.

Мультиметр отображает ток в цепи. Его значение составляет 5,4 (мА) или 0,0054 (А), что соответствует току, найденному по формуле.

Пример № 2

Во втором примере нам нужно найти напряжение (U) на участке цепи, зная величину тока в цепи и величину сопротивления светодиодной лампочки.

I = 0,0054 (А)

R = 40740 (Ом)

По формуле находим напряжение участка цепи:

U = I * R = 0,0054 * 40740 = 219,9 (В) = 220 (В)

А теперь проверим результат на практике.

Подключаем мультиметр параллельно светодиодной лампочке, включенной в режиме вольтметра, и замеряем напряжение.

Мультиметр отображает измеренное напряжение. Его значение составляет 220 (В), что соответствует напряжению, найденному по формуле закона Ома для участка цепи.

Пример № 3

В третьем примере нам нужно найти сопротивление (R) участка схемы, зная величину тока в цепи и значение напряжения участка схемы.

I = 0,0054 (А)

U = 220 (В)

Опять воспользуемся формулой и найдем сопротивление участка цепи:

R = U / I = 220/0.0054 = 40740,7 (Ом)

А теперь проверим результат на практике.

Измеряем сопротивление светодиодной лампочки мультиметром.

Получилось значение R = 40740 (Ом) , что соответствует найденному по формуле сопротивлению.

Как легко запомнить закон Ома для участка цепи !!!

Чтобы не запутаться и легко запомнить формулу, можно воспользоваться небольшой подсказкой, которую можно сделать самостоятельно.

Нарисуйте треугольник и введите в него параметры электрической цепи, как показано на рисунке ниже. У вас должно получиться вот так.

Как им пользоваться?

Использовать треугольник подсказки очень легко и просто. Закройте пальцем параметр цепочки, который хотите найти.

Если оставшиеся в треугольнике параметры находятся на одном уровне, то их необходимо умножить.

Если оставшиеся в треугольнике параметры расположены на разных уровнях, то необходимо разделить верхний параметр на нижний.

С помощью треугольника подсказки вы не запутаетесь в формуле. Но лучше все-таки выучить, как таблицу умножения.

выводы

В конце статьи сделаю вывод.

Электрический ток — это направленный поток электронов из точки B с потенциалом минус в точку A с потенциалом плюс. И чем выше разность потенциалов между этими точками, тем больше электронов переместится из точки B в точку A, i.е. ток в цепи увеличится при условии, что сопротивление цепи останется неизменным.

Но сопротивление лампочки противодействует прохождению электрического тока. И чем больше сопротивление в цепи (последовательное соединение нескольких лампочек), тем меньше ток в цепи, при постоянном сетевом напряжении.

П.С. Здесь в Интернете я нашел забавную, но пояснительную карикатуру на закон Ома для участка цепи.

Закон

Ома — Университетская физика, том 2

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

  • Опишите закон Ома
  • Признать, когда закон Ома применим, а когда нет

До сих пор в этой главе мы обсуждали три электрических свойства: ток, напряжение и сопротивление.Оказывается, что многие материалы демонстрируют простую взаимосвязь между значениями этих свойств, известную как закон Ома. Многие другие материалы не демонстрируют эту взаимосвязь, поэтому, несмотря на то, что они называются законом Ома, они не считаются законом природы, как законы Ньютона или законы термодинамики. Но это очень полезно для расчетов с материалами, которые подчиняются закону Ома.

Описание закона Ома

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

Это важное соотношение лежит в основе закона Ома. Его можно рассматривать как причинно-следственную связь, в которой напряжение является причиной, а ток — следствием. Это эмпирический закон, который означает, что это экспериментально наблюдаемое явление, подобное трению. Такая линейная взаимосвязь возникает не всегда.Любой материал, компонент или устройство, подчиняющееся закону Ома, где ток, проходящий через устройство, пропорционален приложенному напряжению, называют омическим материалом или омическим компонентом. Любой материал или компонент, который не подчиняется закону Ома, известен как неомический материал или неомический компонент.

Эксперимент Ома

В статье, опубликованной в 1827 году, Георг Ом описал эксперимент, в котором он измерял напряжение и ток в различных простых электрических цепях, содержащих провода различной длины.Аналогичный эксперимент показан на (Рисунок). Этот эксперимент используется для наблюдения за током через резистор, возникающим в результате приложенного напряжения. В этой простой схеме резистор включен последовательно с батареей. Напряжение измеряется вольтметром, который необходимо разместить на резисторе (параллельно резистору). Ток измеряется амперметром, который должен быть на одной линии с резистором (последовательно с резистором).

Экспериментальная установка, используемая для определения того, является ли резистор омическим или неомическим устройством.(a) Когда аккумулятор установлен, ток течет по часовой стрелке, а вольтметр и амперметр показывают положительные значения. (b) Когда выводы батареи переключаются, ток течет против часовой стрелки, а вольтметр и амперметр показывают отрицательные показания.

В этой обновленной версии оригинального эксперимента Ома было выполнено несколько измерений тока для нескольких различных напряжений. Когда батарея была подключена, как показано на (Рисунок) (а), ток протекал по часовой стрелке, и показания вольтметра и амперметра были положительными.Изменится ли поведение тока, если ток течет в обратном направлении? Чтобы заставить ток течь в обратном направлении, выводы батареи можно переключить. При переключении выводов аккумуляторной батареи показания вольтметра и амперметра были отрицательными, поскольку ток протекал в обратном направлении, в данном случае против часовой стрелки. Результаты аналогичного эксперимента показаны на (Рисунок).

Резистор вставлен в цепь с батареей.Приложенное напряжение изменяется от -10,00 В до +10,00 В, увеличиваясь с шагом 1,00 В. График показывает значения напряжения в зависимости от тока, типичные для того, что может обнаружить случайный экспериментатор.

В этом эксперименте напряжение, приложенное к резистору, изменяется от -10,00 до +10,00 В с шагом 1,00 В. Измеряются ток через резистор и напряжение на резисторе. Построен график зависимости напряжения от тока, и результат будет приблизительно линейным.Наклон линии — это сопротивление или напряжение, деленное на ток. Этот результат известен как закон Ома:

, где В, — это напряжение, измеренное в вольтах на рассматриваемом объекте, I — ток, измеренный через объект в амперах, и R — сопротивление в единицах Ом. Как было сказано ранее, любое устройство, которое показывает линейную зависимость между напряжением и током, известно как омическое устройство. Следовательно, резистор — это омическое устройство.

Проверьте свое понимание Напряжение, подаваемое в ваш дом, изменяется как. Если к этому напряжению подключить резистор, будет ли действовать закон Ома?

Да, закон Ома все еще в силе. В каждый момент времени ток равен, поэтому ток также является функцией времени.

Безомические устройства не показывают линейной зависимости между напряжением и током. Одним из таких устройств является элемент полупроводниковой схемы, известный как диод.Диод — это схемное устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении. Схема простой схемы, состоящей из батареи, диода и резистора, показана на (рисунок). Хотя мы не рассматриваем теорию диода в этом разделе, диод можно протестировать, чтобы определить, является ли он омическим или неомическим устройством.

Диод — это полупроводниковое устройство, которое пропускает ток только в том случае, если диод смещен в прямом направлении, что означает, что анод положительный, а катод отрицательный.

График зависимости тока от напряжения показан на (Рисунок).Обратите внимание, что поведение диода показано как зависимость тока от напряжения, тогда как работа резистора показана как зависимость напряжения от тока. Диод состоит из анода и катода. Когда анод имеет отрицательный потенциал, а катод — положительный потенциал, как показано в части (а), говорят, что диод имеет обратное смещение. При обратном смещении диод имеет очень большое сопротивление, и через диод и резистор протекает очень небольшой ток — практически нулевой ток. По мере увеличения напряжения, приложенного к цепи, ток остается практически нулевым, пока напряжение не достигнет напряжения пробоя и диод не будет проводить ток, как показано на (Рисунок).Когда аккумулятор и потенциал на диоде меняются местами, что делает анод положительным, а катод отрицательным, диод проводит, и ток течет через диод, если напряжение больше 0,7 В. Сопротивление диода близко к нулю. (Это причина наличия резистора в цепи; если бы его не было, ток стал бы очень большим.) Из графика (Рисунок) видно, что напряжение и ток не имеют линейной зависимости. Таким образом, диод представляет собой пример безомного устройства.

Когда напряжение на диоде отрицательное и небольшое, через диод протекает очень небольшой ток. Когда напряжение достигает напряжения пробоя, диод проводит ток. Когда напряжение на диоде положительное и превышает 0,7 В (фактическое значение напряжения зависит от диода), диод проводит. По мере увеличения приложенного напряжения ток через диод увеличивается, но напряжение на диоде остается примерно 0,7 В.

Закон Ома обычно формулируется как, но первоначально он был сформулирован как микроскопическое изображение с точки зрения плотности тока, проводимости и электрического поля.Этот микроскопический взгляд предполагает, что пропорциональность обусловлена ​​дрейфовой скоростью свободных электронов в металле, возникающей в результате приложенного электрического поля. Как было сказано ранее, плотность тока пропорциональна приложенному электрическому полю. Переформулировка закона Ома приписывается Густаву Кирхгофу, имя которого мы снова увидим в следующей главе.

Определение закона Ома

| DeepAI

Что такое закон Ома?

Закон

Ома гласит, что ток, протекающий через проводник в двух точках, прямо пропорционален напряжению при постоянном сопротивлении.Закон назван в честь немецкого физика Георга Ома, эксперименты которого легли в основу его основы. Закон Ома представлен уравнением I = V / R, где I — ток в амперах, V — напряжение, измеренное между двумя точками проводника, а R — сопротивление, определенное в Ом. Закон гласит, что сопротивление остается постоянным, независимо от силы тока. Закон Ома используется как общий принцип для понимания проводимости материалов в изменяющемся диапазоне электрических токов.Материалы можно определить как омические или неомические, в зависимости от того, соответствуют ли они нормам закона.

Применение закона Ома

Закон Ома иногда приводится в качестве примеров и обозначается в нескольких вариантах. Например, закон Ома можно определить как:

I = V / R

В = ИК

R = V / I

Взаимозаменяемость определений иногда отображается в виде трехстрочного треугольника с буквой V наверху и обозначениями I и R внизу. Взаимозаменяемое определение отображается как:

Эти различные определения часто встречаются в процессе анализа схем.Анализ цепи — это напряжения и токи через каждый компонент в сети. Каждый компонент можно определить как омический или неомический.

Закон Ома и линейные приближения

Закон Ома можно визуализировать с помощью линейных функций. Если компонент действительно омический, его сопротивление не будет увеличиваться, независимо от увеличения или уменьшения напряжения. Короче говоря, отношение V к I постоянно, что приводит к прямой линии на графике. Если компонент неомический, то нанесенная на график линия может изгибаться, представляя непостоянное соотношение между током и напряжением.На графиках ниже показаны различия между омическими и неомическими компонентами.

Автор Sbyrnes321 — Собственная работа, CC0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=17718257

Закон Ома

Закон Ома

Закон Ома описывает основные математические зависимости электричества. Закон был назван в честь немецкого физика Джорджа Симона Ома (1789–1854). По сути, закон Ома гласит, что ток (поток электронов) через проводник прямо пропорционален напряжению (электрическому давлению), приложенному к этому проводнику, и обратно пропорционален сопротивлению проводника.Единица измерения сопротивления называется ом. Символ ома — греческая буква омега (Ω). В математических формулах заглавная буква R обозначает сопротивление. Сопротивление проводника и приложенное к нему напряжение определяют количество ампер тока, протекающего по проводнику. Таким образом, сопротивление 1 Ом ограничивает ток до 1 ампера в проводнике, к которому приложено напряжение 1 вольт. Основная формула, выведенная из закона Ома: E = I × R (E = электродвижущая сила, измеренная в вольтах, I = протекающий ток, измеренный в амперах, и R = сопротивление, измеренное в омах).Эту формулу также можно записать для определения силы тока или сопротивления:

Закон Ома дает основу для математических формул, которые предсказывают реакцию электричества на определенные условия. [Рис. 9-1] Например, закон Ома можно использовать для расчета того, что лампа с сопротивлением 12 Ом (Ом) пропускает ток 2 А при подключении к источнику питания постоянного тока на 24 В.

Рисунок 9-1. Закон Ома используется для расчета силы тока, пропускаемого лампой при подключении к источнику постоянного тока напряжением 24 В.

Пример 1

В цепи посадочного света на 28 В имеется лампа с сопротивлением 4 Ом. Рассчитайте полный ток цепи.

Пример 2

28-вольтная цепь загрузки устройства от обледенения имеет ток 6,5 ампер. Рассчитайте сопротивление ботинка от льда.

Пример 3

Фонарь такси имеет сопротивление 4,9 Ом и общий ток 2,85 ампер. Рассчитайте напряжение в системе.

При поиске и устранении неисправностей в электрических цепях самолета всегда полезно учитывать закон Ома.Хорошее понимание взаимосвязи между сопротивлением и протеканием тока может помочь определить, есть ли в цепи обрыв или короткое замыкание.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *