Закон ома своими словами: Закон Ома простыми словами | Статьи ЦентрЭнергоЭкспертизы

Содержание

Закон Ома простыми словами | Статьи ЦентрЭнергоЭкспертизы

Из школьного курса физики многим из нас наверняка известен закон Ома, хотя для большинства это знание не дает гарантии его понимания. Тем не менее, он является базовым для всех людей связанных с электрикой и электроникой, поэтому попробуем найти простое объяснение одному из главных законов электротехники. Для начала попробуем разобраться с основными понятиями физики, характеризующими простейшую электрическую цепь.

  1. Электрический ток можно представить в виде потока свободных заряженных частиц (электронов), протекающих в проводнике. Чем большее количество электронов проходит через него за единицу времени, тем больше сила тока I, физическая величина, измеряемая в амперах (А).
  2. Движение свободных электронов не происходит само по себе, оно обусловлено разностью потенциалов, приложенных к обоим концам проводника и определяющих другую физическую величину – напряжение. Чем выше величина напряжения U, измеряемого в вольтах (В) тем больше поток электронов.
  3. В процессе движения свободные электроны сталкиваются с атомами кристаллической решетки металла проводника, вызывая его разогрев. «Потревоженные» атомы оказывают дополнительное препятствие передвижению заряженных частиц, такое свойство материалов, через которые вынужден протекать ток, называется электрическим сопротивлением R и измеряется в омах (Ом).

Итак, мы подошли непосредственно к закону, открытому эмпирическим путем немецким физиком Георгом Симоном Омом, имя которого закон и носит.

Суть и разнообразие формулировок закона

Как становится очевидным, Ом вывел взаимную зависимость напряжения, силы тока и сопротивления нагрузки для участка цепи (коим, собственно, эта нагрузка является), которая оказалась фундаментальным физическим законом. Согласно ему сила тока, протекающая через участок цепи, пропорциональна приложенному к нему напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка:

I = U/R,

в иной интерпретации он выглядит как:

U = I·R или R = U/I.

Эти простейшие физические формулы справедливы для участка цепи питаемого постоянным током, в несколько видоизмененном виде законы Ома действительны для полной (замкнутой) цепи или для любых электрических цепей, питаемых переменным током.

Для полной цепи необходимо учитывать как сопротивление нагрузки, так и включенное с ним последовательно внутреннее сопротивление источника питания r, величина напряжения при этом равна ЭДС источника ε. Закон Ома в этом случае выглядит как:

I = ε⁄(R+r)·

В случае переменного тока приходится учитывать реактивный характер нагрузок, поэтому активное сопротивление R следует заменить полным сопротивлением Z, учитывающим реактивные составляющие.

Чтобы понять суть закона, на практике часто приводят примеры из гидравлики, где:

  • роль напряжения исполняет водонапорная башня;
  • роль тока поток воды в отводящей трубе;
  • аналог сопротивления диаметр самой трубы.

Легко представить, что чем выше резервуар с водой, тем больше потенциальная энергия ею запасенная (аналог напряжения) и тем сильнее будет напор жидкости в трубе (сила тока), определяющий расход. Кроме того на расход жидкости влияет диаметр трубы (аналог сопротивления) – чем он меньше (сопротивление выше) тем меньше расход.

Запомнить формулы закона Ома для участка цепи проще воспользовавшись треугольником Ома, разбитым на три части. В верхней, представляющей собой числитель находится U, в разбитом надвое знаменателе (нижняя часть) расположены I и R. Прикрывая искомую величину, мы получаем формулу для ее определения.

Смотрите также другие статьи :

Как сопротивление влияет на падение напряжения?

Предположим такой отрезок кабеля понадобится для питания нагрузки током в 10 А, соответственно падение напряжения на кабеле составит почти 12 В. Для сети 220 В такая разница мало критична и в худшем случае может грозить незначительная потеря мощности.

Подробнее…

На что влияет направление вращения фаз

По сути, это направление, в котором должно вращаться магнитное поле, определяющее направление вращения ротора в трехфазных асинхронных электродвигателях. На практике мы видим, что направление вращения ротора в асинхронных двигателях очень просто поменять переменой всего двух фаз местами, при этом меняется чередование фаз с прямой на обратную последовательность.

Подробнее…

простое объяснение для чайников с формулой и понятиями

 

Говорят: «не знаешь закон Ома – сиди дома». Так давайте же узнаем (вспомним), что это за закон, и смело пойдем гулять.

Основные понятия закона Ома

Как понять закон Ома? Нужно просто разобраться в том, что есть что в его определении. И начать следует с определения силы тока, напряжения и сопротивления.

Сила тока I

Пусть в каком-то проводнике течет ток. То есть, происходит направленное движение заряженных частиц – допустим, это электроны. Каждый электрон обладает элементарным электрическим зарядом (e= -1,60217662 × 10-19 Кулона). В таком случае через некоторую поверхность за определенный промежуток времени пройдет конкретный электрический заряд, равный сумме всех зарядов протекших электронов.

Отношение заряда к времени и называется силой тока. Чем больший заряд проходит через проводник за определенное время, тем больше сила тока. Сила тока измеряется в Амперах.

Напряжение U, или разность потенциалов

Это как раз та штука, которая заставляет электроны двигаться. Электрический потенциал характеризует способность поля совершать работу по переносу заряда из одной точки в другую. Так, между двумя точками проводника существует разность потенциалов, и электрическое поле совершает работу по переносу заряда.

Физическая величина, равная работе эффективного электрического поля при переносе электрического заряда, и называется напряжением. Измеряется в Вольтах. Один Вольт – это напряжение, которое при перемещении заряда в 1 Кл совершает работу, равную 1 Джоуль.

Сопротивление R

Ток, как известно, течет в проводнике. Пусть это будет какой-нибудь провод. Двигаясь по проводу под действием поля, электроны сталкиваются с атомами провода, проводник греется, атомы в кристаллической решетке начинают колебаться, создавая электронам еще больше проблем для передвижения. Именно это явление и называется сопротивлением. Оно зависит от температуры, материала, сечения проводника и измеряется в

Омах.

 

Памятник Георгу Симону Ому

 

Формулировка и объяснение закона Ома

Закон немецкого учителя Георга Ома очень прост. Он гласит:

Сила тока на участке цепи прямо пропорционально напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

Георг Ом вывел этот закон экспериментально (эмпирически) в 1826 году. Естественно, чем больше сопротивление участка цепи, тем меньше будет сила тока. Соответственно, чем больше напряжение, тем и ток будет больше.

Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

Данная формулировка закона Ома – самая простая и подходит для участка цепи. Говоря «участок цепи» мы подразумеваем, что это однородный участок, на котором нет источников тока с ЭДС. Говоря проще, этот участок содержит какое-то сопротивление, но на нем нет батарейки, обеспечивающей сам ток.

Если рассматривать закон Ома для полной цепи, формулировка его будет немного иной.

Пусть  у нас есть цепь, в ней есть источник тока, создающий напряжение, и какое-то сопротивление.

Закон запишется в следующем виде:

Объяснение закона Ома для полой цепи принципиально не отличается от объяснения для участка цепи. Как видим, сопротивление складывается из собственно сопротивления и внутреннего сопротивления источника тока, а вместо напряжения в формуле фигурирует электродвижущая сила источника.

Кстати, о том, что такое что такое ЭДС, читайте в нашей отдельной статье.

Как понять закон Ома?

Чтобы интуитивно понять закон Ома, обратимся к аналогии представления тока в виде жидкости. Именно так думал Георг Ом, когда проводил опыты, благодаря которым был открыт закон, названный его именем.

Представим, что ток – это не движение частиц-носителей заряда в проводнике, а движение потока воды в трубе.  Сначала воду насосом поднимают на водокачку, а оттуда, под действием потенциальной энергии, она стремиться вниз и течет по трубе. Причем, чем выше насос закачает воду, тем быстрее она потечет в трубе.

Отсюда следует вывод, что скорость потока воды (сила тока в проводе) будет тем больше, чем больше потенциальная энергия воды (разность потенциалов)

Сила тока прямо пропорциональна напряжению.

Теперь обратимся к сопротивлению. Гидравлическое сопротивление – это сопротивление трубы, обусловленное ее диаметром и шероховатостью стенок. Логично предположить, что чем больше диаметр, тем меньше сопротивление трубы, и тем большее количество воды (больший ток) протечет через ее сечение.

Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению.

Такую аналогию можно проводить лишь для принципиального понимания закона Ома, так как его первозданный вид – на самом деле довольно грубое приближение, которое, тем не менее, находит отличное применение на практике.

В действительности, сопротивление вещества обусловлено колебанием атомов кристаллической решетки, а ток – движением свободных носителей заряда. В металлах свободными носителями являются электроны, сорвавшиеся с атомных орбит.

 

Ток в проводнике

 

В данной статье мы постарались дать простое объяснение закона Ома. Знание этих на первый взгляд простых вещей может сослужить Вам неплохую службу на экзамене. Конечно, мы привели его простейшую формулировку закона Ома и не будем сейчас лезть в дебри высшей физики, разбираясь с активным и реактивным сопротивлениями и прочими тонкостями.

Если у Вас возникнет такая необходимость, Вам с удовольствием помогут сотрудники нашего студенческого сервиса. А напоследок предлагаем Вам посмотреть интересное видео про закон Ома. Это действительно познавательно!

для участка цепи, для полной цепи +ВИДЕО

Чтобы хоть немного разбираться в электрике, необходимо знать основополагающие законы. Один из них — закон Ома. С него начинают изучение электрики и не зря. Он иллюстрирует зависимость параметров электрической цепи друг от друга. 

Содержание статьи

Как звучит закон Ома для участка цепи

Есть говорить об официальной формулировке, то закон Ома можно озвучить так:

Сила тока имеет прямую зависимость от напряжения и обратную от сопротивления. Это высказывание справедливо для участка цепи с каким-то определенным и стабильным сопротивлением.

Формула этой зависимости на рисунке. Тут I — это сила тока, U — напряжение, R — сопротивление.

Формула закона Ома

  • Чем больше напряжение, тем больше ток.
  • Чем больше сопротивление, тем ток меньше.

Не так легко представить себе смысл этого выражения. Ведь электричество нельзя увидеть. Мы только приблизительно знаем что это такое. Попытаемся уяснить себе смысл этого закона при помощи аналогий.

Разбираемся что такое ток и сопротивление

Начнем с понятия электрического тока. Если говорить коротко, электрический ток применительно к металлам — это направленное движение электронов — отрицательно заряженных частиц. Их обычно представляют в виде небольших кружочков. В спокойном состоянии они передвигаются хаотически, постоянно меняя свое направление. При определенных условиях — возникновении разницы потенциалов — эти частицы начинают определенное движение в какую-то сторону. Вот это движение и есть электрический ток.

Чтобы было понятнее,  можно сравнить электроны с водой, разлитой на какой-то плоскости. Пока плоскость неподвижна, вода не движется. Но, как только появился наклон (возникла разница потенциалов), вода пришла в движение. С электронами примерно так же.

Примерно так можно себе представить электрический ток

Теперь надо понять, что такое сопротивление и почему с силой тока у них обратная связь: чем выше сопротивление, тем меньше ток. Как известно, электроны движутся по проводнику. Обычно это металлические провода, так как металлы обладают хорошей способностью проводить электрический ток. Мы знаем, что металл имеет плотную кристаллическую решетку: много частиц, которые расположены близко и связаны между собой. Электроны, пробираясь между атомами металла, на них наталкиваются, что затрудняет их движение. Это помогает проиллюстрировать сопротивление, которое оказывает проводник. Вот теперь становится понятным, почему, чем выше сопротивление, тем меньше сила тока — чем больше частиц, тем электронам сложнее преодолевать путь, делают они это медленнее. С этим, вроде, разобрались.

Если у вас есть желание проверить эту зависимость опытным путем, найдите переменный резистор, соедините последовательно резистор — амперметр — источник тока (батарейка). Еще желательно в цепь вставить выключатель — обычный тумблер.

Цепь для проверки зависимости силы тока от сопротивления

Крутя ручку резистора вы изменяете сопротивление. При этом показания на амперметре, который измеряет силу тока, тоже меняются. Причем чем больше сопротивление, тем меньше отклоняется стрелка — меньше ток. Чем сопротивление меньше — тем сильнее отклоняется стрелка — ток больше.

Вместо стрелочного прибора можно использовать цифровой мультиметр в режиме измерения постоянного тока. В этом случае отслеживаются показания на жидкокристаллическом цифровом табло.

Зависимость тока от сопротивления почти линейная, то есть на графике отражается почти прямой линией. Почему почти — об этом надо говорить отдельно, но это другая история.

Говорим о напряжении

Не менее важно понять что такое напряжение. Давайте сразу начнем с аналогии и снова используем воду. Пусть в воронке находится вода. Она просачивается через узкое горлышко, которое создает сопротивление. Если представить, что на воду уложили груз, движение воды ускорится. Этот груз — и есть напряжение. И теперь тоже понятно, почему чем выше напряжение, тем сильнее ток — чем сильнее давление, тем быстрее будет двигаться вода. То есть, зависимость прямая: больше напряжение — больше ток. И именно это положение отражает закон Ома — «давление» стоит в числителе (в верхней части дроби).

Можно попробовать представить напряжение по-другому. Есть все те же электроны, которые скопились на одном краю источника питания. На втором краю их мало. Так как каждый из электронов имеет какой-то заряд, там, где их много, суммарный заряд больше, где мало — меньше. Разница между зарядами и есть напряжение. Это тоже несложно представить. С точки зрения электричества — это более корректное представление, хоть и не точное.

На тему закона Ома есть немало забавных картинок, позволяющих чуть лучше понять все эти явления. Одна из них перед вами и иллюстрирует, как ток зависит от напряжения и сопротивления. Смотрите что получается: сопротивление старается уменьшить ток (обратная зависимость), а с ростом напряжения он увеличивается (прямая зависимость). Это и есть закон Ома, но переданный простыми словами.

Благодаря картинке просто понять зависимость тока от напряжения и сопротивления

Если вы хотите убедиться и в этой зависимости, тоже надо создать простенькую цепь. Но нужен будет либо регулируемый источник питания, либо несколько батареек, которые выдают разное напряжение. Или можно последовательно включать несколько батареек — тоже вариант. Но менять/подпаивать батарейки надо при разорванной цепи (выключенном тумблере).

В этой схеме используются два измерительных прибора: амперметр включается последовательно с нагрузкой (резистор на схеме ниже), вольтметр параллельно нагрузке.

Схема для иллюстрации закона Ома

Так как другие параметры цепи остаются в норме, при увеличении напряжения мы увидим увеличение силы тока. Чем больше напряжение подаем, тем больше отклоняются стрелки вольтметра и амперметра. Если задаться целью построить график, он будет в виде прямой. Если поставить другое сопротивление, график также будет в виде прямой, но угол наклона ее изменится.

Что изменится для полной цепи

В ситуации выше рассмотрен только некоторый участок цепи, обладающий каким-то фиксированным сопротивлением. Мы предполагаем, что при определенных условиях электроны начнут движение. Причина этого движения — тот самый груз на картинке. В реальных условиях это — источник тока. Это может быть батарейка, генератор постоянного тока, подключенный шнур блока питания и т.д. При подключении источника питания к проводнику в нем начинает протекать ток. Это мы тоже знаем и наблюдаем, когда включаем лампу в сеть, ставим заряжаться мобильный телефон и т.д.

Полная цепь включает в себя источник питания

Участок цепи имеет какое-то сопротивление. Это понятно. Но источник  питания тоже имеет сопротивление. Его обычно обозначают маленько буквой r. Так как ток бежит по кругу, ему приходится преодолевать сопротивление провода и сопротивление источника тока. Вот это суммарное сопротивление цепи и источника питания — называют импеданс. Говорят еще что это комплексное сопротивление. В формуле Ома для полной цепи его отображают при помощи суммы. В знаменателе стоит сумма сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника тока (R + r).

Всем, наверное, понятно, что именно источник тока создает нужные условия для движения электронов. Все благодаря тому, что он обладает ЭДС — электродвижущей силой. Эта величина обозначается обычно E. Чем больше эта сила, тем больше ток. Это тоже, вроде, понятно. Поэтому обозначение ЭДС — латинскую букву E — ставят в числитель. Таким образом, формулировка закона Ома для полной цепи звучит так:

Сила тока прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника тока.

Вроде не слишком сложно, но можно попробовать еще проще:

  • Чем выше ЭДС источника тока, тем больше ток.
  • Чем больше суммарное сопротивление, тем ток меньше.

Как найти сопротивление, напряжение

Зная формулу закона Ома для участка цепи, мы можем рассчитать напряжение и сопротивление. Напряжение находится как произведение силы тока и сопротивления.

Формула напряжения и сопротивления по закону Ома

Сопротивление можно найти, разделив напряжение на ток. Все действительно несложно. Если мы знаем, что к участку цепи было проложено определенное напряжение и знаем какой при этом был ток, мы можем рассчитать сопротивление. Для этого напряжение делим на ток. Получаем как раз величину сопротивления этого куска цепи.

С другой стороны, если мы знаем сопротивление и силу тока, которая должна быть, мы сможем рассчитать напряжение. Надо всего лишь перемножить силу тока и сопротивление. Это даст напряжение, которое необходимо подать на этот участок цепи чтобы получить требуемый ток.

Параллельное и последовательное соединение

В электрике элементы соединяются либо последовательно — один за другим, либо параллельно — это когда к одной точке подключены несколько входов, к другой — выходы от тех же элементов.

Закон Ома для параллельного и последовательного соединения

Последовательное соединение

Как работает закон Ома для этих случаев? При последовательном соединении сила тока, протекающая через цепочку элементов, будет одинаковой. Напряжение участка цепи с последовательно подключенными элементами считается как сумма напряжений на каждом участке. Как можно это объяснить? Протекание тока через элемент — это перенос части заряда с одной его части в другую. То есть, это определенная работа. Величина этой работы и есть напряжение. Это физический смысл напряжения. Если с этим понятно, двигаемся дальше.

Последовательное соединение и параметры этого участка цепи

При последовательном соединении приходится переносить заряд по очереди через каждый элемент. И на каждом элементе это определенный «объем» работы. А чтобы найти объем работы на всем участке цепи, надо работу на каждом элементе сложить. Вот и получается, что общее напряжение — это сумма напряжений на каждом из элементов.

Точно так же — при помощи сложения — находится и общее сопротивление участка цепи. Как можно это себе представить? Ток, протекая по цепочке элементов, последовательно преодолевает все сопротивления. Одно за другим. То есть чтобы найти сопротивление, которое он преодолел, надо сопротивления сложить. Примерно так. Математический вывод более сложен, а так понять механизм действия этого закона проще.

Параллельное соединение

Параллельное соединение — это когда начала проводников/элементов сходятся в одной точке, а в другой — соединены их концы. Постараемся объяснить законы, которые справедливы для соединений этого типа. Начнем с тока. Ток какой-то величины подается в точку соединения элементов. Он разделяется, протекая по всем проводникам. Отсюда делаем вывод, что общий ток на участке равен сумме тока на каждом из элементов: I = I1 + I2 + I3.

Теперь относительно напряжения. Если напряжение — это работа по перемещению заряда, тоо работа, которая необходима на перемещение одного заряда будет одинакова на любом элементе. То есть, напряжение на каждом параллельно подключенном элементе будет одинаковым. U = U1=U2=U3. Не так весело и наглядно, как в случае с объяснением закона Ома для участка цепи, но понять можно.

Законы для параллельного соединения

Для сопротивления все несколько сложнее. Давайте введем понятие проводимости. Это характеристика, которая показывает насколько легко или сложно заряду проходить по этому проводнику. Понятно, что чем меньше сопротивление, тем проще току будет проходить. Поэтому проводимость — G — вычисляется как величина обратная сопротивлению. В формуле это выглядит так: G = 1/R.

Для чего мы говорили о проводимости? Потому что общая проводимость участка с параллельным соединением элементов равна сумме проводимости для каждого из участков. G = G1 + G2 + G3 — понять несложно. Насколько легко току будет преодолеть этот узел из параллельных элементов, зависит от проводимости каждого из элементов. Вот и получается, что их надо складывать.

Теперь можем перейти к сопротивлению. Так как проводимость — обратная к сопротивлению величина, можем получить следующую формулу: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3.

Что нам дает параллельное и последовательное соединение?

Теоретические знания — это хорошо, но как их применить на практике? Параллельно и последовательно могут соединяться элементы любого типа. Но мы рассматривали только простейшие формулы, описывающие линейные элементы. Линейные элементы — это сопротивления, которые еще называют «резисторы». Итак, вот как можно использовать полученные знания:

  • Если в наличии нет резистора большого номинала, но есть несколько более «мелких», нужное сопротивление можно получить соединив последовательно несколько резисторов. Как видите, это полезный прием.
  • Для продления срока жизни батареек, их можно соединять параллельно. Напряжение при этом, согласно закону Ома, останется прежним (можно убедиться, измерив напряжение мультиметром). А «срок жизни» сдвоенного элемента питания будет значительно больше, нежели у двух элементов, которые сменят друг друга. Только обратите внимание: параллельно соединять можно только источники питания с одинаковым потенциалом. То есть, севшую и новую батарейки соединять нельзя. Если все-таки соединить, та батарейка которая имеет больший заряд, будет стремиться зарядить менее заряженную. В результате общий их заряд упадет до низкого значения.

    Практическое применение закона Ома: можно создавать источники питания с нужным напряжением и силой тока

В общем, это наиболее распространенные варианты использования этих соединений.

Закон Ома для участка цепи

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта «Заметки электрика»..

Сегодня открываю новый раздел на сайте под названием электротехника.

В этом разделе я постараюсь в наглядной и простой форме объяснить Вам вопросы электротехники. Скажу сразу, что далеко  углубляться в теоретические знания мы не будем, но вот с основами познакомимся в достаточном порядке.

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

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

Кто такой Ом? Немного истории

Закон Ома открыл всем известный немецкий физик Георг Симон Ом в 1826 году. Вот так он выглядел.

Всю биографию Георга Ома я рассказывать Вам не буду. Про это Вы можете узнать на других ресурсах более подробно.

Скажу только самое главное.

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

Закон Ома для однородного участка цепи выглядит следующим образом:

I – значение тока, идущего через участок цепи (измеряется в амперах)

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

R – значение сопротивления участка цепи (измеряется в Омах)

Если формулу объяснить словами, то получится, что сила тока пропорциональная 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 — это показать наглядно, как использовать закон Ома для участка цепи. Поэтому я на своем рабочем стенде собрал эту схему. Смотрите ниже как она выглядит.

Сопротивление в цепи я заменил светодиодной лампочкой, обладающей определенной величиной сопротивления. Все соединения производим с помощью соединительных проводов марки ПВ-1.  Кто не знает как это сделать, то читайте мою статью как правильно соединять провода.

С помощью ключа управления (избирания) можно выбрать, либо постоянное напряжение, либо переменное напряжение на выходе. В нашем случае используется постоянное напряжения. Уровень напряжения я меняю с помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТР).

В нашем эксперименте я буду использовать напряжение на участке цепи, равное 220 (В). Контроль напряжения на выходе смотрим по вольтметру.

Теперь мы полностью готовы провести самостоятельно эксперимент и проверить закон Ома в действительности.

Ниже я приведу 3 примера. В каждом примере мы будем определять искомую величину 2 методами: с помощью формулы 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 составляет U = 220 (В). Сопротивление светодиодной лампочки равно R = 40740 (Ом).

С помощью формулы найдем ток в цепи:

 I = U/R  = 220 / 40740 = 0,0054 (А)

А теперь проверим полученный результат практическим путем. 

Подключаем последовательно светодиодной лампочке мультиметр, включенный в режиме амперметр, и замеряем ток в цепи.

На дисплее мультиметра показан ток цепи. Его значение равно 5,4 (мА) или 0,0054 (А), что соответствует току, найденному по формуле.

Пример № 2

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

I = 0,0054 (А)

R = 40740 (Ом)

С помощью формулы найдем напряжение участка цепи:

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

А теперь проверим полученный результат практическим путем. 

Подключаем параллельно светодиодной лампочке мультиметр, включенный в режиме вольтметр, и замеряем напряжение.

На дисплее мультиметра показана величина измеренного напряжения. Его значение равно 220 (В), что соответствует напряжению, найденному по формуле закона Ома для участка цепи.

Пример № 3

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

I = 0,0054 (А)

U = 220 (В)

Опять таки, воспользуемся формулой и найдем сопротивление участка цепи:

R = U/I = 220/0,0054 = 40740,7 (Ом)

А теперь проверим полученный результат практическим путем.

Сопротивление светодиодной лампочки мы измеряем с помощью электроизмерительных клещей или мультиметра.

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

Как легко запомнить Закон Ома для участка цепи!!!

Чтобы не путаться и легко запомнить формулу, можно воспользоваться небольшой подсказкой, которую Вы можете сделать самостоятельно.

Нарисуйте треугольник и впишите в него параметры электрической цепи, согласно рисунка ниже. У Вас должно получится вот так.

Как этим пользоваться?

Пользоваться треугольником-подсказкой очень легко и просто. Закрываете своим пальцем, тот параметр цепи, который необходимо найти.

Если оставшиеся на треугольнике параметры расположены на одном уровне, то значит их необходимо перемножить.

Если же оставшиеся на треугольнике параметры расположены на разном уровне, то тогда необходимо разделить верхний параметр на нижний.

С помощью треугольника-подсказки Вы не будете путаться в формуле. Но лучше все таки ее выучить, как таблицу умножения.

Выводы

В завершении статьи сделаю вывод.

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

Но сопротивление лампочки противодействует протеканию электрического тока. И чем больше сопротивление в цепи (последовательное соединение нескольких лампочек), тем меньше будет ток в цепи, при неизменном напряжении сети.

P.S. Тут в интернете нашел смешную, но поясняющую карикатуру на тему закона Ома для участка цепи. 

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Законы Кирхгофа простыми словами ⋆ diodov.net

Два закона Кирхгофа вместе с законом Ома составляют тройку законов, с помощью которых можно определить параметры электрической цепи любой сложности. Законы Кирхгофа мы будем проверять на примерах простейших электрических схем, собрать которые не составит никакого труда. Для этого понадобится несколько резисторов, пара источников питания, в качестве которых подойдут гальванические элементы (батарейки) и мультиметр.

Первый закон Кирхгофа

Первый закон Кирхгофа говорит, что сумма токов в любом узле электрической цепи равна нулю. Существует и другая, аналогичная по смыслу формулировка: сумма значений токов, входящих в узел, равна сумме значений токов, выходящих из узла.

Давайте разберем сказанное более подробно. Узлом называют место соединения трех и более проводников.

Ток, который втекает в узел, обозначается стрелкой, направленной в сторону узла, а выходящий из узла ток – стрелкой, направленной в сторону от узла.

Согласно первому закону Кирхгофа

Условно присвоили знак «+» всем входящим токам, а «-» ‑ все выходящим. Хотя это не принципиально.

1 закон Кирхгофа согласуется с законом сохранения энергии, поскольку электрические заряды не могут накапливаться в узлах, поэтому, поступающие к узлу заряды покидают его.

Убедиться в справедливости 1-го закона Кирхгофа нам поможет простая схема, состоящая из источника питания, напряжением 3 В (две последовательно соединенные батарейки по 1,5 В), три резистора разного номинала: 1 кОм, 2 кОм, 3,2 кОм (можно применять резисторы любых других номиналов). Токи будем измерять мультиметром в местах, обозначенных амперметром.

Если сложить показания трех амперметров с учетом знаков, то, согласно первому закону Кирхгофа, мы должны получить ноль:

I1 – I2 – I3 = 0.

Или показания первого амперметра А1 будет равняться сумме показаний второго А2 и третьего А3 амперметров.

Второй закон Кирхгофа

Второй закон Кирхгофа воспринимается начинающими радиолюбителями гораздо сложнее, нежели первый. Однако сейчас вы убедитесь, что он достаточно прост и понятен, если объяснять его нормальными словами, а не заумными терминами.

Упрощенно 2 закон Кирхгофа говорит: сумма ЭДС в замкнутом контуре равна сумме падений напряжений

ΣE = ΣIR

Самый простой случай данного закона разберем на примере батарейки 1,5 В и одного резистора.

Поскольку резистор всего один и одна батарейка, то ЭДС батарейки 1,5 В будет равна падению напряжения на резисторе.

Если мы возьмем два резистора одинакового номинала и подключим к батарейке, то 1,5 В распределятся поровну на резисторах, то есть по 0,75 В.

Если возьмем три резистора снова одинакового номинала, например по 1 кОм, то падение напряжения на них будет по 0,5 В.

Формулой это будет записано следующим образом:

Рассмотрим условно более сложный пример. Добавим в последнюю схему еще один источник питания E2, напряжением 4,5 В.

Обратите внимание, что оба источника соединены последовательно и согласно, то есть плюс одной батарейки соединяется с минусом другой батарейки или наоборот. При таком способе соединения гальванических элементов их электродвижущие силы складываются: E1 + E2 = 1,5 + 4,5 = 6 В, а падение напряжения на каждом сопротивлении составляет по 2 В. Формулой это описывается так:



И последний отличительный вариант, который мы рассмотрим в данной статье, предполагает последовательное встречное соединение гальванических элементов. При таком соединении источников питания из большей ЭДС отнимается значение меньшей ЭДС. Следовательно к резисторам R1…R3 будет приложена разница E1 – E2, то есть 4,5 – 1,5 = 3 В, – по одному вольту на каждый резистор.

Второй закон Кирхгофа работает не зависимо от количества источников питания и нагрузок, а также независимо от места их расположения в контуре схемы. Полезно будет собрать рассмотренные схемы и выполнить соответствующие измерения с помощью мультиметра.

Законы Кирхгофа действуют как для постоянного, так и для переменного тока.

Еще статьи по данной теме

Что такое короткое замыкание по-простому – RozetkaOnline.COM

КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ – это электрическое соединение разных фаз или потенциалов электроустановки между собой или с землей, не предусмотренное в нормальном режиме работы, при котором в проводниках, в месте контакта, резко возрастает сила тока, превышая максимально допустимые величины.

Если же говорить простым языком, короткое замыкание – это любое незапланированное, нештатное соединение электрических проводников с разным потенциалом, например, фазы и ноля, при котором образуются разрушительные токи.

Как вы заметили, акцент на том, что короткое замыкание в электрической цепи – это именно незапланированный, не предусмотренный процесс, сделан не зря, ведь, по большому счету, контролируемое замыкание (некоторые еще назывыают его по-аналогии длинным) запускает электроприборы. Все они включаются в розетку, и, так или иначе, фазный провод, посредством электроприбора соединяется с нулевым, но короткого замыкания при этом не происходит, давайте разберемся почему.

Почему происходит короткое замыкание

 

Для того чтобы понять почему происходит короткое замыкание, нужно вспомнить закон Ома для участка цепи – «Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению на этом участке», формула при этом следующая:

I=U/R

 где I – сила тока, U – напряжение на участке цепи, R – сопротивление.

Любой электроприбор в квартире, включающийся в розетку, это активное сопротивление (R – в формуле), напряжение в бытовой электросети вам должно быть известно – 220В-230 В и оно практически не меняется. Соответственно, чем выше сопротивление электроприбора (или материала, проводника и т.д.) включаемого в сеть, тем меньше величина тока, так, как зависимость между этими величинами обратно пропорциональная.

Теперь представьте, что мы включаем в сеть электроприбор практически без сопротивления, допустим его величина R=0.05 Ом, считаем, что тогда будет с силой тока по закону Ома.

I=220В(U)/0,05(Ом)=4400А

В результате получается очень высокий ток, для сравнения стандартная электрическая розетка в нашей квартире, выдерживает лишь ток 10-16А, а у нас по расчетам 4,4 кА.

Современные медные провода, используемые в проводке, имеют настолько хорошие показатели электрической проводимости, что их сопротивление, при относительно небольшой длине, можно принять за ноль. Соответственно, прямое соединение фазного и нулевого провода, можно сравнить, с подключением к сети электроприбора, с очень низким сопротивлением. Чаще всего, в бытовых условиях, мы сталкиваемся именно с таким типом короткого замыкания.

Конечно, это очень грубый пример, в реальных условиях, при расчете силы тока при коротком замыкании, учитывать приходится гораздо больше показателей, таких как: сопротивление всей линии проводов, идущих к вам, соединений, дополнительного оборудования сети и даже дуги образующейся при коротком замыкании, а также некоторых других.Поэтому, чаще всего, сопротивление будет выше тех 0,05 Ом, что мы взяли в расчете, но общий принцип возникновения КЗ и его разрушительных эффектов понятен.

Почему короткое замыкание так называется

 

Подключая какую-то нагрузку к сети, например, утюг, телевизор или любой другой электроприбор, мы создаём сопротивление для протекания электрического тока.
Если же мы умышленно или случайно соединим, например, фазу и ноль напрямую, без нагрузки, мы, в каком-то смысле, укорачиваем путь, делаем его коротким.

Поэтому, короткое замыкание и называют коротким, подразумевая движение электронов по кротчайшему пути, без сопротивления.

Чем опасно короткое замыкание

Самая значительная опасность при коротком замыкании – это большая вероятность возникновения пожара.

При значительном увеличении силы тока, которое происходит при КЗ, выделяется большое количество теплоты в проводниках, что вызывает разрушение изоляции и возгорание.
Кроме того, в быту, чаще всего происходит дуговое короткое замыкание, при котором, между проводниками в месте КЗ, возникает мощнейший электрический разряд, который нередко воспламеняет окружающие предметы.

Так же не стоит забывать про опасность поражения электрическим током или резким выделением тепла человека, которая так же достаточно высока.

Из менее опасных последствий, происходящих при КЗ, стоит отменить значительное снижение напряжения в электрической сети особенно в месте его возникновения, что негативно влияет на различные электроприборы, в частности оснащенные двигателями. Также, не стоит забывать про сильное электромагнитное воздействие на чувствительное к этому оборудование.

Как видите, последствия от возникновения короткого замыкания могут быть очень серьезными, поэтому, при проектировании любой электроустановки и монтаже электропроводки, необходимо предусмотреть защиту от короткого замыкания.

Защита от короткого замыкания

 

Большинство современных способов защиты от короткого замыкания основаны на принципе разрыва электрической цепи, при обнаружении КЗ.

Самые простые устройства, которые есть во многих электроприборах, защищающие от последствий коротких замыканий – это плавкие предохранители.

Чаще всего, плавкий предохранитель представляет собой проводник, рассчитанный на определенный предельный ток, который он сможет пропускать через себя, при превышении этого значения, проводник разрушается, тем самым разрывая электрическую цепь. Плавкий предохранитель – это самый слабый участок электрической цепи, который первый выходит из строя под действием высокого тока, тем самым защищает все остальные элементы.

Для защиты от коротких замыканий в квартире или доме, используются автоматические выключатели -АВ (чаще всего их называют просто автоматы), они устанавливаются на каждую группу электрической сети.

Каждый автоматический выключатель рассчитан на определенный рабочий ток, при превышении которого он разрывает цепь. Это происходит либо с помощью теплового расцепителя, который при нагреве, вследствие протекания высокого тока, механически разъединяет контакты, либо с помощью электромагнитного.

Принцип работы автоматических выключателей — это тема отдельной статьи, о них мы поговорим в другой раз. Сейчас же, хочу еще раз напомнить, что от короткого замыкания не спасает УЗО, его предназначение совсем в другом.

Для того, чтобы правильно выбрать защитный автоматический выключатель, делаются расчеты величины возможного тока короткого замыкания для конкретной электроустановки. Чтобы в случае, если КЗ произойдёт, автоматика сработала оперативно, не пропустив резко возросший ток и не сгорев от него, не успев разорвав цепь.

 

Причины короткого замыкания

 

Чаще всего в бытовых условиях квартиры или частного дома, короткое замыкание возникает по нескольким причинам, основные из которых:

– в следствии нарушения изоляции электрических проводов или мест их соединений. Факторов приводящих к этому достаточно много, здесь и банальное старение материалов, и механическое повреждение, и даже загрязнения изоляторов.

– из-за случайного или преднамеренного соединения проводников с различным потенциалом, чаще всего фазного и нулевого. Это может быть вызвано ошибками при работе с электропроводкой под напряжением, неисправностью электроприборов, случайным попаданием проводников на контактные группы и т.д.

Поэтому, очень важно ответственно относится как к монтажу электроустановки, так и к её эксплуатации и обслуживанию.

Будьте аккуратны и осмотрительны при обращении с электрическими приборами и оборудованием, не включайте их в сеть если они повреждены или открыты. Не хватайтесь за электрические провода, если точно не знаете, что они не под напряжением.

Ну и как всегда, если у вас есть что добавить, вы нашли неточности или ошибки – обязательно пишите в комментариях к статье, кроме того задавайте свои вопросы, делитесь полезным опытом.

Решение задач по теме «Закон Ома для участка цепи» | Методическая разработка по физике (9 класс) по теме:

1. Организационный момент, включающий:

От качества осуществления этого этапа зависит весь ход , развития и результат урока. Здесь формируется умения себя мобилизовать, сосредоточиться, внутренне организоваться. На этом этапе начинается закладываться характер взаимоотношений класса и учителя.

Деятельность учащихся

Деятельность учителя

Примечание

 

Здравствуйте!

Дети предлагаю свои варианты.

 Приветствие.

-Здравствуйте, ребята. Я рада видеть вас на уроке физики. Вижу полную  готовность класса и желание узнать, что же вас ждет сегодня.

Собранность, доброжелательность, энергичность, педагогическая культура. Отсутствие многословия и твердое намерение перейти к уроку при одновременном вниманию к состоянию учащихся

Я предлагаю вам посмотреть на первый слайд нашей презентации. Как завораживает вид ночного города, когда он весь в огнях  Современные технологии делают города ещё красивее. Предполагал ли Георг Ом,  проводя свои научные исследования или тратя время и энергию на полемику со своими оппонентами, какой сокрушительной молнией окажется его теория, осветившая в прямом и переносном смысле комнату, погружённую во мрак.

У каждого из нас  тоже есть возможность сделать мир красивее, светлее. Что для этого нужно? Для этого нам необходимо разгадать  тайны, которые помогут нам приоткрыть дверь в чудесный мир электрических явлений. Эти маленькие тайны – задачи на закон Ома.  

Тема нашего урока «Решение задач по  теме: «Закон Ома». Кокой цели мы должны сегодня на уроке достичь по окончанию нашего урока.

(Слайд 2) Правильно наша цель: научиться решать задачи различных видов, используя закон Ома.

Вы уже знакомы с такими электрическими величинами, как сила тока, напряжение, сопротивление,  с приборами для измерения силы тока и напряжения. (Слайд 3) Сегодня мы

  1. Повторим  основные понятия.
  2. Проведём эксперимент.
  3. Будем составлять, и решать задачи.

Каждый из вас получит оценочный лист, в котором будет фиксировать набранные в ходе урокам баллы.

2. Опрос учащихся по заданному на дом материалу:

Дидактическая задача этого этапа заключается в усовершенствовании знаний, умений и навыков, полученных на предыдущих уроках.

Деятельность учащихся

Деятельность учителя

Примечание

Вариант ответа.

Закон Ома связывает между собой силу тока, напряжение и сопротивление.

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна его сопротивлению.

I =   ,

 где I – сила тока на участке цепи,

U – напряжение на этом участке,

R – сопротивление участка.

Первая формула связывает  пропорциональные величины,  т.к. сила тока зависит  от напряжения и от сопротивления.  Вторая формула выражает  отношение величин, т.к. сопротивление не зависит от напряжения и силы тока.

 Возможные варианты работ.

  1. Собрать простейшую электрическую цепь.  
  2. Начертить схему и показать,  как подключаются вольтметр и амперметр.
  3. Измерить силу тока в цепи.
  4. Измерить напряжение на концах резистора.
  5. Используя показания вольтметра и амперметра найти сопротивление резистора.

Заполняют таблицу.

Физическая величина

Обозначение  в физике (буква)

Единица измерения в системе СИ

Формула для вычисления этой физической величины

Баллы

1

Сила тока

2

Напряжение

3

Сопротивление

4

Удельное сопротивление

5

Длина проводника

6

Поперечное сечение проводника

Итого:

Выступают дети, которые проводили эксперимент.

Ребята, давайте вспомним,  какие три величины связывает закон Ома?

Как формулируется закон Ома и как записывается формула закона Ома?

(Слайд 4) Ребята, посмотрите, перед вами 2 формулы которые  имеют одинаковый аналитический  вид, но различную интерпретацию.  Как вы думаете почему?

 Но как же совершать великие открытия без экспериментов? Поэтому и мы на уроке проведём исследование. Ребята, кто у нас в классе очень любит эксперименты?  (2-3 учащиеся по желанию, выходят к доске). Перед вами оборудование (слайд 5 на слайде оборудование которое находится перед детьми на рабочем столе): источник тока, амперметр, вольтметр, ключ, резистор, соединительные провода.  Используя его, составьте план работы  и  измерьте сопротивление проводника.  Результаты представите  перед классом.  

Пока ребята занимаются экспериментальной работой, каждый из вас заполнит таблицу.

 Посмотрите, она перед вами. В течение  2 минут вы должны её заполнить учитель раздает таблицы в печатном виде. Таблица на слайде 6).

По истечению время учитель продолжает.

Теперь вы должны   обменяетесь листочками  и проверите  друг у друга.

Ответы на слайде 7.

 За каждый верную строчку — 1 балл.   После поверки перенесите ваши баллы в свои оценочные листы.

А теперь давайте послушаем ребят, которые проводили эксперимент. Будьте внимательны, так как эти знания  будут вам полезны при выполнении лабораторной работы.

После выступления дети садятся на свои места.

Формулы на слайде

3.Комплексное применение знаний.

Дидактическая задача этапа: научится составлять задачи, использую реальную экспериментальную установку и определенные даны. Индивидуальное решение учащимися составленных задач. Обсуждение составленных задач. Проверить умение применять полученные знания.

Деятельность учащихся

Деятельность учителя

Примечание

Вариант решения задачи:

Дано:

U=3,5B;

I =0,28А;

СИ

Решение.

I = ;        

R = ;  

R = ]=[Ом];

R =   =12,5 Ом.

 

Ответ: R =12,5 Ом.

R — ?

Дано:

R=180 Ом

U=60 В

Решение.

I = ,        

I==1А

I== 0,3 А

Ответ:

I — ?

Дано:

U= 9B;

l=4 м;

S=2 мм2;

ρ=0,4 ;

Решение.

I =,

R= ρ

I =,

I=[ ]=[А],

I = =11,25А

Ответ:11,25А.

.

I — ?

Дано:

U=200 B;

I =2 мА;

 

СИ

200 В

0,005А

Решение.

R = ,  

 R=[ ]=[Ом],

R ==100000 Ом

Ответ:100000 Ом.

R- ?

Дано:

U1=110 B;

I1 =4 А;

 I2=8А;

Решение.

R =,

R =,

,

U2=

U2=[ ]=[В],

U2==220В

Ответ:220 В.

 U2  -?

Дано:

R=180

U=350 В

Решение.

I = ,        

I==1А

I== 1,94 А

Ответ:

I — ?

Дано:

U= 6B;

l=0,2 м;

S=2 мм2;

ρ=13;

Решение.

I =,

R= ρ

I =,

I=[ ]=[А],

I = =4,6А

Ответ:4,6 А.

.

I — ?

Дано:

U=5 мB;

I =50 мА;

 Sм=3,14 см2;

ρм=0,015Ом·м;

СИ

0,005В

0,05А

0,0314м2

Решение.

Rм= ,

lм= ,

Rм = ,  

lм= ,

lм=[ ],

lм= 

=0,2 м

Ответ:0,2 м

lм — ?

Дано:

U1=220 B;

I1 =4 А;

 I2=2А;

Решение.

R =,

R =,

,

U2=

U2=[ ]=[В],

U2==110В

Ответ:110В.

U2-?

Дано:

U1=220 B;

I1 =4 А;

 U2= U1  — 10В;

Решение.

R =,

R =,

,

I2=

I2=[ ]=[А],

U2==105А

Ответ:105А.

I2-?

Дано:

U= 3,5 B;

I =0,35 А;

l=0,41 м;

d=0,25 мм;

ρ=13;

Решение.

R= ρ

ρ=;

S=π

R =

ρ=;

ρ==;

ρ==

1,2;

Ответ:1,2 

(нихром).

ρ — ?

Дано:

U1=U2=U;

l2=3l1;

Решение.

 I =

I2=

I1=

R1= ρ

R2= ρ

===

  =1/3

Ответ: в 3 раза.

— ?

Ребята, я вижу, вы очень хорошо знакомы с теоретическим  материалом. Но знать мало, надо уметь применять свои знания.   У физиков существует такое мнение: если умеешь решать задачи по физике, значит, знаешь физику. Проверим это!

Внимание на экран (слайд 8)

перед вами электрическая лампа, на цоколе которой написано 3,5 В; 0,28 А.  Используя эти данные составьте и решите задачу.

Дети самостоятельно придумывают задачу, решают ее. Потом коллективное обсуждение этих задач (максимальное количество баллов 10, учитель оценивает работу детей индивидуально, они ставят баллы в оценочный лист).

Дальнейшая наша работа будет проходить под девизом: «Делай с нами, делай как мы, делай лучше нас!»  (слайд 9)

На карточке с таблицей у каждого из вас набор заданий, те из вас кто недостаточно уверенно ещё чувствует себя при решении задач выбирают задачу из группы «Делай с нами» и  решают вместе с нами  получая за каждую правильно решённую задачу по одному баллу,  те, кто захочет самостоятельно решить задачу, подобную той, что решают у доски выбирает задачу из группы «Делай как мы» и получает 2 балла,  те, кто уверен в своих силах решают задачи из группы «Делай лучше нас» и получают 3 балла. За каждую правильно решённую задачу ставят соответствующий балл в оценочный лист.

У детей на партах лежат таблицы, в которых по три раздела: первый «Делай с нами», второй «Делай как мы», третий «Делай лучше нас» в каждом по четыре задачи. Дети самостоятельно выбирают свой раздел. В презентации отражены задачи первого раздела. Дети по желанию выходят к доске.

«Делай с нами»

Задача 1А.(слайд10)

Сопротивление тела рыбы в среднем равно 180 Ом, напряжение, вырабатываемое  электрическим скатом 60 В. Установите какое значение имеет для него сила тока.

Задание 2А.(слайд 11)

Определите  силу тока в никелиновой проволоке длиной 4 м и площадью поперечного сечения 2 мм2. При напряжении на ее концах 9В.  (Удельное сопротивление никелина 0,4 ).

Задание 3А.(слайд 12)

Какое сопротивление имеет тело человека от ладони одной руки до ладони другой, если при напряжении 200 В по нему течет ток силой 2мА?

Задание 4А. (слайд 13)

При напряжении на резисторе 110 В сила тока равна 4 А. Какое напряжение следует подать на резистор, чтобы сила тока стала равной 8 А?

Следующие задачи в презентации не отражены, учитель одновременно проверяет учащихся, которые делают задачи самостоятельно

«Делай как мы»

Задача 1В.

Сопротивление тела рыбы в среднем равно 180 Ом, напряжение вырабатываемое электрическим сомом – 350 В. Установите какое значение для него имеет сила тока.

Задание 2В.

Удельное сопротивление графитового стержня от карандаша  13. Какой ток пройдет по стержню, если по нему подать напряжение 6В?  Длина стержня 0,2 м, его площадь поперечного сечения   2 мм2.

Задание 3B.

Определите длину широчайшей мышцы спины, если нервный импульс проходящий через нее имеет напряжение 5 мВ, а сила тока 5 мА. Площадь поперечного сечения мышцы 3,14 см2, а удельное сопротивление 0,015Ом·м.

Задание 4B.

При напряжении на резисторе 220 В сила тока равна 4 А. Какое напряжение следует подать на резистор, чтобы сила тока стала равной 2 А?

«Делай лучше нас»

Задача 1С.

При напряжении 220 В сила тока в спирали лампы равна 0,3 А. Какой будет сила тока, если напряжение уменьшится на 10 В?

Задание 2С.

Собрана электрическая цепь, состоящая из источника  цепь тока, резистора, вольтметра, амперметра, ключа. Показание вольтметра составляет3,5В, амперметра 0,35А. Диаметр проволоки0,25мм, длина 0,41м. Определите из какого материала сделана проволока резистора?

Задание 3С.

Во сколько раз изменится сила тока в проводнике, если при неизменном напряжении увеличить длину проводника в 3раза .

4. Подведение итогов:

Дать анализ успешного закрепления знаний.

Деятельность учащихся

Деятельность учителя

Примечание

Как замечательно мы сегодня поработали! Давайте теперь оценим вашу работу на уроке. Возьмите ваши оценочные листы и посчитайте общую сумму баллов (слайд 14).

15 – 14 баллов – «5»

14 – 11 баллов – «4»

  1. и меньше  баллов– «3»

Учитель выставляет оценки в журнал.

                                               5.Задание на дом:

На основе выполненных результатов усвоении пройденного материала дать домашнее задание, которое было бы направлено на дальнейшее закрепление знаний.

Деятельность учащихся

Деятельность учителя

Примечание

Я предлагаю вам домашнее задание на выбор (слайд 15):

  1. Составить и решить разноуровневую самостоятельную работу по теме «Закон Ома».
  2. Решить задачи.
  1. При напряжении 110 В сила тока в спирали лампы равна 0,5 А. Какой будет сила тока, если напряжение уменьшится на 40 В?
  2. Найти изменение веса и сопротивления провода из одного и того же материала, если при неизменной длине взять провод вдвое большего диаметра.

6.Рефлексия:

Главный итог урока достижение цели поставленной в начале урока.

Деятельность учащихся

Деятельность учителя

Примечание

Да, целью нашего урока была  научиться решать задачи различных видов, используя закон Ома.

Вот и подошёл к концу наш урок. Каждый из вас в чём-то проявил себя. Многие  получили оценку. Как вы думаете, достигли мы цели поставленной в начали нашего урока?

Хочется закончить урок словами    А. Дистервега: «Развитие и образование ни одному человеку не могут быть даны или сообщены. Всякий, кто  желает к ним

 приобщиться, должен достигнуть этого собственной деятельностью, собственными     силами, собственным напряжением». Я желаю каждому как можно больше решить трудных интересных задач на уроках, и тогда физика сама  откроет дверь в свой чудесный мир, и  каждый из вас сможет «осветить своей молнией комнаты, ещё погруженные во мрак».

На ваших стола лежат еще по одному чистому листочку. Я предлагаю вам в этих листочка закончить следующие слова (слайд 16).

Умение решать задачи, используя закон Ома понадобится мне ………..

Спасибо за урок! (слайд 17).

Закон

Ома: определение и взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением — Видео и стенограмма урока

Закон Ома

Взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением описывается законом Ома . Это уравнение, i = v / r , говорит нам, что ток, i , протекающий по цепи, прямо пропорционален напряжению, v , и обратно пропорционален сопротивлению, r .Другими словами, если мы увеличим напряжение, то увеличится и ток. Но, если мы увеличим сопротивление, то ток уменьшится. Мы увидели эти концепции в действии с садовым шлангом. Увеличение давления привело к увеличению потока, но изгиб шланга увеличил сопротивление, что привело к уменьшению потока.

Эта диаграмма — простой способ решать уравнения.

Как написано здесь уравнение, было бы легко использовать закон Ома, чтобы вычислить ток, если бы мы знали напряжение и сопротивление.Но что, если бы мы вместо этого захотели вычислить напряжение или сопротивление? Один из способов сделать это — переставить члены уравнения для решения других параметров, но есть более простой способ. Приведенная выше диаграмма даст нам соответствующее уравнение для решения любого неизвестного параметра без использования алгебры. Чтобы использовать эту диаграмму, мы просто закрываем параметр, который пытаемся найти, чтобы получить правильное уравнение. Это станет более понятным, когда мы начнем его использовать, поэтому давайте рассмотрим несколько примеров.

Закон Ома в действии

Ниже представлена ​​простая электрическая схема, которую мы будем использовать для выполнения наших примеров. Наш источник напряжения — это аккумулятор, подключенный к лампочке, которая обеспечивает сопротивление электрическому току. Для начала предположим, что наша батарея имеет напряжение 10 вольт, электрическая лампочка имеет сопротивление 20 Ом, и нам нужно вычислить ток, протекающий по цепи. Используя нашу диаграмму, мы закрываем параметр, который мы пытаемся найти, то есть ток, или i , и это оставляет нам напряжение v , превышающее сопротивление, r .Другими словами, чтобы найти ток, нам нужно разделить напряжение на сопротивление. Делая математические вычисления, 10 вольт, разделенные на 20 Ом, дают половину ампера тока, протекающего в цепи.

Чтобы найти ток, разделите напряжение (20 вольт) на сопротивление (20 Ом).

Теперь давайте увеличим напряжение, чтобы посмотреть, что происходит с током. Мы будем использовать ту же лампочку, но перейдем на 20-вольтовую батарею.Используя то же уравнение, что и раньше, мы разделим 20 вольт на 20 Ом, и мы получим 1 ампер тока. Как мы видим, удвоение напряжения привело к удвоению тока. Это имеет смысл, когда мы думаем о садовом шланге. Если бы мы увеличили давление в шланге, можно было бы ожидать, что поток воды также увеличится. Всегда полезно перепроверить свою работу, спросив, соответствуют ли результаты тому, что вы ожидали.

Если бы мы увеличили сопротивление лампочки, что бы вы ожидали, что произойдет с током? Чтобы выяснить это, давайте поменяем существующую лампочку на другую с сопротивлением 40 Ом.Поскольку мы все еще ищем ток, мы используем то же уравнение, что и раньше. Разделив 20 вольт на 40 Ом, мы получим половину ампера тока. Этот результат говорит нам, что удвоение сопротивления уменьшило ток вдвое. Вы этого ожидали? Если вернуться к нашему шлангу, логично предположить, что перегиб в шланге уменьшит поток воды, точно так же, как увеличение сопротивления в цепи уменьшит ток.

До сих пор мы только рассчитали ток в цепи, но что, если бы кто-то поменял нашу лампочку, когда мы не смотрели, и нам нужно было вычислить сопротивление новой? Что ж, мы знаем, что напряжение нашей батареи составляет 20 вольт, и мы можем измерить ток в цепи с помощью инструмента, называемого амперметром, поэтому все, что осталось, — это выполнить некоторые вычисления.Используя нашу диаграмму, мы скрываем параметр, который мы пытаемся найти, а именно сопротивление, r . Схема теперь показывает нам, что нам нужно разделить напряжение на ток. Если наш амперметр измерил ток в 5 ампер, протекающий по цепи, то сопротивление будет равно 20 вольт, разделенным на 5 ампер, что составляет 4 Ом

Чтобы определить напряжение, умножьте силу тока (3 ампера) на сопротивление (4 Ом).

Наконец, представьте, что кто-то заменил нашу батарею, и нам нужно выяснить ее напряжение.Процесс почти такой же. Мы знаем, что наша новая лампочка имеет сопротивление 4 Ом, и мы можем измерить ток в цепи с помощью амперметра. Используя диаграмму, мы покрываем напряжение v , которое говорит нам, что нам нужно умножить ток на сопротивление. Если бы амперметр измерил ток в 3 ампера, тогда напряжение было бы 3 ампера, умноженным на 4 Ом, что составляет 12 вольт. Вот и все. Зная любые два из трех параметров, мы всегда можем вычислить третий, используя закон Ома.

Резюме урока

Закон Ома определяет соотношение между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи: i = v / r . Ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Это означает, что увеличение напряжения приведет к увеличению тока, а увеличение сопротивления приведет к уменьшению тока. Зная любые два из трех параметров, мы можем вычислить третий, неизвестный параметр.Мы можем сделать это, переставив члены в уравнении закона Ома или используя диаграмму, приведенную выше в уроке. Скрытие параметра, который мы пытаемся найти, показывает нам соответствующее уравнение с использованием двух известных параметров.

Результаты обучения

По завершении этого урока вы сможете:

  • Описывать взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением, используя закон Ома
  • Напишите уравнение закона Ома
  • Объясните, как можно найти любую из трех переменных в уравнении закона Ома, если вы знаете две другие.
  • Рассчитайте любую из трех переменных, используя уравнение закона Ома.

Почему в законе Ома стоит буква «I»: «Слово недели о электронных продуктах»

Каждый студент, изучающий физику и электронную инженерию, изучает закон Ома, E = I x R, или напряжение, равное току, умноженному на сопротивление.Вы узнаете, что E — это электродвижущая сила, долгое понятие для напряжения. R — сопротивление, запомнить его достаточно легко, но я? Как я имею в виду ток? Один человек, ответивший на этот вопрос, был довольно прямолинеен: «Нельзя ожидать, что английский будет постоянно оставаться языком науки».

Как оказалось,

I означает «Intensität», что по-немецки означает «интенсивность». И когда вы думаете об этом, ток или поток — это все, что связано с интенсивностью. Немецкий язык связан с тем, что закон Ома назван в честь немецкого физика и математика Георга Симона Ома (1789–1854) и кратко изложен в брошюре под названием «Die galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet» 1827 года.Гораздо больше в знаменитом уравнении на самом деле не английское.

В переводе из брошюры закон Ома гласит, что ток, протекающий через проводник, прямо пропорционален разности потенциалов (напряжению) и обратно пропорционален сопротивлению. Известные нам единицы, связанные с его законом, в последующие годы фактически развились. Британская энциклопедия отмечает, что закон изначально был встречен холодно, но Ом начал получать за это почести в 1841 году. Единицы измерения, используемые для определения частей закона, начали развиваться после смерти Ома, как я объясню ниже.

Немецкий закон дает четкое понимание E = I x R.

E — электродвижущая сила, что в переводе с немецкого означает «электромоторище крафт». Еще E, но не английский. Почему нет термина «напряжение»? Поскольку вольт не был признанной единицей до 1881 года, когда вольт, используемый сегодня, был первоначально определен на первой Международной конференции по электричеству [Nature Vol. 24, 512 (1881)]. Вольт был назван в честь Алессандро Вольта (1745–1827), итальянского физика, который изобрел батарею.

Возвращаясь к I на мгновение, единицей измерения тока (или «Intensität») является ампер, сокращенно обозначаемый с заглавной буквы и названный в честь французского физика Андре-Мари Ампера (1775–1836 гг.), Который в 1820 году разработал формулу Ампера. закон, который гласит, что взаимное действие двух отрезков токоведущего провода пропорционально их длине и силе их токов. Ампер также применил тот же принцип к магнетизму, продемонстрировав гармонию между его законом и законом магнитного действия французского физика Шарля Огюстена де Кулона.В 19 веке электричество и магнетизм изучались вместе, поскольку уже тогда считалось, что они связаны.

R, электрическое сопротивление, означает «электрическое сопротивление». По-прежнему R, но не английский. Сам Ом почитается единицей сопротивления, ом. Заглавная греческая омега (Ώ) используется, а не буква O, потому что, согласно Yahoo Answers, «буква O бесполезна, поскольку ее можно спутать с числом ноль».

Узнать больше об электронных продуктах Журнал DigitalElectronic Products Magazine

Самый быстрый словарь в мире: словарь.com

  • Электрический ток по закону Ома прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению; I = E / R

  • причудливые, обусловленные скорее случайностью или побуждением, чем необходимостью

  • упущение пропуск или пропуск чего-либо

  • отпущение грехов дать отпущение греха

  • безмерно в чрезвычайно большой степени или степени

  • Закон Гримма — здравый закон, касающийся немецких согласных и согласных в других индоевропейских языках

  • Югослав уроженец или житель Югославии

  • Югослав уроженец или житель Югославии

  • подражать стремиться к равенству или совпадению, особенно путем имитации

  • девушка молодая незамужняя

  • Томас Вулф Писатель из США, наиболее известный своими автобиографическими романами (1900-1938)

  • камзол нижнее белье с короткими рукавами для женщин

  • общее право Закон, установленный на основании ранее вынесенных судебных решений

  • причудливо в причудливой форме

  • Юмористическая аксиома закона Сода о том, что все, что может пойти не так, пойдет не так

  • бесцельно без конкретной цели или фокуса

  • Закон Бойля давление идеального газа при постоянной температуре изменяется обратно пропорционально объему

  • Закон Гука (физика) принцип, согласно которому (в пределах упругости) напряжение, приложенное к твердому телу, пропорционально создаваемой деформации

  • ампула колба с двумя ручками

  • Очерк закона Ома — 1050 слов

    ЗАКОН ОМА

    Закон Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален разности потенциалов в этих двух точках.Вводя константу пропорциональности, сопротивление, [1], мы приходим к обычному математическому уравнению, которое описывает это соотношение: [2]

    I = \ frac {V} {R}

    , где I — ток через проводник в единиц ампер, V — разность потенциалов, измеренная на проводнике в единицах вольт, а R — сопротивление проводника в единицах Ом. В частности, закон Ома гласит, что R в этом соотношении является постоянным, не зависящим от тока. [3]

    Закон был назван в честь немецкого физика Георга Ома, который в трактате, опубликованном в 1827 году, описал измерения приложенного напряжения и тока через простые электрические цепи, содержащие провода различной длины.Он представил немного более сложное уравнение, чем приведенное выше (см. Раздел «История» ниже), чтобы объяснить свои экспериментальные результаты. Вышеприведенное уравнение является современной формой закона Ома.

    В физике термин закон Ома также используется для обозначения различных обобщений закона, первоначально сформулированного Омом. Самый простой пример этого:

    \ mathbf {J} = \ sigma \ mathbf {E},

    , где J — плотность тока в данном месте в резистивном материале, E — электрическое поле в этом месте, и σ — параметр, зависящий от материала, который называется проводимостью.Эта переформулировка закона Ома принадлежит Густаву Кирхгофу. [4]
    Содержание

    1 История 2 Объем 3 Микроскопическое происхождение 4 Гидравлическая аналогия 5 Анализ схем 5.1 Резистивные схемы 5.2 Реактивные схемы с изменяющимися во времени сигналами 5.3 Линейные приближения 6 Температурные эффекты 7 Связь с теплопроводностью 8 Другие версии 8.1 Магнитные эффекты 9 См. Также 10 Ссылки 11 Внешние ссылки

    История

    В январе 1781 года, до работы Георга Ома, Генри Кавендиш экспериментировал с лейденскими сосудами и стеклянными трубками разного диаметра и длины, наполненными солевым раствором.Он измерил ток, отметив, насколько сильное потрясение он почувствовал, замыкая цепь своим телом. Кавендиш писал, что «скорость» (ток) напрямую зависит от «степени электрификации» (напряжения). В то время он не сообщал свои результаты другим ученым [5], и его результаты были неизвестны, пока Максвелл не опубликовал их в 1879 году [6].

    Ом провел свою работу по сопротивлению в 1825 и 1826 годах и опубликовал свои результаты в 1827 году как книгу Die galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet (Гальваническая цепь, исследованная математически).[7] Он черпал вдохновение из работы Фурье по теплопроводности в теоретическом объяснении своей работы. Для экспериментов он сначала использовал гальванические батареи, но позже использовал термопару, поскольку это обеспечивало более стабильный источник напряжения с точки зрения внутреннего сопротивления и постоянной разности потенциалов. Он использовал гальванометр для измерения тока и знал, что напряжение между выводами термопары пропорционально температуре перехода. Затем он добавил испытательные провода разной длины, диаметра и материала, чтобы замкнуть цепь.Он обнаружил, что его данные можно смоделировать с помощью уравнения

    x = \ frac {a} {b + l},

    , где x — показание гальванометра, l — длина испытательного проводника, a зависит только от температура спая термопары, а b была постоянной для всей установки. Исходя из этого, Ом определил свой закон пропорциональности и опубликовал свои результаты.

    Закон Ома был, вероятно, самым важным из первых количественных описаний физики электричества. Сегодня мы считаем это почти очевидным.Когда Ом впервые опубликовал свою работу, это было не так; критики отнеслись к его трактовке темы враждебно. Они назвали его работу «паутиной обнаженных фантазий» [8], а министр образования Германии заявил, что «профессор, проповедующий такие ереси, недостоин

    11,2 Закон Ома | Электрические цепи

    11,2 Закон Ома (ESBQ6)

    Три основные величины для электрических цепей: ток, напряжение (разность потенциалов) и сопротивление .Напомним:

    1. Электрический ток, \ (I \), определяется как скорость прохождения заряда через цепь.

    2. Разность потенциалов или напряжение \ (В \) — это количество энергии на единицу заряда, необходимое для перемещения этого заряда между двумя точками в цепи.

    3. Сопротивление, \ (R \), является мерой того, насколько «трудно» протолкнуть ток через элемент схемы.

    Теперь посмотрим, как эти три величины связаны друг с другом в электрических цепях.

    Важная взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением в цепи была обнаружена Георгом Симоном Омом и называется законом Ома .

    Закон Ома

    Величина электрического тока через металлический проводник при постоянной температуре в цепи пропорциональна напряжению на проводнике и может быть описана как

    \ (I = \ frac {V} {R} \)

    где \ (I \) — ток через проводник, \ (V \) — напряжение на проводнике, а \ (R \) — сопротивление проводника.Другими словами, при постоянной температуре сопротивление проводника постоянно, независимо от приложенного к нему напряжения или проходящего через него тока.

    Закон Ома говорит нам, что если проводник имеет постоянную температуру, ток, протекающий через проводник, прямо пропорционален напряжению на нем. Это означает, что если мы нанесем напряжение на ось x графика, а ток — на ось y графика, мы получим прямую линию.

    Наклон прямолинейного графика связан с сопротивлением проводника как \ [\ frac {I} {V} = \ frac {1} {R}.\] Это можно изменить с точки зрения постоянного сопротивления как: \ [R = \ frac {V} {I}. \]

    Закон Ома

    Цель

    Для определения взаимосвязи между током, протекающим через резистор, и разностью потенциалов (напряжением) на том же резисторе.

    Аппарат

    4 ячейки, 4 резистора, амперметр, вольтметр, соединительные провода

    Метод

    Этот эксперимент состоит из двух частей. В первой части мы будем изменять приложенное к резистору напряжение и измерять результирующий ток в цепи.Во второй части мы будем изменять ток в цепи и измерять результирующее напряжение на резисторе. После получения обоих наборов измерений мы исследуем взаимосвязь между током и напряжением на резисторе.

    1. Изменение напряжения:

      1. Установите схему в соответствии со схемой 1), начиная с одной ячейки.

      2. Нарисуйте следующую таблицу в своем лабораторном журнале.

        Количество ячеек

        Напряжение, В (\ (\ text {V} \))

        Ток, I (\ (\ text {A} \))

        \ (\ text {1} \)

        \ (\ text {2} \)

        \ (\ text {3} \)

        \ (\ text {4} \)

      3. Попросите учителя проверить электрическую цепь перед включением питания.

      4. Измерьте напряжение на резисторе с помощью вольтметра и ток в цепи с помощью амперметра.

      5. Добавьте в схему еще одну ячейку \ (\ text {1,5} \) \ (\ text {V} \) и повторите измерения.

      6. Повторяйте, пока не получите четыре ячейки и не заполните таблицу.

    2. Изменение тока:

      1. Установите схему в соответствии со схемой 2), начиная с одного резистора в цепи.

      2. Нарисуйте следующую таблицу в своем лабораторном журнале.

        Напряжение, В (\ (\ text {V} \))

        Ток, I (\ (\ text {A} \))

      3. Попросите учителя проверить вашу схему перед включением питания.

      4. Измерьте ток и напряжение на единственном резисторе.

      5. Теперь добавьте еще один резистор в цепь и снова измерьте ток и напряжение только на исходном резисторе. Продолжайте добавлять резисторы, пока у вас не будет четырех последовательно, но не забывайте каждый раз измерять напряжение только на исходном резисторе. Введите измеренные вами значения в таблицу.

    Анализ и результаты

    1. Используя данные, записанные в первой таблице, постройте график зависимости тока от напряжения.Поскольку напряжение — это переменная, которую мы изменяем напрямую, это независимая переменная, которая будет отложена по оси \ (x \). Ток является зависимой переменной и должен быть нанесен на ось \ (y \).

    2. Используя данные, записанные во второй таблице, постройте график зависимости напряжения от тока. В этом случае независимой переменной является ток, который должен быть нанесен на ось \ (x \), а напряжение является зависимой переменной и должно быть нанесено на ось \ (y \).

    Выводы

    1. Изучите график, который вы построили из первой таблицы. Что происходит с током через резистор при увеличении напряжения на нем? т.е. увеличивается или уменьшается?

    2. Изучите график, который вы построили на основе второй таблицы. Что происходит с напряжением на резисторе, когда ток через резистор увеличивается? т.е. увеличивается или уменьшается?

    3. Подтверждают ли результаты ваших экспериментов закон Ома? Объяснять.

    Вопросы и обсуждение

    1. Для каждого из ваших графиков вычислите градиент и по нему определите сопротивление исходного резистора. Получаете ли вы одно и то же значение, когда рассчитываете его для каждого из ваших графиков?
    2. Как вы можете найти сопротивление неизвестного резистора, используя только источник питания, вольтметр и известный резистор \ (R_0 \)?

    Высокие оценки в науке — залог вашего успеха и будущих планов.Проверьте себя и узнайте больше о практике Сиявулы.

    Зарегистрируйтесь и проверьте себя

    Закон Ома

    Учебник Упражнение 11.1

    Постройте график напряжения (по оси X) и тока (по оси Y).

    Какой тип графика вы получите (прямой, парабола, другая кривая)

    прямая линия

    Рассчитайте градиент графика.

    Градиент графика (\ (m \)) — это изменение тока, деленное на изменение напряжения:

    \ begin {align *} m & = \ frac {\ Delta I} {\ Delta V} \\ & = \ frac {(\ text {1,6}) — (\ text {0,4})} {(\ text {12}) — (\ text {3})} \\ & = \ текст {0,13} \ end {выровнять *}

    Подтверждают ли результаты ваших экспериментов закон Ома? Объяснять.

    Да. График с прямой линией получается, когда мы строим график зависимости напряжения от тока.

    Как вы можете найти сопротивление неизвестного резистора, используя только источник питания, вольтметр и известный резистор \ (R_ {0} \)?

    Вы начинаете с подключения известного резистора в цепь с источником питания. Теперь вы читаете напряжение источника питания и записываете его.

    Затем вы последовательно подключаете два резистора.Теперь вы можете измерить напряжение для каждого из резисторов.

    Итак, мы можем найти напряжения для двух резисторов. Теперь отметим, что:

    \ [V = IR \]

    Итак, используя это и тот факт, что для резисторов, включенных последовательно, ток одинаков во всей цепи, мы можем найти неизвестное сопротивление.

    \ begin {align *} V_ {0} & = IR_ {0} \\ I & = \ frac {V_ {0}} {R_ {0}} \\ V_ {U} & = IR_ {U} \\ I & = \ frac {V_ {U}} {R_ {U}} \\ \ frac {V_ {U}} {R_ {U}} & = \ frac {V_ {0}} {R_ {0}} \\ \ поэтому R_ {U} & = \ frac {V_ {U} R_ {0}} {V_ {0}} \ end {выровнять *}

    Омические и неомические проводники (ESBQ7)

    Проводники, подчиняющиеся закону Ома, имеют постоянное сопротивление, когда на них изменяется напряжение или увеличивается ток, проходящий через них.Эти проводники называются омическими проводниками. График зависимости тока от напряжения на этих проводниках будет прямолинейным. Некоторыми примерами омических проводников являются резисторы цепи и нихромовая проволока.

    Как вы видели, когда мы говорим о законе Ома, есть упоминание о постоянной температуре . Это связано с тем, что сопротивление некоторых проводников изменяется при изменении их температуры. Эти типы проводников называются неомическими проводниками , потому что они не подчиняются закону Ома.Лампочка — типичный пример неомического проводника. Другими примерами неомических проводников являются диоды и транзисторы.

    В лампочке сопротивление нити накала резко возрастает по мере того, как она нагревается от комнатной до рабочей температуры. Если мы увеличим напряжение питания в реальной цепи лампы, то увеличение тока приведет к увеличению температуры нити накала, что приведет к увеличению ее сопротивления. Это эффективно ограничивает увеличение тока.В этом случае напряжение и ток не подчиняются закону Ома.

    Явление изменения сопротивления при изменении температуры присуще почти всем металлам, из которых сделано большинство проводов. Для большинства приложений эти изменения сопротивления достаточно малы, чтобы их можно было игнорировать. При применении металлических нитей накала ламп, температура которых сильно повышается (примерно до \ (\ text {1 000} \) \ (\ text {℃} \) и начиная с комнатной температуры), изменение довольно велико.

    В общем, для неомических проводников график зависимости напряжения от тока не будет прямолинейным, что указывает на то, что сопротивление не является постоянным для всех значений напряжения и тока.

    Включен рекомендуемый эксперимент для неформальной оценки. В этом эксперименте учащиеся получат данные о токе и напряжении для резистора и лампочки и определят, какой из них подчиняется закону Ома. Вам потребуются лампочки, резисторы, соединительные провода, источник питания, амперметр и вольтметр. Учащиеся должны обнаружить, что резистор подчиняется закону Ома, а лампочка — нет.

    Омические и неомические проводники

    Aim

    Чтобы определить, подчиняются ли два элемента схемы (резистор и лампочка) закону Ома

    Аппарат

    4 ячейки, резистор, лампочка, провода соединительные, вольтметр, амперметр

    Метод

    Две схемы, показанные на схемах выше, одинаковы, за исключением того, что в первой есть резистор, а во второй — лампочка.Настройте обе схемы, указанные выше, начиная с 1 ячейки. Для каждой цепи:

    1. Измерьте напряжение на элементе схемы (резисторе или лампочке) с помощью вольтметра.

    2. Измерьте ток в цепи с помощью амперметра.

    3. Добавьте еще одну ячейку и повторяйте измерения, пока в вашей цепи не будет 4 ячейки.

    Результаты

    Нарисуйте в своей книге две таблицы, которые выглядят следующим образом.У вас должна быть одна таблица для измерений первой цепи с резистором и другая таблица для измерений второй цепи с лампочкой.

    Количество ячеек

    Напряжение, В (\ (\ text {V} \))

    Ток, I (\ (\ text {A} \))

    \ (\ text {1} \)

    \ (\ text {2} \)

    \ (\ text {3} \)

    \ (\ text {4} \)

    Анализ

    Используя данные в ваших таблицах, нарисуйте два графика \ (I \) (\ (y \) — ось) vs.\ (V \) (\ (x \) — ось), один для резистора и один для лампочки.

    Вопросы и обсуждение

    Внимательно изучите свои графики и ответьте на следующие вопросы:

    1. Как должен выглядеть график зависимости \ (I \) от \ (V \) для проводника, подчиняющегося закону Ома?

    2. Один или оба ваших графика выглядят так?

    3. Какой можно сделать вывод о том, подчиняются ли резистор и / или лампочка закону Ома?

    4. Имеет ли лампочка омический или неомический провод?

    Использование закона Ома (ESBQ8)

    Теперь мы готовы увидеть, как закон Ома используется для анализа цепей.

    Рассмотрим схему с ячейкой и омическим резистором R. Если сопротивление резистора равно \ (\ text {5} \) \ (\ text {Ω} \), а напряжение на резисторе равно \ (\ text { 5} \) \ (\ text {V} \), то мы можем использовать закон Ома для расчета тока, протекающего через резистор. Наша первая задача — нарисовать принципиальную схему. При решении любой проблемы с электрическими схемами очень важно составить схему схемы перед тем, как производить какие-либо расчеты. Принципиальная схема для этой проблемы выглядит следующим образом:

    Уравнение закона Ома: \ [R = \ frac {V} {I} \]

    , который можно преобразовать в: \ [I = \ frac {V} {R} \]

    Ток, протекающий через резистор:

    \ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {\ text {5} \ text {V}} {\ text {5} \ Omega} \\ & = \ текст {1} \ текст {А} \ end {align *}

    Рабочий пример 1: Закон Ома

    Изучите электрическую схему ниже:

    Сопротивление резистора равно \ (\ text {10} \) \ (\ text {Ω} \), а ток, проходящий через резистор, равен \ (\ text {4} \) \ (\ text {A} \ ).Какова разность потенциалов (напряжение) на резисторе?

    Определите, как подойти к проблеме

    Нам задают сопротивление резистора и ток, проходящий через него, и просят вычислить напряжение на нем. Мы можем применить закон Ома к этой проблеме, используя: \ [R = \ frac {V} {I}. \]

    Решить проблему

    Измените приведенное выше уравнение и замените известные значения на \ (R \) и \ (I \), чтобы найти \ (V \). \ begin {align *} R & = \ frac {V} {I} \\ R \ times I & = \ frac {V} {I} \ times I \\ V & = I \ раз R \\ & = \ текст {10} \ times \ text {4} \\ & = \ текст {40} \ текст {V} \ end {align *}

    Напишите окончательный ответ

    Напряжение на резисторе равно \ (\ text {40} \) \ (\ text {V} \).

    Высокие оценки в науке — залог вашего успеха и будущих планов. Проверьте себя и узнайте больше о практике Сиявулы.

    Зарегистрируйтесь и проверьте себя

    Закон Ома

    Учебное пособие Упражнение 11.2

    Рассчитайте сопротивление резистора, разность потенциалов которого равна \ (\ text {8} \) \ (\ text {V} \), когда ток равен \ (\ text {2} \) \ (\ text {A} \) протекает через него. Перед расчетом нарисуйте принципиальную схему.

    Сопротивление неизвестного резистора составляет:

    \ begin {align *} R & = \ frac {V} {I} \\ & = \ frac {8} {2} \\ & = \ текст {4} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Какой ток будет проходить через резистор \ (\ text {6} \) \ (\ text {Ω} \) при разности потенциалов \ (\ text {18} \) \ (\ text {V} \) на концах? Перед расчетом нарисуйте принципиальную схему.

    Сопротивление неизвестного резистора составляет:

    \ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {18} {6} \\ & = \ текст {3} \ текст {А} \ end {выровнять *}

    Какое напряжение на резисторе \ (\ text {10} \) \ (\ text {Ω} \) при токе \ (\ text {1,5} \) \ (\ text {A} \) течет хоть это? Перед расчетом нарисуйте принципиальную схему.

    Сопротивление неизвестного резистора составляет:

    \ begin {align *} V & = I \ cdot R \\ & = (\ текст {1,5}) (10) \\ & = \ текст {15} \ текст {V} \ end {выровнять *}

    Переплет резисторов последовательно и параллельно (ESBQ9)

    В 10 классе вы узнали о резисторах и познакомились со схемами, в которых резисторы подключены последовательно и параллельно.В последовательной цепи есть один путь, по которому течет ток. В параллельной цепи есть несколько путей, по которым течет ток.

    Когда в цепи более одного резистора, мы обычно можем рассчитать общее суммарное сопротивление всех резисторов. Это известно как сопротивление , эквивалентное .

    Эквивалентное последовательное сопротивление

    В цепи, в которой резисторы включены последовательно, эквивалентное сопротивление — это просто сумма сопротивлений всех резисторов.

    Эквивалентное сопротивление в последовательной цепи,

    Для последовательно подключенных резисторов n эквивалентное сопротивление составляет:

    \ [R_ {s} = R_ {1} + R_ {2} + R_ {3} + \ ldots + R_ {n} \]

    Применим это к следующей схеме.

    Резисторы включены последовательно, следовательно:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {1} + R_ {2} + R_ {3} \\ & = \ text {3} \ text {Ω} + \ text {10} \ text {Ω} + \ text {5} \ text {Ω} \\ & = \ текст {18} \ текст {Ω} \ end {align *}
    Эквивалентное параллельное сопротивление

    В схеме, в которой резисторы соединены параллельно, эквивалентное сопротивление определяется следующим определением.

    Эквивалентное сопротивление в параллельной цепи

    Для резисторов \ (n \), включенных параллельно, эквивалентное сопротивление составляет:

    \ [\ frac {1} {R_ {p}} = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} + \ frac {1} {R_ {3}} + \ ldots + \ frac {1} {R_ {n}} \]

    Применим эту формулу к следующей схеме.

    Какое полное (эквивалентное) сопротивление в цепи?

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ left (\ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} + \ frac {1} {R_ {3}) } \Правильно) \\ & = \ left (\ frac {1} {\ text {10} \ text {Ω}} + \ frac {1} {\ text {2} \ text {Ω}} + \ frac {1} {\ text { 1} \ text {Ω}} \ right) \\ & = \ left (\ frac {\ text {1} \ text {Ω} + \ text {5} \ text {Ω} + \ text {10} \ text {Ω}} {\ text {10} \ text { Ω}} \ right) \\ & = \ left (\ frac {\ text {16} \ text {Ω}} {\ text {10} \ text {Ω}} \ right) \\ R_ {p} & = \ text {0,625} \ text {Ω} \ end {align *}

    Последовательное и параллельное сопротивление

    Учебное пособие Упражнение 11.3

    Два резистора \ (\ text {10} \) \ (\ text {kΩ} \) соединены последовательно. Рассчитайте эквивалентное сопротивление.

    Поскольку резисторы включены последовательно, мы можем использовать:

    \ [R_ {s} = R_ {1} + R_ {2} \]

    Эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {1} + R_ {2} \\ & = \ text {10} \ text {kΩ} + \ text {10} \ text {kΩ} \\ & = \ текст {20} \ текст {кОм} \ end {выровнять *}

    Два резистора соединены последовательно.Эквивалентное сопротивление равно \ (\ text {100} \) \ (\ text {Ω} \). Если один резистор равен \ (\ text {10} \) \ (\ text {Ω} \), вычислите номинал второго резистора.

    Поскольку резисторы включены последовательно, мы можем использовать:

    \ [R_ {s} = R_ {1} + R_ {2} \]

    Эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {1} + R_ {2} \\ R_ {2} & = R_ {s} — R_ {1} \\ & = \ text {100} \ text {Ω} — \ text {10} \ text {Ω} \\ & = \ текст {90} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Два резистора \ (\ text {10} \) \ (\ text {kΩ} \) подключены параллельно.Рассчитайте эквивалентное сопротивление.

    Поскольку резисторы включены параллельно, можно использовать:

    \ [\ frac {1} {R_ {p}} = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} \]

    Эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} \\ & = \ frac {1} {\ text {100}} + \ frac {1} {\ text {10}} \\ & = \ frac {1 + 10} {\ text {100}} \\ & = \ frac {11} {\ text {100}} \\ R_ {p} & = \ text {9,09} \ text {kΩ} \ end {выровнять *}

    Два резистора подключены параллельно.Эквивалентное сопротивление равно \ (\ text {3,75} \) \ (\ text {Ω} \). Если сопротивление одного резистора равно \ (\ text {10} \) \ (\ text {Ω} \), каково сопротивление второго резистора?

    Поскольку резисторы включены параллельно, можно использовать:

    \ [\ frac {1} {R_ {p}} = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} \]

    Эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} \\ \ frac {1} {R_ {2}} & = \ frac {1} {R_ {p}} — \ frac {1} {R_ {1}} \\ & = \ frac {1} {\ text {3,75}} — \ frac {1} {\ text {10}} \\ & = \ frac {\ text {10} — \ text {3,75}} {\ text {37,5}} \\ & = \ frac {\ text {6,25}} {\ text {37,5}} \\ R_ {2} & = \ текст {6} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Рассчитайте эквивалентное сопротивление в каждой из следующих цепей:

    a) Резисторы включены параллельно, поэтому мы используем:

    \ [\ frac {1} {R_ {p}} = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} \]

    Эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} \\ & = \ frac {1} {\ text {3}} + \ frac {1} {\ text {2}} \\ & = \ frac {\ text {2} + \ text {3}} {\ text {6}} \\ & = \ frac {\ text {5}} {\ text {6}} \\ R & = \ текст {1,2} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    b) Резисторы включены параллельно, поэтому мы используем:

    \ [\ frac {1} {R_ {p}} = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} + \ frac {1} {R_ {3}} + \ frac {1} {R_ {4}} \]

    Эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} + \ frac {1} {R_ {3}} + \ гидроразрыв {1} {R_ {4}} \\ & = \ frac {1} {\ text {2}} + \ frac {1} {\ text {3}} + \ frac {1} {\ text {4}} + \ frac {1} {\ text { 1}} \\ & = \ frac {\ text {6} + \ text {4} + \ text {3} + \ text {12}} {\ text {12}} \\ & = \ frac {\ text {25}} {\ text {12}} \\ R & = \ text {0,48} \ text {Ω} \ end {выровнять *}

    c) Резисторы включены последовательно, поэтому мы используем:

    \ [R_ {s} = R_ {1} + R_ {2} \]

    Эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {1} + R_ {2} \\ & = \ text {2} \ text {Ω} + \ text {3} \ text {Ω} \\ & = \ текст {5} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    d) Резисторы включены последовательно, поэтому мы используем:

    \ [R_ {s} = R_ {1} + R_ {2} + R_ {3} + R_ {4} \]

    Эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {1} + R_ {2} + R_ {3} + R_ {4} \\ & = \ text {2} \ text {Ω} + \ text {3} \ text {Ω} + \ text {4} \ text {Ω} + \ text {1} \ text {Ω} \\ & = \ текст {10} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Использование закона Ома в последовательных и параллельных цепях (ESBQB)

    Используя определения эквивалентного сопротивления для резисторов, включенных последовательно или параллельно, мы можем проанализировать некоторые схемы с этими установками.

    Последовательные цепи

    Рассмотрим схему, состоящую из трех резисторов и одиночная ячейка соединена последовательно.

    Первый принцип, который необходимо понять в отношении последовательных цепей, заключается в том, что величина тока одинакова через любой компонент в цепи. Это потому, что существует только один путь для движения электронов в последовательной цепи. По способу подключения батареи мы можем сказать, в каком направлении будет течь ток. Мы знаем, что ток по условию течет от положительного к отрицательному.Обычный ток в этой цепи будет течь по часовой стрелке от точки A к B, от C к D и обратно к A.

    Мы знаем, что в последовательной цепи ток должен быть одинаковым во всех компонентах. Итак, мы можем написать:

    \ [I = I_ {1} = I_ {2} = I_ {3}. \]

    Мы также знаем, что полное напряжение цепи должно быть равно сумме напряжений на всех трех резисторах. Итак, мы можем написать:

    \ [V = V_ {1} + V_ {2} + V_ {3} \]

    Используя эту информацию и то, что мы знаем о вычислении эквивалентного сопротивления резисторов, включенных последовательно, мы можем решить некоторые проблемы схемы.

    Рабочий пример 2: Закон Ома, последовательная цепь

    Вычислите ток (I) в этой цепи, если оба резистора имеют омическую природу.

    Определите, что требуется

    Нам необходимо рассчитать ток, протекающий в цепи.

    Определите, как подойти к проблеме

    Поскольку резисторы имеют омическую природу, мы можем использовать закон Ома. Однако в цепи два резистора, и нам нужно найти полное сопротивление.

    Найти полное сопротивление в цепи

    Поскольку резисторы включены последовательно, общее (эквивалентное) сопротивление R составляет:

    \ [R = R_ {1} + R_ {2} \]

    Следовательно,

    \ begin {align *} R & = \ текст {2} + \ текст {4} \\ & = \ текст {6} \ текст {Ω} \ end {align *}

    Примените закон Ома

    \ begin {align *} R & = \ frac {V} {I} \\ R \ times \ frac {I} {R} & = \ frac {V} {I} \ times \ frac {I} {R} \\ I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {12} {6} \\ & = \ текст {2} \ текст {А} \ end {align *}

    Напишите окончательный ответ

    В цепи протекает ток \ (\ text {2} \) \ (\ text {A} \).

    Рабочий пример 3: Закон Ома, последовательная цепь

    Два омических резистора (\ (R_ {1} \) и \ (R_ {2} \)) соединены последовательно с ячейкой. Найдите сопротивление \ (R_ {2} \), учитывая, что ток, протекающий через \ (R_ {1} \) и \ (R_ {2} \), равен \ (\ text {0,25} \) \ ( \ text {A} \) и что напряжение на ячейке равно \ (\ text {1,5} \) \ (\ text {V} \). \ (R_ {1} \) = \ (\ text {1} \) \ (\ text {Ω} \).

    Нарисуйте схему и введите все известные значения.

    Определите, как подойти к проблеме.

    Мы можем использовать закон Ома, чтобы найти полное сопротивление R в цепи, а затем вычислить неизвестное сопротивление, используя:

    \ [R = R_ {1} + R_ {2} \]

    , потому что он находится в последовательной цепи.

    Найдите полное сопротивление

    \ begin {align *} R & = \ frac {V} {I} \\ & = \ frac {\ text {1,5}} {\ text {0,25}} \\ & = \ текст {6} \ текст {Ω} \ end {align *}

    Найдите неизвестное сопротивление

    Мы знаем, что:

    \ [R = \ text {6} \ text {Ω} \]

    и что

    \ [R_ {1} = \ text {1} \ text {Ω} \]

    с

    \ [R = R_ {1} + R_ {2} \] \ [R_ {2} = R — R_ {1} \]

    Следовательно,

    \ [R_ {1} = \ text {5} \ text {Ω} \]

    Рабочий пример 4: Закон Ома, последовательная цепь

    Для следующей схемы рассчитайте:

    1. падение напряжения \ (V_1 \), \ (V_2 \) и \ (V_3 \) на резисторах \ (R_1 \), \ (R_2 \) и \ (R_3 \)

    2. сопротивление \ (R_3 \).

    Определите, как подойти к проблеме

    Нам даны напряжение на ячейке и ток в цепи, а также сопротивления двух из трех резисторов. Мы можем использовать закон Ома для расчета падения напряжения на известных резисторах. Поскольку резисторы включены в последовательную цепь, напряжение равно \ (V = V_1 + V_2 + V_3 \), и мы можем вычислить \ (V_3 \). Теперь мы можем использовать эту информацию, чтобы найти напряжение на неизвестном резисторе \ (R_3 \).

    Рассчитать падение напряжения на \ (R_1 \)

    Используя закон Ома: \ begin {align *} R_1 & = \ frac {V_1} {I} \\ I \ cdot R_1 & = I \ cdot \ frac {V_1} {I} \\ V_1 & = {I} \ cdot {R_1} \\ & = 2 \ cdot 1 \\ V_1 & = \ текст {2} \ текст {V} \ end {align *}

    Рассчитать падение напряжения на \ (R_2 \)

    Снова используя закон Ома: \ begin {align *} R_2 & = \ frac {V_2} {I} \\ I \ cdot R_2 & = I \ cdot \ frac {V_2} {I} \\ V_2 & = {I} \ cdot {R_2} \\ & = 2 \ cdot 3 \\ V_2 & = \ текст {6} \ текст {V} \ end {align *}

    Рассчитать падение напряжения на \ (R_3 \)

    Поскольку падение напряжения на всех резисторах, вместе взятых, должно быть таким же, как падение напряжения на ячейке в последовательной цепи, мы можем найти \ (V_3 \), используя: \ begin {align *} V & = V_1 + V_2 + V_3 \\ V_3 & = V — V_1 — V_2 \\ & = 18-2-6 \\ V_3 & = \ текст {10} \ текст {V} \ end {align *}

    Найдите сопротивление \ (R_3 \)

    Мы знаем напряжение на \ (R_3 \) и ток через него, поэтому мы можем использовать закон Ома для вычисления значения сопротивления: \ begin {align *} R_3 & = \ frac {V_3} {I} \\ & = \ frac {10} {2} \\ R_3 & = \ text {5} \ Omega \ end {align *}

    Напишите окончательный ответ

    \ (V_1 = \ text {2} \ text {V} \)

    \ (V_2 = \ text {6} \ text {V} \)

    \ (V_3 = \ text {10} \ text {V} \)

    \ (R_1 = \ text {5} \ Omega \)

    Параллельные цепи

    Рассмотрим схему, состоящую из одной ячейки и трех резисторов, соединенных параллельно.

    Первый принцип, который нужно понять в отношении параллельных цепей, заключается в том, что напряжение одинаково на всех компонентах в цепи. Это связано с тем, что в параллельной цепи есть только два набора электрически общих точек, и напряжение, измеренное между наборами общих точек, всегда должно быть одинаковым в любой момент времени. Итак, для показанной схемы верно следующее:

    \ [V = V_ {1} = V_ {2} = V_ {3}. \]

    Второй принцип параллельной схемы заключается в том, что все токи, проходящие через каждый резистор, должны составлять общий ток в цепи:

    \ [I = I_ {1} + I_ {2} + I_ {3}.\]

    Используя эти принципы и наши знания о том, как рассчитать эквивалентное сопротивление параллельных резисторов, мы можем теперь подойти к некоторым проблемам схемы, связанным с параллельными резисторами.

    Рабочий пример 5: Закон Ома, параллельная схема

    Вычислите ток (I) в этой цепи, если оба резистора имеют омическую природу.

    Определите, что требуется

    Нам необходимо рассчитать ток, протекающий в цепи.

    Определите, как подойти к проблеме

    Поскольку резисторы имеют омическую природу, мы можем использовать закон Ома.Однако в цепи два резистора, и нам нужно найти полное сопротивление.

    Найдите эквивалентное сопротивление в цепи

    Поскольку резисторы включены параллельно, общее (эквивалентное) сопротивление R составляет:

    \ [\ frac {1} {R} = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}}. \] \ begin {align *} \ frac {1} {R} & = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} \\ & = \ frac {1} {2} + \ frac {1} {4} \\ & = \ frac {2 + 1} {4} \\ & = \ frac {3} {4} \\ \ text {Следовательно,} R & = \ text {1,33} \ Omega \ end {align *}

    Применить закон Ома

    \ begin {align *} R & = \ frac {V} {I} \\ R \ cdot \ frac {I} {R} & = \ frac {V} {I} \ cdot \ frac {I} {R} \\ I & = \ frac {V} {R} \\ I & = V \ cdot \ frac {1} {R} \\ & = (12) \ left (\ frac {3} {4} \ right) \\ & = \ текст {9} \ текст {А} \ end {align *}

    Напишите окончательный ответ

    В цепи протекает ток \ (\ text {9} \) \ (\ text {A} \).

    Рабочий пример 6: Закон Ома, параллельная схема

    Два омических резистора (\ (R_1 \) и \ (R_2 \)) подключены параллельно ячейке. Найдите сопротивление \ (R_2 \), учитывая, что ток, протекающий через ячейку, равен \ (\ text {4,8} \) \ (\ text {A} \) и что напряжение на ячейке равно \ (\ текст {9} \) \ (\ text {V} \).

    Определите, что требуется

    Нам нужно рассчитать сопротивление \ (R_2 \).

    Определите, как подойти к проблеме

    Поскольку резисторы омические и нам даны напряжение на элементе и ток через элемент, мы можем использовать закон Ома, чтобы найти эквивалентное сопротивление в цепи.\ begin {align *} R & = \ frac {V} {I} \\ & = \ frac {9} {\ text {4,8}} \\ & = \ text {1,875} \ \ Omega \ end {align *}

    Вычислить значение для \ (R_2 \)

    Поскольку мы знаем эквивалентное сопротивление и сопротивление \ (R_1 \), мы можем использовать формулу для параллельных резисторов, чтобы найти сопротивление \ (R_2 \). \ begin {align *} \ frac {1} {R} & = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} \ end {выровнять *} Переставляем решение для \ (R_2 \): \ begin {align *} \ frac {1} {R_2} & = \ frac {1} {R} — \ frac {1} {R_1} \\ & = \ frac {1} {\ text {1,875}} — \ frac {1} {3} \\ & = \ текст {0,2} \\ R_2 & = \ frac {1} {\ text {0,2}} \\ & = \ текст {5} \ \ Omega \ end {align *}

    Напишите окончательный ответ

    Сопротивление \ (R_2 \) равно \ (\ text {5} \) \ (\ Omega \)

    Рабочий пример 7: Закон Ома, параллельная схема

    Ячейка на 18 В подключена к двум параллельным резисторам \ (\ text {4} \) \ (\ Omega \) и \ (\ text {12} \) \ (\ Omega \) соответственно.Рассчитайте ток через ячейку и через каждый из резисторов.

    Сначала нарисуйте схему, прежде чем производить какие-либо вычисления

    Определите, как подойти к проблеме

    Нам нужно определить ток через ячейку и каждый из параллельных резисторов. Нам дана разность потенциалов на ячейке и сопротивления резисторов, поэтому мы можем использовать закон Ома для расчета тока.

    Рассчитать ток через ячейку

    Чтобы рассчитать ток через элемент, нам сначала нужно определить эквивалентное сопротивление остальной части цепи.Резисторы включены параллельно и поэтому: \ begin {align *} \ frac {1} {R} & = \ frac {1} {R_1} + \ frac {1} {R_2} \\ & = \ frac {1} {4} + \ frac {1} {12} \\ & = \ frac {3 + 1} {12} \\ & = \ frac {4} {12} \\ R & = \ frac {12} {4} = \ text {3} \ \ Omega \ end {выровнять *} Теперь, используя закон Ома, чтобы найти ток через ячейку: \ begin {align *} R & = \ frac {V} {I} \\ I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {18} {3} \\ I & = \ text {6} \ text {A} \ end {align *}

    Теперь определите ток через один из параллельных резисторов

    Мы знаем, что для чисто параллельной схемы напряжение на ячейке такое же, как напряжение на каждом из параллельных резисторов.Для этой схемы: \ begin {align *} V & = V_1 = V_2 = \ text {18} \ text {V} \ end {выровнять *} Начнем с расчета тока через \ (R_1 \) по закону Ома: \ begin {align *} R_1 & = \ frac {V_1} {I_1} \\ I_1 & = \ frac {V_1} {R_1} \\ & = \ frac {18} {4} \\ I_1 & = \ text {4,5} \ text {A} \ end {align *}

    Рассчитайте ток через другой параллельный резистор

    Мы можем снова использовать закон Ома, чтобы найти ток в \ (R_2 \): \ begin {align *} R_2 & = \ frac {V_2} {I_2} \\ I_2 & = \ frac {V_2} {R_2} \\ & = \ frac {18} {12} \\ I_2 & = \ text {1,5} \ text {A} \ end {выровнять *} Альтернативный метод вычисления \ (I_2 \) заключался бы в использовании того факта, что токи через каждый из параллельных резисторов должны складываться в общий ток через ячейку: \ begin {align *} I & = I_1 + I_2 \\ I_2 & = I — I_1 \\ & = 6 — 4.5 \\ I_2 & = \ text {1,5} \ text {A} \ end {align *}

    Напишите окончательный ответ

    Ток через ячейку равен \ (\ text {6} \) \ (\ text {A} \).

    Ток через резистор \ (\ text {4} \) \ (\ Omega \) равен \ (\ text {4,5} \) \ (\ text {A} \).

    Ток через резистор \ (\ text {12} \) \ (\ Omega \) равен \ (\ text {1,5} \) \ (\ text {A} \).

    Закон Ома в последовательной и параллельной цепях

    Учебное упражнение 11.4

    Рассчитать номинал неизвестного резистора в цепи:

    Сначала мы используем закон Ома для вычисления полного последовательного сопротивления:

    \ begin {align *} R & = \ frac {V} {I} \\ & = \ frac {9} {1} \\ & = \ текст {9} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Теперь мы можем найти неизвестное сопротивление:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {1} + R_ {2} + R_ {3} + R_ {4} \\ R_ {4} & = R_ {s} — R_ {1} — R_ {2} — R_ {3} \\ & = 9 — 3 — 3 — 1 \\ & = \ текст {2} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Рассчитайте значение тока в следующей цепи:

    Сначала находим общее сопротивление:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {1} + R_ {2} + R_ {3} \\ & = \ text {1} + \ text {2,5} + \ text {1,5} \\ & = \ текст {5} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Теперь мы можем рассчитать ток:

    \ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {9} {5} \\ & = \ текст {1,8} \ текст {А} \ end {выровнять *}

    Три резистора с сопротивлением \ (\ text {1} \) \ (\ text {Ω} \), \ (\ text {5} \) \ (\ text {Ω} \) и \ (\ text {10} \) \ (\ text {Ω} \) соответственно соединены последовательно с батареей \ (\ text {12} \) \ (\ text {V} \).Рассчитайте значение тока в цепи.

    Рисуем принципиальную схему:

    Теперь мы находим полное сопротивление:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {1} + R_ {2} + R_ {3} \\ & = \ текст {1} + \ текст {5} + \ текст {10} \\ & = \ текст {16} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Теперь мы можем рассчитать ток:

    \ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {12} {16} \\ & = \ текст {0,75} \ текст {A} \ end {выровнять *}

    Рассчитайте ток через ячейку, если оба резистора омические по своей природе.

    Сначала находим общее сопротивление:

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} \\ & = \ frac {1} {\ text {1}} + \ frac {1} {\ text {3}} \\ & = \ frac {3 + 1} {\ text {3}} \\ & = \ frac {4} {\ text {3}} \\ & = \ текст {0,75} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Теперь мы можем рассчитать ток:

    \ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {9} {\ text {0,75}} \\ & = \ текст {12} \ текст {А} \ end {выровнять *}

    Вычислить номинал неизвестного резистора \ (R_ {4} \) в цепи:

    Сначала находим общее сопротивление:

    \ begin {align *} R & = \ frac {V} {I} \\ & = \ frac {24} {\ text {2}} \\ & = \ текст {12} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Теперь мы можем рассчитать неизвестное сопротивление:

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} + \ frac {1} {R_ {3}} + \ гидроразрыв {1} {R_ {4}} \\ \ frac {1} {R_ {4}} & = \ frac {1} {R_ {p}} — \ frac {1} {R_ {1}} — \ frac {1} {R_ {2}} — \ гидроразрыв {1} {R_ {3}} \\ & = \ frac {1} {\ text {12}} — \ frac {1} {\ text {120}} — \ frac {1} {\ text {40}} — \ frac {1} {\ text { 60}} \\ & = \ frac {10 — 1 — 3 — 2} {\ text {120}} \\ & = \ frac {4} {\ text {120}} \\ & = \ текст {30} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    значение тока через аккумулятор

    Рисуем принципиальную схему:

    Чтобы вычислить значение тока через батарею, нам сначала нужно вычислить эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} + \ frac {1} {R_ {3}} \\ & = \ frac {1} {\ text {1}} + \ frac {1} {\ text {5}} + \ frac {1} {\ text {10}} \\ & = \ frac {10 + 2 + 1} {\ text {10}} \\ & = \ frac {13} {\ text {10}} \\ & = \ текст {0,77} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Теперь можем посчитать ток через батарею:

    \ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {20} {\ text {0,77}} \\ & = \ текст {26} \ текст {А} \ end {выровнять *}

    значение тока в каждом из трех резисторов.

    Для параллельной схемы напряжение на ячейке такое же, как напряжение на каждом из резисторов. Для этой схемы:

    \ [V = V_ {1} = V_ {2} = V_ {3} = \ text {20} \ text {V} \]

    Теперь мы можем рассчитать ток через каждый резистор. Начнем с \ (R_ {1} \):

    \ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {20} {\ text {1}} \\ & = \ текст {20} \ текст {А} \ end {выровнять *}

    Затем мы вычисляем ток через \ (R_ {2} \):

    \ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {20} {\ text {5}} \\ & = \ текст {4} \ текст {А} \ end {выровнять *}

    И наконец вычисляем ток через \ (R_ {3} \):

    \ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {20} {\ text {10}} \\ & = \ текст {2} \ текст {А} \ end {выровнять *}

    Вы можете проверить, что они в сумме составляют общий ток.

    Последовательные и параллельные сети резисторов (ESBQC)

    Теперь, когда вы знаете, как работать с простыми последовательными и параллельными цепями, вы готовы заняться цепями, которые объединяют эти две схемы, например, следующую схему:

    Рисунок 11.1: Пример последовательно-параллельной сети. Пунктирными прямоугольниками обозначены параллельные участки цепи.

    Проработать такие схемы относительно легко, потому что вы используете все, что вы уже узнали о последовательных и параллельных схемах.Единственная разница в том, что вы делаете это поэтапно. На рисунке 11.1 схема состоит из 2 параллельных частей, которые затем включены последовательно с ячейкой. Чтобы вычислить эквивалентное сопротивление для схемы, вы начинаете с вычисления общего сопротивления каждой из параллельных частей, а затем последовательно складываете эти сопротивления. Если бы все резисторы на рисунке 11.1 имели сопротивление \ (\ text {10} \) \ (\ text {Ω} \), мы можем вычислить эквивалентное сопротивление всей цепи.

    Начнем с вычисления общего сопротивления параллельной цепи 1 .{-1} \\ & = \ текст {5} \, \ Omega \ end {align *}

    Теперь вы можете рассматривать схему как простую последовательную схему следующим образом:

    Следовательно, эквивалентное сопротивление: \ begin {align *} R & = R_ {p1} + R_ {p2} \\ & = 5 + 5 \\ & = 10 \, \ Omega \ end {align *}

    Эквивалентное сопротивление цепи на рисунке 11.1 равно \ (\ text {10} \) \ (\ text {Ω} \).

    Последовательные и параллельные сети

    Учебное пособие, упражнение 11.5

    Начнем с определения эквивалентного сопротивления параллельной комбинации:

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} \\ & = \ frac {1} {4} + \ frac {1} {2} \\ & = \ frac {3} {4} \\ R_ {p} & = \ text {1,33} \ text {Ω} \ end {выровнять *}

    Теперь у нас есть цепь с двумя последовательно включенными резисторами, поэтому мы можем вычислить эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {3} + R_ {p} \\ & = \ текст {2} + \ текст {1,33} \\ & = \ текст {3,33} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Начнем с определения эквивалентного сопротивления параллельной комбинации:

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} \\ & = \ frac {1} {1} + \ frac {1} {2} \\ & = \ frac {3} {2} \\ R_ {p} & = \ text {0,67} \ text {Ω} \ end {выровнять *}

    Теперь у нас есть цепь с тремя последовательно включенными резисторами, поэтому мы можем вычислить эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {3} + R_ {4} + R_ {p} \\ & = \ текст {4} + \ текст {6} + \ текст {0,67} \\ & = \ текст {10,67} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Начнем с определения эквивалентного сопротивления параллельной комбинации:

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} + \ frac {1} {R_ {3}} \\ & = \ frac {1} {3} + \ frac {1} {5} + \ frac {1} {1} \\ & = \ frac {23} {15} \\ R_ {p} & = \ text {0,652} \ text {Ω} \ end {выровнять *}

    Теперь у нас есть цепь с двумя последовательно включенными резисторами, поэтому мы можем вычислить эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {4} + R_ {p} \\ & = \ текст {2} + \ текст {0,652} \\ & = \ текст {2,652} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    ток \ (I \) через ячейку.

    Чтобы найти ток \ (I \), нам сначала нужно найти эквивалентное сопротивление. Начнем с расчета эквивалентного сопротивления параллельной комбинации:

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ frac {1} {R_ {1}} + \ frac {1} {R_ {2}} + \ frac {1} {R_ {3}} \\ & = \ frac {1} {3} + \ frac {1} {5} + \ frac {1} {1} \\ & = \ frac {23} {15} \\ R_ {p} & = \ text {0,652} \ text {Ω} \ end {выровнять *}

    Теперь у нас есть цепь с двумя последовательно включенными резисторами, поэтому мы можем вычислить эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {4} + R_ {p} \\ & = \ текст {2} + \ текст {0,652} \\ & = \ текст {2,652} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Значит, ток через ячейку:

    \ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {\ text {12}} {\ text {2,652}} \\ & = \ текст {4,52} \ текст {А} \ end {выровнять *}

    ток через резистор \ (\ text {5} \) \ (\ text {Ω} \).

    Ток через параллельную комбинацию резисторов равен \ (\ text {4,52} \) \ (\ text {A} \). (Ток одинаков при последовательном соединении резисторов, и мы можем рассматривать весь параллельный набор резисторов как один последовательный резистор.)

    Используя это, мы можем найти напряжение через параллельную комбинацию резисторов (не забудьте использовать эквивалентное параллельное сопротивление, а не эквивалентное сопротивление цепи):

    \ begin {align *} V & = I \ cdot R \\ & = (\ text {4,52}) (\ text {0,652}) \\ & = \ текст {2,95} \ текст {V} \ end {выровнять *}

    Поскольку напряжение на каждом резисторе в параллельной комбинации одинаково, это также напряжение на резисторе \ (\ text {5} \) \ (\ text {Ω} \).

    Итак, теперь мы можем рассчитать ток через резистор:

    \ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {\ text {2,95}} {\ text {5}} \\ & = \ текст {0,59} \ текст {А} \ end {выровнять *}

    Если ток, протекающий через ячейку, равен \ (\ text {2} \) \ (\ text {A} \), и все резисторы омические, рассчитайте напряжение на ячейке и на каждом из резисторов, \ (R_1 \ ), \ (R_2 \) и \ (R_3 \) соответственно.

    Чтобы найти напряжение, нам сначала нужно найти эквивалентное сопротивление.Начнем с расчета эквивалентного сопротивления параллельной комбинации:

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ frac {1} {R_ {2}} + \ frac {1} {R_ {3}} \\ & = \ frac {1} {2} + \ frac {1} {4} \\ & = \ frac {3} {4} \\ R_ {p} & = \ text {1,33} \ text {Ω} \ end {выровнять *}

    Теперь у нас есть цепь с двумя последовательно включенными резисторами, поэтому мы можем вычислить эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {1} + R_ {p} \\ & = \ text {4,66} + \ text {1,33} \\ & = \ текст {5,99} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Значит, напряжение на ячейке:

    \ begin {align *} V & = I \ cdot R \\ & = (\ текст {2}) (\ текст {5,99}) \\ & = \ текст {12} \ текст {V} \ end {выровнять *}

    Ток через параллельную комбинацию резисторов равен \ (\ text {2} \) \ (\ text {A} \).(Ток одинаков при последовательном соединении резисторов, и мы можем рассматривать весь параллельный набор резисторов как один последовательный резистор.)

    Используя это, мы можем найти напряжение на каждом из резисторов. Начнем с нахождения напряжения на \ (R_ {1} \):

    \ begin {align *} V & = I \ cdot R \\ & = (\ текст {2}) (\ текст {4,66}) \\ & = \ текст {9,32} \ текст {V} \ end {выровнять *}

    Теперь находим напряжение на параллельной комбинации:

    \ begin {align *} V & = I \ cdot R \\ & = (\ текст {2}) (\ текст {1,33}) \\ & = \ текст {2,66} \ текст {V} \ end {выровнять *}

    Поскольку напряжение на каждом резисторе в параллельной комбинации одинаково, это также напряжение на резисторах \ (R_ {2} \) и \ (R_ {3} \).

    ток через ячейку

    Чтобы найти ток, нам сначала нужно найти эквивалентное сопротивление. Начнем с расчета эквивалентного сопротивления параллельной комбинации:

    \ begin {align *} \ frac {1} {R_ {p}} & = \ frac {1} {R_ {2}} + \ frac {1} {R_ {3}} \\ & = \ frac {1} {1} + \ frac {1} {1} \\ & = 2 \\ R_ {p} & = \ text {0,5} \ text {Ω} \ end {выровнять *}

    Теперь у нас есть цепь с двумя последовательно включенными резисторами, поэтому мы можем вычислить эквивалентное сопротивление:

    \ begin {align *} R_ {s} & = R_ {1} + R_ {4} + R_ {p} \\ & = \ text {2} + \ text {1,5} + \ text {0,5} \\ & = \ текст {4} \ текст {Ω} \ end {выровнять *}

    Значит, ток через ячейку:

    \ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {\ text {10}} {\ text {4}} \\ & = \ текст {2,5} \ текст {А} \ end {выровнять *}

    падение напряжения на \ (R_4 \)

    Ток через все резисторы равен \ (\ text {2,5} \) \ (\ text {A} \).(Ток одинаков при последовательном соединении резисторов, и мы можем рассматривать весь параллельный набор резисторов как один последовательный резистор.)

    Используя это, мы можем найти напряжение через \ (R_ {4} \):

    \ begin {align *} V & = I \ cdot R \\ & = (\ text {2,5}) (\ text {1,5}) \\ & = \ текст {3,75} \ текст {V} \ end {выровнять *}

    ток через \ (R_2 \)

    Ток через все резисторы равен \ (\ text {2,5} \) \ (\ text {A} \).(Ток одинаков при последовательном соединении резисторов, и мы можем рассматривать весь параллельный набор резисторов как один последовательный резистор.)

    Используя это, мы можем найти ток через \ (R_ {2} \).

    Сначала нам нужно найти напряжение на параллельной комбинации:

    \ begin {align *} V & = I \ cdot R \\ & = (\ text {2,5}) (\ text {0,5}) \\ & = \ текст {1,25} \ текст {V} \ end {выровнять *}

    Теперь мы можем найти ток через \ (R_ {2} \), используя тот факт, что напряжение одинаково на всех резисторах в параллельной комбинации:

    \ begin {align *} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {\ text {1,25}} {\ text {1}} \\ & = \ текст {1,25} \ текст {А} \ end {выровнять *} Примеры закона

    Ом — Сборка электронных схем

    Обычно я не использую много математики при работе с электроникой, но закон Ома чрезвычайно полезен!

    Закон был найден Георгом Омом и основан на том, как связаны напряжение, ток и сопротивление:

    Посмотрите на рисунок выше и убедитесь, что для вас это имеет смысл:

    • Если вы увеличите напряжение в цепи при неизменном сопротивлении, вы получите больший ток.
    • Если вы увеличите сопротивление в цепи при неизменном напряжении, вы получите меньший ток.

    Закон Ома — это способ описания взаимосвязи между напряжением, сопротивлением и током с использованием математики:

    В = RI

    • V — обозначение напряжения.
    • I — символ тока.
    • R — символ сопротивления.

    Использую ОЧЕНЬ часто. Это формула электроники.

    Вы можете переключить его и получить R = V / I или I = V / R.Если у вас есть две переменные, вы можете рассчитать последнюю.

    Треугольник закона Ома

    Вы можете использовать этот треугольник, чтобы запомнить закон Ома:

    Как использовать:
    Накройте рукой письмо, которое вы хотите найти. Если оставшиеся буквы лежат друг на друге, значит, верхнюю разделите на нижнюю. Если они рядом, значит, умножаются одно на другое.

    Пример: напряжение

    Найдем формулу для напряжения:

    Положите руку на V в треугольнике, затем посмотрите на R и I.Я и R находятся рядом друг с другом, поэтому нужно умножать. Это означает, что вы получите:

    В = I * R

    Пример: сопротивление

    Найдем формулу сопротивления:

    Положите руку на R. Тогда вы увидите, что V находится над I. Это означает, что вам нужно разделить V на I:

    R = V / I

    Пример: Текущий

    Найдем формулу для тока:

    Положите руку на I. Затем вы увидите букву V над R, что означает разделение V на R:

    I = V / R

    Как запомнить закон Ома

    Самый простой способ запомнить вещи — создать с ним глупую ассоциацию, чтобы вы запомнили это, потому что это так глупо.

    Итак, чтобы помочь вам запомнить закон Ома, позвольте мне представить VRIIIIIIII! правило.

    Представьте, что вы ведете машину очень быстро, а затем внезапно резко нажимаете на тормоза. Какой звук вы слышите?

    «ВРИИИИИИИИИИИИ!»

    И так можно запомнить V = RI;)

    Практический пример

    Лучший способ научить пользоваться им — это на собственном примере.

    Ниже представлена ​​очень простая схема с батареей и резистором. Батарея представляет собой батарею на 12 вольт, а сопротивление резистора составляет 600 Ом.Сколько тока течет по цепи?

    Чтобы найти величину тока, вы можете использовать треугольник выше к формуле для тока: I = V / R. Теперь вы можете рассчитать ток, используя напряжение и сопротивление:

    I = 12 В / 600 Ом
    I = 0,02 A = 20 мА (миллиампер)

    Значит ток в цепи 20 мА.

    Если вы не любите рассчитывать вещи самостоятельно, воспользуйтесь этим калькулятором закона Ома.

    Другой пример

    Давайте попробуем другой пример.

    Ниже мы снова видим схему с резистором и батареей. Но на этот раз мы не знаем напряжение батареи. Вместо этого мы представляем, что измерили ток в цепи и обнаружили, что он составляет 3 мА (миллиампер).

    Сопротивление резистора 600 Ом. Какое напряжение у аккумулятора?

    Вспоминая «VRIIII!» правило, вы получаете:

    В = RI
    В = 600 Ом * 3 мА
    В = 1,8 В

    Значит, напряжение АКБ должно быть 1.8 В.

    Возврат от закона Ома к электронным схемам

    Закон Ома для начинающих и новичков

    Закон Ома для начинающих и новичков
    Основной закон Ома

    HTML от: http://www.btinternet.com/~dtemicrosystems/beginner.htm

    ЧТО ЭТО. КАК И ГДЕ ПРИМЕНЯТЬ


    Хотя закон Ома применим не только к резисторам — как мы увидим позже — кажется, логично включить его сейчас, так как он будет хорошей точкой отсчета для резистора подробности приведены выше.

    ЧТО ТАКОЕ ЗАКОН ОМС? :
    На диаграмме слева закон Ома определяется как; «При условии, что температура остается постоянным, отношение разности потенциалов (p.d.) на концах проводника (R) к току (I), протекающему в этом проводнике, также будет постоянным ». проповедь!

    Из этого мы заключаем, что; Ток равен напряжению, разделенному на сопротивление (I = V / R), Сопротивление равно напряжению, разделенному на ток (R = V / I), а напряжение равно току, умноженному на Сопротивление (V = IR).
    Важным фактором здесь является температура. Если расчеты по закону Ома должны давать точные результаты, это должно оставаться постоянным. В «реальном» мире это почти никогда делает, и с точки зрения новичка вам не нужно беспокоиться об этом. более того, поскольку схемы, с которыми вы, вероятно, столкнетесь в данный момент, — и около 95% все те, с которыми вы столкнетесь в будущем — будут работать нормально, даже если они горячие или холодно!

    ЗАКОН ОМС ПРОСТОЙ:
    На рисунке 1 слева показан наиболее распространенный треугольник закона Ома.Начиная с любого раздела треугольник, его можно читать в любом направлении — по часовой стрелке, против часовой стрелки, сверху вниз или снизу вверх — и он всегда предоставит вам расчет, который вы требовать.


    Если рассматривать (слегка диагональные) горизонтальные линии как знаки разделения, а короткие вертикальная линия как знак умножения, и всегда начинайте расчет с любого количества вы ищете, т.е. «V =», «I =» или «R =» у вас будет все возможные формулы, основанные на этом конкретном законе Ома.То есть; V = IxR, I = V / R, R = V / I. Это должно быть очевидно, что формула работает и в обратном направлении, то есть; IxR = V, RxI = V, V / I = R и V / R = I.

    Эти объяснения могут показаться немного сложными, но их легко применить на практике. Как правило, для начинающих будет более понятен полезный пример, а не эти причудливые столы, так что поехали.

    ПОЯСНЕНИЕ НА ПРИМЕРЕ:
    Допустим, друг просит вас установить красную сигнальную лампу на приборную панель его / ее автомобиля.Будучи энтузиастом электроники, вы решили использовать красный светоизлучающий диод (LED), поскольку они излучают достаточно чистый красный свет, не выделяют чрезмерного тепла лампы накаливания, они также дешевы по сравнению с ними и выглядят высокотехнологичными!

    С точки зрения принципиальной схемы расположение будет таким, как показано слева.
    ОГРАНИЧИТЕЛЬ ТОКА РЕЗИСТОР:
    Стандартные светодиоды не могут получать питание напрямую от 12 В без установки ограничения тока резистор включен последовательно с одним из выводов, но какое значение вы используете? Как общее правило на практике, вашему среднему светодиоду требуется около 15 мА тока для получения приемлемого света. выход.Учитывая это, теперь у нас есть две известные величины для использования в наших расчетах: напряжение и ток. Используя треугольник закона Ома, требуемое сопротивление равно рассчитывается по формуле «R = V / I», которая дает нам 12 / 0,015 = 800 Ом (см. ниже для ‘Vf’). Не забывайте, ток измеряется в амперах.

    На первый взгляд может показаться, что это проблема, поскольку 800 Ом не является стандартным значением. доступен в диапазоне E12. Однако в этом типе схемы сопротивление не критический, и ближайшего предпочтительного значения будет вполне достаточно, а именно 820 Ом.

    НЕ ЗАБЫВАЙТЕ О ‘Vf’:
    Все электронные компоненты демонстрируют — в большей или меньшей степени — то, что известно как ‘выбывать’. Он имеет различные сокращения в зависимости от типа компонента, к которому он ссылается, но обычно они означают одно и то же. На самом деле это количество напряжения, которое используется компонентом для работы. Для стандартного светодиода это значение находится в диапазоне около 1,5 — 3 вольт, и для наших целей мы примем 2 В.

    Это означает, что из ваших 12 вольт от аккумулятора 2 вольта будут израсходованы светодиодом. Сама по себе, поэтому ваш расчет закона Ома должен быть основан на 10 вольт.Истинная формула должно быть на самом деле; (12-Vf) /0.015=666.66 Ом (повторяется для математиков среди ты!). Ближайшее значение в диапазоне E12 составляет 680 Ом, поэтому в идеале это должно быть ценность для использования. В целях безопасности, когда ваши результаты заканчиваются непонятными значениями, такими как при этом всегда выбирайте ближайшее значение выше, а не следующее ниже.

    РЕЗИСТОРЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО И ПАРАЛЛЕЛЬНО

    Возможно «изготовление» стандартных и нестандартных номиналов резисторов на соответствовать вашим потребностям, если требуемое значение отсутствует.Это достигается подключением два или более из них параллельно, последовательно или их комбинация. Однако вам нужно заранее знать, как они взаимодействуют друг с другом в этих конфигурациях.

    РЕЗИСТОРЫ СЕРИИ:
    На рисунке слева показаны три последовательно включенных резистора. Это самый простой способ получить «фабричные» значения. Формула прямой для расчет окончательного значения; «R» = R1 + R2 + R3. Другими словами, независимо от количества резисторов или их индивидуальных значений, окончательное значение «R» всегда будет их суммой.Расчет по ноге изображения работает для любого количества значений, соединенных последовательно, вы просто продолжаете добавлять их в список других.

    ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ РЕЗИСТОРЫ:
    При параллельном соединении резисторов расчеты сложнее. На рисунке слева показаны три резистора, включенных параллельно. Мы будем не заботиться о трех отдельных ценностях, а сосредоточиться на том, что окончательное значение «R» будет с использованием примеров значений.Расчет у подножия изображение работает для любого количества значений, подключенных параллельно, вы просто продолжаете добавлять их в список других в скобках. Для наших целей предположим, что R1 составляет 47K, R2 — это 150 КБ, а R3 — 820 КБ. Формула прямой линии для окончательного значения: «R» = 1 / ( (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)).
    В этой формуле содержится много ненужных скобок (скобок), и вот причина; почти для всех расчетов электроники вам нужно использовать калькулятор, который отдает приоритет функциям умножения и деления, а также наиболее научным калькуляторы работают именно так.К сожалению, многие «простые» калькуляторы этого не делают, поэтому дополнительные скобки были показаны, чтобы компенсировать те, которые вычисляют цифры в порядок их ввода. С научным калькулятором вы можете использовать упрощенный формула прямой линии; «R» = 1 / (1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3).

    Важно определить значения в скобках перед применением окончательного Функция «1 /». Если вы этого не сделаете, то формула станет 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 =? если ты попробуйте это на своем калькуляторе, используя наши примеры значений, вы, вероятно, подумаете, что у вас есть неправильный ответ (0.02916 …), а у вас нет. На самом деле у вас точно есть право ответ, ему просто не хватает последней функции «1 /».

    Если в вашем калькуляторе есть «1 / X» (единица, деленная на все, что показано в display), затем нажмите эту кнопку сейчас. Если эта функция недоступна, поместите результат в памяти (убедившись, что раньше там ничего не было), очистите дисплей а затем введите «1 MR =» или другую подобную последовательность. Результат должен быть 34,29К (34,290,29005 Ом), что правильно.Итак, итоговое значение всех трех параллельно включенные резисторы — 34,29К.

    ДЛЯ ЧЕГО ДРУГОЙ ТРЕУГОЛЬНИК?

    На рис. 2 слева показан второй по величине часто используемый треугольник закона Ома. К этому можно подойти точно так же, как и к выше, только на этот раз он используется для расчета мощности, напряжения и тока. В объяснения здесь таковы; Ток равен мощности, деленной на напряжение (I = P / V), мощность равна Ток, умноженный на напряжение (P = VxI), и напряжение равно мощности, деленной на ток (V = P / I).


    ДЕМОНСТРАЦИЯ НА ПРИМЕРЕ:
    Чтобы продемонстрировать использование этого треугольника, мы применим его к обычному электрическому / электронному компонент — трансформатор. Их характеристики обычно цитируются с точки зрения выходное напряжение их вторичной обмотки вместе с возможной мощностью (в ВА) это напряжение. Термин «VA» означает ватты и происходит от формулы «Вольт на Ампер» (отсюда — ВА). Это обозначается буквой «P» в треугольник закона Ома.

    КАКОЙ ТРАНСФОРМАТОР ДЕЛАТЬ НЕОБХОДИМОСТЬ ?
    Допустим, у вас есть цепь на 9 В, которая потребляет 1.5 ампер тока. Вы хотите знать, если трансформатор с номиналом 9 В при 25 ВА будет достаточным для питания вашей цепи. Ты уже есть две величины от трансформатора — напряжение (В) и мощность (P или VA), и по ним вы хотите узнать, какой будет доступный ток (I).


    Используя формулу «I = P / V» из треугольника, результат: 25/9 = 2,77 усилители. Таким образом, этот трансформатор подойдет для ваших нужд на 1,5 А. В целях безопасности если цепь будет постоянно потреблять определенное количество тока, независимо от каким может быть этот ток, тогда всегда используйте трансформатор, доступный как минимум на 50% больше ток, чем требует ваша схема.Никогда не используйте тот, у которого «ровно достаточный» ток, потому что он станет слишком горячим, что приведет к изменению характеристик напряжения и текущий указан. Эти изменения сложны, и мы не будем их объяснять в этой статье. раздел для начинающих, но будьте осторожны при выборе трансформаторов.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *