Что такое напряжение сила тока сопротивление: 1. Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка электрической цепи — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Ток, напряжение, сопротивление — основные понятия

1. ТОК

При наличии внешней силы движение электронов направлено от отрицательно заряженных атомов к положительно заряженным. Этот поток электронов называется током (I). Ток измеряется суммой зарядов всех электронов, прошедших через заданную точку.
Электрон имеет очень маленький заряд, такой, что заряд Q 280 000 000 000 000 000 электронов, собранных вместе, называется кулоном (Кл). Когда заряд в один кулон проходит через заданную точку за одну секунду, это означает, что по проводнику течет ток в один ампер (А). Единица силы тока названа в честь французского физика Андре Мари Ампера (1775-1836). Сила тока измеряется в амперах.

2. НАПРЯЖЕНИЕ

Если имеет место избыток электронов (отрицательный заряд) на одном конце проводника и дефицит электронов (положительный заряд) на другом конце проводника, то по проводнику течет ток. Ток будет течь до тех пор, пока эти условия выполняются. Источник, который создает избыток электронов на одном конце проводника и дефицит электронов на другом конце, характеризуется потенциалом. Потенциал; это способность источника выполнять электрическую работу.

Реальная работа, производимая в цепи, является результатом наличия разности потенциалов на двух концах проводника. Именно эта разность потенциалов заставляет электроны двигаться или течь в цепи. Разность потенциалов связана с электродвижущей силой (э.д.с.) или напряжением. Напряжение; это сила, которая перемещает электроны в цепи. Напряжение можно представить как давление или насос, перемещающий электроны.

Символ Е используется в электронике для обозначения напряжения. Единицей измерения напряжения является

вольт (В), названный в честь графа Алессандро Вольта (1745-1827), изобретателя первого элемента, вырабатывающего электричество. Один вольт; это потенциал, приложенный к проводнику сопротивлением в один ом, для получения тока в один ампер.

3. СОПРОТИВЛЕНИЕ

Когда свободные электроны перемещаются по цепи, они встречают на своем пути атомы, которые не очень охотно уступают им дорогу. Это противодействие потоку электронов (току) называется сопротивлением (R).

Каждый материал обладает некоторым сопротивлением или противодействием току. Степень сопротивления материала зависит от его размера, формы и температуры.

Материалы с низким сопротивлением называются проводниками. Проводники содержат много свободных электронов и оказывают малое сопротивление току. Как упоминалось раньше, серебро, медь, золото и алюминий являются примерами хороших проводников.

Материалы с высоким сопротивлением называются изоляторами. Изоляторы, содержат немного свободных электронов и оказывают высокое сопротивление току. Как упоминалось ранее, стекло, резина и пластмасса являются примерами хороших изоляторов.

Сопротивление измеряется в омах (Ом), эта единица названа в честь немецкого физика Георга Симона Ома (1787- 1854).

Один ом; это такое сопротивление, которое позволяет течь току в один ампер при приложенном напряжении в один вольт. Символом, обозначающим ом, является греческая буква омега.

Сила токаНапряжениеСопротивлениеЗакон Ома

Сила тока Напряжение Сопротивление Закон Ома

Физика, 8 класс

Кристаллическая решетка металла

В узлах кристаллической решетки расположены «+» ионы, между которыми хаотично движутся свободные электроны

Металлы являются хорошими проводниками благодаря свободным заряженным частицам – электронам

Электрический ток

Электрический ток — упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц

Условия возникновения электрического тока в проводнике :

наличие свободных заряженных частиц (электронов, ионов)
электрическое поле

Направление электрического тока: от + к –

в металле:

электроны движутся от – к +
ток направлен в сторону, противоположную направлению движения электронов

Сила тока

Сила тока — физическая величина, равная заряду, прошедшему через поперечное сечение проводника за единицу времени

Обозначение: I

Единица измерения:

1А (Ампер)

Формула:

Измерительный прибор: амперметр

Амперметр

Амперметр включается п о с л е д о в а т е л ь н о

При включении амперметра в цепь не имеет значения, с какой стороны (слева или справа) от исследуемого элемента его подключать.

Амперметр лабораторный

Шкала амперметра

Цена деления и пределы измерения прибора

Цена деления:

Пределы измерения:

Напряжение

Напряжение – скалярная физическая величина, равная работе электрического поля по перемещению единичного положительного заряда

Обозначение: U

Единица измерения в СИ: 1В (вольт)

Формула:

Измерительный прибор: вольтметр

Вольтметр

Вольтметр включается п а р а л л е л ь н о

Вольтметр лабораторный

Вольтметр СССР, 1940 год

Шкала вольтметра

Цена деления и пределы измерения прибора

Цена деления:

Пределы измерения:

Ток через лампочку и напряжение на ней

Сопротивление

Сопротивление – скалярная физическая величина, характеризующая свойство проводника противодействовать электрическому току

Обозначение: R

Единица измерения: 1 Ом (Ом)

Измерительный прибор: Омметр

Причина электрического сопротивления:

взаимодействие электронов при их движении по проводнику с ионами кристаллической решетки.

Направленному движению электронов мешают их столкновения с колеблющимися тяжелыми и большими ионами кристаллической решетки. Это и создает сопротивление движению электронов — вызывает электрическое сопротивление металла.

Электрическое сопротивление металлов прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения:

 – удельное сопротивление

l – длина проводника

S – площадь поперечного сечения проводника

Удельное сопротивление – скалярная физическая величина, численно равная сопротивлению цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади поперечного сечения

Зависит от вещества и его состояния (температуры)

Единица измерения: 1 Ом  м

Резистор – устройство с постоянным сопротивлением.

Реостат – устройство с переменным сопротивлением, предназначенное для регулирования силы тока и напряжения в электрической цепи.

Физика, 7-11 кл. Библиотека наглядных пособий (1С)

Зависимость силы тока

от напряжения и сопротивления

Результаты

I , А

R 1

Таблица 1

R =

R 2

№

U , В

I , А

R 3

U , В

R 1

Закон Ома

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

Закон Ома наглядно

Ампер Андре Мари

1775-1836

Георг Ом

1787 — 1854

Алесандро Вольта

1745 — 1827

Вопросы для самоконтроля

Дайте определение электрического тока.
При каких условиях возникает электрический ток?
Чем отличается движение заряженных частиц в проводнике в отсутствие и при наличии внешнего электрического поля?

Как направлен электрический ток?
В каком направлении движутся электроны в металлическом проводнике, по которому протекает электрический ток?
Что называют силой тока?
Какова единица измерения силы тока?
Каким прибором измеряют силу тока? Как он подключается?
Что такое напряжение?
Какова единица напряжения?
Каким прибором измеряют напряжение? Как он подключается?
Что такое сопротивление? Какова причина сопротивления?
Какова единица сопротивления?
Каким прибором измеряют сопротивление? Как он подключается?
Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

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^-19Кулона). 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!

чему равно напряжение, как найти сопротивление нагрузки

В наши дни электричество играет в жизни человека очень большую роль, в следствие чего базовые знания в области физики и электротехники нужны практически каждому. Напряжение является одной из главных физических величин, которая позволяет объяснить теорию возникновения электрического поля и методы подбора оптимального сечения кабеля для применения его в повседневной жизни.

Что такое напряжение в сети электричества.

Напряжение – это физическая величина, которая характеризует электрическое поле. Иными словами, оно показывает, какую работу оно совершает при перемещении одного положительного заряда на определённое расстояние.

Показатель напряжения на вольтметре

За единицу напряжения в международной системе принимается такой показатель на концах проводника, при котором заряд в 1 Кл совершает работу в 1 Дж для перемещения его по этому проводнику. Общепринятой единицей измерения напряжения считается 1 В – Вольт.

Важно! Работа измеряется в Джоулях, заряды в Кулонах, а напряжение в Вольтах, следовательно, 1 Вольт равняется 1 Джоулю, деленному на 1 Кулон.

Чему равно напряжение.

Напряжение напрямую связано с работой тока, зарядом и сопротивлением. Чтобы измерить напряжение непосредственно в электрической цепи, к ней нужно подключить вольтметр. Он присоединяется к цепи параллельно, в отличие от амперметра, который подключается последовательно. Зажимы измерительного прибора крепятся к тем точкам, между которыми нужно вычислить напряжение. Чтобы он правильно показал значение, нужно включить цепь. На схемах вольтметр обозначается буквой V, обведенной в кружок.

Изображение вольтметра и электрической цепи

Напряжение обозначается латинской [U], а измеряется в [В]. Оно равно работе, которое совершает поле при перемещении единичного заряда. Формула напряжения тока – это U = A/q, где A – работа тока, q – заряд, а U – само напряжение.

Обратите внимание! В отличие от магнитного поля, где заряды неподвижны, в электрическом поле они находятся в постоянном движении.

Электрическое поле

Формула закона Ома

Свои опыты Ом направлял на изучение такой физической величины, как сопротивление, в результате чего в 1826 году он стал автором закона, который не потерял совей актуальность вплоть до сегодняшнего дня. Из своих опытов Ом вывел, что в различных цепях сила тока может возрастать с различной скоростью, и происходит это по мере увеличения напряжения.

Также, Ом сделал вывод, что каждый проводник обладает индивидуальными свойствами проводимости.

Сопротивление обозначается заглавной латинской [R] и измеряется в Омах. Сопротивление – физическая величина, характеризующая свойства проводника оказывать влияние на идущий по нему ток. Оно прямо пропорционально напряжению в сети и обратно пропорционально силе тока. В виде формулы данный закон можно записать как R = U/I, где U – напряжение, а I – сила тока. 1 Ом равняется 1 Вольту, деленному на 1 Ампер.

Запомните! Реостат – прибор, обеспечивающий возможность изменять сопротивление. Прежде всего, он влияет на показатель R в цепи, а, следовательно, на 2 другие величины, описанные в законе Ома. Силу тока может помочь определить амперметр.

Ползунковый реостат

Из формулы закона Ома можно вывести практически любую зависимость, связанную с электричеством. Также, существует понятие удельного сопротивления проводника – физической величины, которая демонстрирует, каким сопротивлением будет обладать проводник из определенного вещества. Обозначается эта величина буквой ρ и через неё можно также найти сопротивление в цепи как произведению удельного сопротивления и длины проводника, деленного на площадь его поперечного сечения.

Важно! В виде формулы нахождение сопротивления через удельное сопротивление выглядит так: R = ρ*(l/S), где l – длина проводника, а S – площадь поперечного сечения.

Физический смысл удельного сопротивления показывает, какое влияние будет оказывать проводник длиной в 1 м с площадью поперечного сечения в 1 квадратный мм, изготовленный из определенного вещества. Измеряется в Омах, умноженных на метр: [ρ] = [Ом*м].

Ом и формула

Как найти сопротивление нагрузки

Сопротивление нагрузки обозначается латинскими буквами Rn или Rн. По сути, это является тем же сопротивлением участка цепи и вычисляется также по формулам закона Ома. Нагрузка обозначается символами, которые на электрической схеме изображаются в виде крестиков в кружке – лампочкой; то есть двигатель, лампа, конкретный прибор и т. д.

Каждая нагрузка имеет своё собственное сопротивление. Например, если к сети подключена одна лампочка, то сопротивление нагрузки – показатель этого единственного прибора в цепи. Если к цепи подключено несколько нагрузок, то сопротивление считается суммарно для каждой из них.

Сопротивление нагрузки вычисляется в соответствии с законом Ома, то есть Rn = U/I. Если к сети подключено несколько нагрузок, то оно будет рассчитываться следующим образом: сначала находится сопротивление каждой отдельной «лампочки». Далее Rn вычисляется в зависимости от того, какой тип подключения в цепи: последовательное или параллельное. При параллельном 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/Rn, где n –количество подключенных приборов. Если же соединение последовательное, общее R равно сумме всех R цепи.

Последовательное/параллельное соединения

Как найти с помощью формулы напряжение

Людей, интересующихся электричеством и физикой, всегда волнует вопрос, как найти напряжения, если известны другие характеристики. Его можно найти через многие формулы: в соответствии с законом Ома, через работу тока, путём сложения всех напряжений в электрической цепи и практическим способом – с помощью вольтметра. Как вычислить показатель с помощью последнего способа было описано выше.

Важно! В цепях с последовательным соединением общее напряжение – сумма значений каждой нагрузки. При параллельном соединении общее напряжение равно значению каждой лампочки, у которых оно также эквивалентно.

Измерение напряжения

По каким формулам вычисляется напряжение через работу и сама сила тока, рассказывают на уроках физики, так как эти величины считаются базовыми. Работа тока равна произведению напряжения и заряда: A = U*q. Также, из этой формулы выводится A = U*I*t, так как заряд – произведение силы тока и времени. Из них следует, что U = A/q или U = A/(I*t). Кроме того, одной из основных является формула напряжения, выведенная из закона Ома: U = R/I.

Важно! Определить напряжение можно и через мощность электрического тока. Мощность [P] равна A/t, и, так как A = U*I*t, конечная формула выглядит, как P = (U*I*t)/t. Здесь t сократится, и останется P = U*I, из которой следует, что U = P/I.

Как найти силу тока через сопротивление и напряжение

Сила тока обозначается латинскими [I] или [Y], и она зависит от количества заряда, перенесенного от одного полюса к другому за определенный промежуток времени, т.е. I = q/t. Измеряется сила тока в амперах, а узнать её значение в цепи можно при помощи амперметра.

Мужчина считает силу тока

Существуют формулы определения силы тока через напряжение и сопротивление. В первом случае произведение силы тока на время равняется работе, деленной на напряжение: I*t = A/U, во втором – по закону Ома, I = U/R. Через мощность сила будет равняться P/U.

При последовательном соединении, сила тока одинакова на всех участках цепи, следовательно, равна общему значению в цепи. В противоположном случае сила электрического тока равняется сумме силы тока всех нагрузок.

Таким образом, существует огромное множество формул для нахождения силы тока, напряжения и сопротивления. Они всегда могут пригодиться для теории, а на практике всегда помогут специальные приборы – амперметр и вольтметр.

Постоянный электрический ток

на главную

Официальный сайт АНО ДО Центра «Логос», г.Глазов

http://logos-glz.ucoz.net/

ГОТОВИМСЯ К УРОКУ

Кинематика

Динамика

МКТ

Термодинамика

Электростатика

Электрический ток

Электрический ток в средах

Магнитное поле Электромагнитная индукция

Оптика

Методы познания

постоянный электрический ток немного о физике:

Что называют электрическим током?

Электрический ток — упорядоченное движение заряженных частиц под действием сил электрического поля или сторонних сил.

За направление тока выбрано направление движения положительно заряженных частиц.

Электрический ток называют постоянным, если сила тока и его направление не меняются с течением времени.

Условия существования постоянного электрического тока.

Для существования постоянного электрического тока необходимо наличие свободных заряженных частиц и наличие источника тока. в котором осуществляется преобразование какого-либо вида энергии в энергию электрического поля.

Источник тока — устройство, в котором осуществляется преобразование какого-либо вида энергии в энергию электрического поля. В источнике тока на заряженные частицы в замкнутой цепи действуют сторонние силы. Причины возникновения сторонних сил в различных источниках тока различны. Например в аккумуляторах и гальванических элементах сторонние силы возникают благодаря протеканию химических реакций, в генераторах электростанций они возникают при движении проводника в магнитном поле, в фотоэлементах — при действия света на электроны в металлах и полупроводниках.

Электродвижущей силой источника тока называют отношение работы сторонних сил к величине положительного заряда, переносимого от отрицательного полюса источника тока к положительному.

Основные понятия.

Сила тока — скалярная физическая величина, равная отношению заряда, прошедшего через проводник, ко времени, за которое этот заряд прошел.

где I — сила тока, q — величина заряда (количество электричества), t — время прохождения заряда.

Плотность тока — векторная физическая величина, равная отношению силы тока к площади поперечного сечения проводника.

где j —плотность тока, S — площадь сечения проводника.

Направление вектора плотности тока совпадает с направлением движения положительно заряженных частиц.

Напряжение — скалярная физическая величина, равная отношению полной работе кулоновских и сторонних сил при перемещении положительного заряда на участке к значению этого заряда.

где A — полная работа сторонних и кулоновских сил, q — электрический заряд.

Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая электрические свойства участка цепи.

где ρ — удельное сопротивление проводника, l — длина участка проводника, S — площадь поперечного сечения проводника.

Проводимостью называется величина, обратная сопротивлению

где G — проводимость.

Законы Ома.

Закон Ома для однородного участка цепи.

Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению при постоянном сопротивлении участка и обратно пропорциональна сопротивлению участка при постоянном напряжении.

где U — напряжение на участке, R — сопротивление участка.

Закон Ома для произвольного участка цепи, содержащего источник постоянного тока.

где φ₁_{— φ₂_{+ ε = U}} напряжение на заданном участке цепи, R — электрическое сопротивление заданного участка цепи.

Закон Ома для полной цепи.

Сила тока в полной цепи равна отношению электродвижущей силы источника к сумме сопротивлений внешнего и внутреннего участка цепи.

где R — электрическое сопротивление внешнего участка цепи, r — электрическое сопротивление внутреннего участка цепи.

Короткое замыкание.

Из закона Ома для полной цепи следует, что сила тока в цепи с заданным источником тока зависит только от сопротивления внешней цепи R.

Если к полюсам источника тока подсоединить проводник с сопротивлением R<< r, то тогда только ЭДС источника тока и его сопротивление будут определять значение силы тока в цепи. Такое значение силы тока будет являться предельным для данного источника тока и называется током короткого замыкания.

Последовательное и параллельное

соединение проводников.

Электрическая цепь включает в себя источника тока и проводники (потребители, резисторы и др), которые могут соединятся последовательно или параллельно.

При последовательном соединении конец предыдущего проводника соединяется с началом следующего.

Во всех последовательно соединенных проводниках сила тока одинакова:

I₁= I₂=I

Сопротивление всего участка равно сумме сопротивлений всех отдельно взятых проводников:

R = R₁+ R₂

Падение напряжения на всем участке равно сумме паданий напряжений на всех отдельно взятых проводниках:

U= U₁ +U₂

Напряжения на последовательно соединенных проводниках пропорциональны их сопротивлениям.

При параллельном соединении проводники подсоединяются к одним и тем же точкам цепи.

Сила тока в неразветвленной части цепи равна сумме токов, текущих в каждом проводнике:

I = I₁+ I₂

Величина, обратная сопротивлению разветвленного участка, равна сумме обратных величин обратных сопротивлениям каждого отдельно взятого проводника:

Падение напряжения во всех проводниках одинаково:

U= U₁ = U₂

Силы тока в проводниках обратно пропорциональны их сопротивлениям

Смешанное соединение — комбинация параллельного и последовательного соединений.

Правила Кирхгофа.

Для расчета разветвленных цепей, содержащих неоднородные участки, используют правила Кирхгофа. Расчет сложных цепей состоит в отыскании токов в различных участках цепей.

Узел — точка разветвленной цепи, в которой сходится более двух проводников.

1 правило Кирхгофа: алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю;

где n — число проводников, сходящихся в узле, I_i_{— сила тока в проводнике.}

токи, входящие в узел считают положительными, токи, отходящие из узла — отрицательными.

2 правило Кирхгофа: в любом произвольно выбранном замкнутом контуре разветвленной цепи алгебраическая сумма произведений сил токов и сопротивлений каждого из участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС в контуре.

Чтобы учесть знаки сил токов и ЭДС выбирается определенное направление обхода контура(по часовой стрелке или против нее). Положительными считают токи, направление которых совпадает с направлением обхода контура, отрицательными считают токи противоположного направления. ЭДС источников электрической энергии считают положительными если они создают токи, направление которых совпадает с направлением обхода контура, в противном случае — отрицательными.

Порядок расчета сложной цепи постоянного тока.

Произвольно выбирают направление токов во всех участках цепи.
Первое правило Кирхгофа записывают для (m-1) узла, где m — число узлов в цепи.
Выбирают произвольные замкнутые контуры, и после выбора направления обхода записывают второе правило Кирхгофа.
Система из составленных уравнений должна быть разрешимой: число уравнений должно соответствовать количеству неизвестных.

Шунты и добавочные сопротивления.

Шунт — сопротивление, подключаемое параллельно к амперметру (гальванометру), для расширения его шкалы при измерении силы тока.

Если амперметр рассчитан на силу тока I₀_{, а с помощью него необходимо измерить силу тока, превышающую в
n раз допустимое значение, то сопротивление,
подключаемого шунта должно удовлетворять следующему условию:}

Добавочное сопротивление — сопротивление, подключаемое последовательно с вольтметром (гальванометром), для расширения его шкалы при измерении напряжения.

Если вольтметр рассчитан на напряжение U₀_{, а с помощью него необходимо измерить напряжение, превышающее в
n раз допустимое значение, то добавочное сопротивление
должно удовлетворять следующему условию:}

Найдите соответствия а)сила тока б)напряжение в)сопротивление г)мощность д)работа тока

Материальная точка начинает движение с нулевой начальной скоростью и движется по окружности с постоянным положительным тангенциальным ускорением. Во с … колько раз время, за которое она совершит первый полный оборот по окружности, больше времени второго полного оборота? Ответ округлите до десятых.

На идеальное плоское зеркало площадью поверхности S=2 см2 падает нормально свет с поверхностной плотностью потока нзлучення равной 1005 Вт/м2. Зеркало … облучается в течении времени t=2с. Найти импульс, полученный зеркалом.

определить приведенный коэффициент жесткости двух последовательно соединенных пружин с коэффициентом жесткости с1=2 Н/см, с2=18 Н/см

На ровном склоне горы, наклон которого к горизонту α=30∘, на высоте h=20 м друг над другом находятся два школьника. Они одновременно бросают камни с о … динаковыми скоростями: нижний — перпендикулярно склону, верхний — в горизонтальном направлении. На каком минимальном расстоянии друг от друга пролетят камни, если вплоть до момента максимального сближения они ещё будут находиться в воздухе? Ответ выразите в м, округлив до десятых. Сопротивлением воздуха пренебречь.

Квадрокоптер, несущий небольшой тяжёлый груз, летел горизонтально с постоянной скоростью. Внезапно он выронил груз. Еще τ=2 с он летел с той же скорос … тью, а затем начал погоню за грузом. За какое минимальное время квадрокоптер может настигнуть груз? Ответ выразите в секундах, округлив до целого числа. Считайте, что усилие, создаваемое движителями, примерно постоянно и не зависит от направления движения. При этом оно позволяет квадрокоптеру подниматься вертикально с ускорением до 2,5 м/с2 и опускаться вертикально вниз с ускорением до 22,5 м/с2 (сила сопротивления воздуха пренебрежимо мала). Ускорение свободного падения считать равным 10 м/с2.

Самолёт летит горизонтально по прямой со скоростью 300 м/с на высоте 6 км. В тот момент, когда он пролетает точно над зенитным орудием, установленном … на поверхности Земли, с него сбрасывают тяжёлое ядро, а орудие производит выстрел. Скорость вылета снаряда из орудия равна 500 м/с, и снаряд попадает точно в ядро. Пренебрегая сопротивлением воздуха, найдите время полёта снаряда. Ответ выразите в с, округлив до десятых.

Пилот космического корабля, летевшего с выключенными двигателями за пределами Солнечной системы, заметил на обзорном экране инопланетную станцию, дрей … фующую по инерции. Скорость корабля относительно станции равнялась 100 км/с и составляла угол 60∘ с направлением от корабля к станции. Пилот тут же включил двигатели на максимальную тягу, позволяющую кораблю развивать ускорение 5 км/с2 (кабина пилота в корабле защищена от перегрузок силовым полем). По рекомендации бортового компьютера он направил тягу двигателей так, чтобы это ускорение было перпендикулярно начальной скорости (и составляло угол 30∘ с направлением на станцию). Далее ускорение не менялось по направлению. За какое время корабль достиг станции? Ответ дайте в секундах, округлив до целого числа. Число Каким было расстояние между кораблём и станцией в момент включения двигателей? Ответ дайте в километрах, округлив до десятков.

Гигантская межпланетная станция-зоопарк, вращающаяся по геостационарной орбите, заполнена воздухом и населена многими представителями фауны. В одном и … з залов орёл летел с постоянной скоростью 3 м/с на высоте 8 м над лентой транспортёра. Лента двигалась навстречу ему со скоростью 1 м/с. Орёл заметил точно под собой на ленте порцию мяса и спустился к ней за минимально возможное время, развивая в ходе спуска относительно станции постоянное ускорение, величина которого 1,5 м/с2. Найдите время спуска. Ответ запишите в секундах, округлив до сотых.

Сила тока и величина напряжения в розетке

Для того, чтобы разобраться в данном вопросе, необходимо для начала отыскать в книгах или чертогах разума следующую информацию:

закон Ома
сопротивление амперметра, вольтметра, мультиметра
подключение амперметра, мультиметра в цепь для измерения силы тока

Хоть электрика опасная и строгая наука, но опытные, умудренные опытом спецы любят шутить на профессиональные темы. Например, в кабинетах или мастерских можно встретить различные смешные и не очень плакаты, относящиеся к теме электрики:

“не чапай — лясне”
“электрик! не трогай оголенные провода мокрыми руками, от этого они ржавеют и портятся”

Пару слов о физике процесса и законе Ома

Так вот, закон Ома. Закон Ома — сиди дома. Основополагающий закон, зная который, можно уже что-то сообразить. ПрименИм для цепей постоянного и переменного тока. Разница лишь в сопротивлении: для переменного тока это будет полное сопротивление Z, в которое входит активная, индуктивная и емкостная составляющие. Для постоянного тока сопротивление только активное. Сама формула следующая: I=U/R для постоянки, и I=U/Z для переменки. Хотя переменки это в школе, а у нас переменный ток. Более подробно про закон Ома в другом материале. У нас все же тема про розетки.

Значит розетка — это источник переменного напряжения в домашней сети, к которому мы подключаем нагрузку (чайник, стиралка, утюг, фен или удлинитель, к которому подключено несколько приборов разом). Ток появляется, когда есть напряжение и есть нагрузка. Если выключить в квартире освещение и все приборы, то счетчик не будет вращаться, так как отсутствует ток и мощность равна нулю. Если мы включаем бытовой прибор, то “деньги начинают кАпать”. Напряжение же в розетке есть всегда, если оно приходит от щитка и включен питающий автомат.

Вводная про подключение амперметра, вольтметра и измерения мультиметром

Следующим пунктом разберемся с нашими измерительными приборами, которыми мы измеряем ток или напряжение.

Для измерения тока используется амперметр. Амперметр включается последовательно с нагрузкой. И это не пустые слова. Сопротивление амперметра ничтожно мало — это необходимо, чтобы не вносить погрешности в измерения тока, потребляемого нашими приборами. Чтобы использовать амперметр для измерения большего тока, можно произвести его шунтирование.

Для измерения напряжения в цепи уже используется вольтметр. Вольтметр подключается параллельно цепи и имеет большое внутреннее сопротивление. Это сопротивление необходимо для того, чтобы уменьшить ток, протекающий через прибор. Ведь по закону Ома мы уже понимаем, что при постоянстве величины напряжения, чем больше сопротивление, тем меньше ток.

Мультиметр — это прибор, которым можно производить различные измерения электрических и не только величин. Так вот, мультиметром можно замерять и ток и напряжение. Важно при этом вставить измерительные концы в нужные гнезда и выставить нужный предел. А далее уже пользоваться им как вольтметром или амперметром.

Еще важным пунктом является предел измеряемых величин на приборах. То есть до измерения, желательно знать порядок величины, которая будет замерена.

Как измерить напряжение в розетке

Что мы будем делать дальше? Берем вольтметр или мультиметр, собранный для измерения переменного или постоянного напряжения. Одним концом тыкаем в одну дырку розетки, а вторым в другую дырку розетки. Что у нас получится?

прибор сгорит, если у вас выставлен предел меньше 220 вольт, или шкала прибора рассчитана вольт на 50. Это произойдет из-за того, что внутреннее сопротивление прибора окажется мало, и большАя величина тока вызовет порчу прибора (это может быть перегрев, оплавление, перегорание предохранителя и прочие неприятности)
прибор покажет примерно 220 В, и тем самым вы произведете нормальное такое измерение электрической величины

Какой величины ток в розетке и как его измерить

Теперь то, что делать нельзя!!! А то вдруг, вы сразу читаете и делаете. Потом претензии. Поэтому чисто теоретически. Берем мультиметр, подготовленный для измерения силы тока, или амперметр и один конец тыкаем в одну дырку розетки, второй во вторую. Что у нас произойдет?

Прибор сгорит. Так как его сопротивление мало, нагрузки нет, и ток будет настолько велик, что и прибор спалится и Вам может достаться, вплоть до больничной койки. Не стоит так делать, ей богу. По братски прошу, не стОит.
Прибор не сгорит, но только при условии, что у вас обесточена сеть. поэтому скорее достаем концы из розетки, чтобы сохранить материальную ценность от порчи.

Далее берем нагрузку. Нагрузка это любая штука, которая имеет сопротивление (активное, индуктивное, емкостное). Или же это прибор, который имеет свою электрическую схему (которая и есть сопротивление) и для работы ему необходимо подать питание на выходы ноль и фаза или плюс и минус. Схем огромное количество, как и приборов, где они применяются.

Суть вот в чем, у нас есть провод фазы и провод земли. Амперметр нам надо подключить в разрыв провода фазы. То есть либо перекусить его, либо через клеммник. Делать подключение надо при отсутствии напряжения, а то “лясне”. Сначала собираем измерительную схему — потом подаем на неё напряжение. Фаза пойдет через амперметр и прибор. Что получится:

Нагрузка у нас складывается последовательно. Сопротивление амперметра ничтожно мало, и ток, протекающий через прибор, пропорционален суммарному сопротивлению приборов. Стрелка на амперметре отклониться до величины потребляемого тока, или же на экране загориться значение, если измерительный прибор цифровой.
Прибор сгорит, если он предназначен для измерения постоянного тока, а мы включаем в цепь переменного тока, где нагрузка имеет активную и реактивную составляющие. Реактивная допустим большАя, активная — малипусенькая. Прибор постоянного тока видит только активную составляющую. Сопротивление суммарное будет ничтожным, а значит ток будет гигантским и прибор сгорит, да и измерителю может достаться
Прибор сгорит, если у нас выставлен предел на значение допустим 5А, а мы замеряем 20 ампер. Поэтому важно следить за величинами тока, которые мы измеряем.

Самый простой способ измерения силы тока — подключаем нагрузку в цепь, берем токоизмерительные клещи. Цепляем на провод по которому течет ток и замеряем его величину. Саааамый простой способ.

В общем измерение тока и напряжения это занятие, которое требует практической и теоретической подготовки от человека. Всегда лучше перестраховаться и вызвать специалиста, который разбирается в данных вопросах. Или хотя бы проконсультироваться.

За какой провод можно браться в розетке под напряжением? Фазный или нулевой?

Раз уж мы в разделе электробезопасность, то обсудим и вопрос касания нулевого и фазного провода в розетке. Случайно или специально электричество разбираться не будет, результат будет одинаков.

Коснулись сразу фазного и нулевого

Ток протек через Вас такой величины, как U/R. Где R — Ваше внутреннее сопротивление, которое зависит от различных факторов. То есть ток потечет и Вам будет печально или посмертно. Путей протекания тока через человека несколько.

Коснулись фазного проводника:

Если Вы парите в воздухе как птичка или стоите на сухой деревянной подставке плюс не касаетесь другими частями тела заземленных предметов, плюс еще куча факторов, которые вы “учли” (хотя скорее всего не учли, а просто так сложились обстоятельства) => Тогда Вас не ударит током.

Замечание: Допусти, ситуация сложилась так, что Вы выжили. И вы всем говорите, что вот так можно делать. Кто-то Вас послушает и повторит, но с более печальным исходом. То ли из-за влажного пола или рук, то ли из-за случайного касания заземленного корпуса оборудования. Значит, Вы обрекли человека на беду, только лишь, потому, что использовали “эффект выжившего”. Это не круто.

Коснулись рабочего нуля:

С вами ничего не случится, только если нагрузка в сети симметричная по всем трем фазам, и ток в нулевом проводе не течет (подробнее про смещение нейтрали), а это редкий случай, который иногда может встретиться на производстве.

Всегда проще обесточить сеть и произвести необходимые работы, чем подвергать свою жизнь риску. Как говорится, правила техники безопасности пишутся кровью. Но я не отрицаю, что находились люди, которые брались за фазный, нулевой провода и ничего им не было. Просто игры с электричеством не приведут ни к чему хорошему. Это как идти с закрытыми глазами через автобан ночью без опознавательных знаков.

Лично я всегда использую следующее правило: хочешь ковыряться в розетках или выключателях в квартире — отключи вводной автомат и следи, чтобы его никто не включил.

Рабочий лист закона

Ома — Основное электричество

Позвольте электронам сами дать вам ответы на ваши собственные «практические проблемы»!

Примечания:

По моему опыту, студентам требуется много практики с анализом цепей, чтобы стать профессионалом. С этой целью инструкторы обычно предоставляют своим ученикам множество практических задач, над которыми нужно работать, и дают ученикам ответы, с которыми они могут проверить свою работу. Хотя такой подход позволяет студентам овладеть теорией схем, он не дает им полноценного образования.

Студентам нужна не только математическая практика. Им также нужны настоящие практические схемы построения схем и использование испытательного оборудования. Итак, я предлагаю следующий альтернативный подход: ученики должны построить свои собственные «практические задачи» с реальными компонентами и попытаться математически предсказать различные значения напряжения и тока. Таким образом, математическая теория «оживает», и учащиеся получают практические навыки, которых они не приобрели бы, просто решая уравнения.

Еще одна причина для следования этому методу практики — научить студентов научному методу : процессу проверки гипотезы (в данном случае математических предсказаний) путем проведения реального эксперимента.Студенты также разовьют реальные навыки поиска и устранения неисправностей, поскольку они время от времени допускают ошибки при построении схем.

Выделите несколько минут времени со своим классом, чтобы ознакомиться с некоторыми «правилами» построения схем, прежде чем они начнутся. Обсудите эти вопросы со своими учениками в той же сократической манере, в которой вы обычно обсуждаете вопросы рабочего листа, вместо того, чтобы просто говорить им, что они должны и не должны делать. Я никогда не перестаю удивляться тому, насколько плохо студенты понимают инструкции, представленные в типичном формате лекции (монолог инструктора)!

Примечание для тех инструкторов, которые могут жаловаться на «потраченное впустую» время, необходимое ученикам для построения реальных схем вместо того, чтобы просто математически анализировать теоретические схемы:

Какова цель студентов, посещающих ваш курс?

Если ваши ученики будут работать с реальными схемами, им следует по возможности учиться на реальных схемах.Если ваша цель — обучить физиков-теоретиков, то во что бы то ни стало придерживайтесь абстрактного анализа! Но большинство из нас планируют, чтобы наши ученики что-то делали в реальном мире с образованием, которое мы им даем. «Потраченное впустую» время, потраченное на создание реальных схем, принесет огромные дивиденды, когда им придет время применить свои знания для решения практических задач.

Кроме того, когда студенты создают свои собственные практические задачи, они учатся выполнять первичных исследований , тем самым давая им возможность продолжить свое образование в области электротехники / электроники в автономном режиме.

В большинстве наук реалистичные эксперименты намного сложнее и дороже, чем электрические схемы. Профессора ядерной физики, биологии, геологии и химии хотели бы, чтобы их ученики применяли высшую математику в реальных экспериментах, не представляющих опасности для безопасности и стоивших меньше, чем учебник. Они не могут, но вы можете. Воспользуйтесь удобством, присущим вашей науке, и заставит ваших учеников практиковать математику на множестве реальных схем!

Закон

Ома

Закон Ома гласит, что

«ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален разности потенциалов или напряжению между двумя точками, и обратно пропорционален сопротивлению между ними».

Закон Ома может быть выражен как

I = U / R (1)

где

I = ток (ампер, А)

U = электрический потенциал (вольт, В)

R = сопротивление (Ом, Ом )

Пример — закон Ома

Батарея 12 вольт обеспечивает питание до сопротивления 18 Ом . Ток в электрической цепи можно рассчитать как

I = (12 вольт) / (18 Ом)
= 0.67 ампер

Эквивалентные выражения закона Ома

Закон Ома (1) также можно выразить как

U = RI (2)

или

R = U / I (3)

Скачайте и распечатайте диаграмму закона Ома!

Пример — сопротивление электрической цепи

Ток силой 1 ампер протекает через электрическую цепь 230 В, .На приведенной выше диаграмме это означает сопротивление

R ≈ 220 Ом

Его можно также рассчитать по закону Ома

R = (230 В) / (1 А)

= 230 Ом

Пример — Закон Ома и кратные и подмножители

Токи, напряжения и сопротивления в электрических цепях часто могут быть очень маленькими или очень большими, поэтому часто используются кратные и подкратные.

Требуемое напряжение, подаваемое на 3.Резистор 3 кОм для создания тока 20 мА можно рассчитать как

U = (3,3 кОм) (1000 Ом / кОм) (20 мА) (10 ^-3 А / мА)

= 66 В

Номограмма электрического сопротивления

Загрузите и распечатайте номограмму зависимости электрического сопротивления от вольт и ампер!

Значения по умолчанию на номограмме выше указывают 230 вольт , сопротивление 24 Ом и ток 10 ампер .

Мощность

Электрическая мощность может быть выражена как

P = UI

= RI ²

= U ² / R (4)

где 2

P = электрическая мощность (Вт, Вт)

Пример — потребляемая мощность

Мощность, потребляемая в указанной выше электрической цепи 12 В , может быть рассчитана как

P = (12 вольт) ² / ( 18 Ом)

= 8 Вт

Пример — мощность и электрическое сопротивление

Электрическая лампочка 100 Вт подключена к источнику питания 230 В и .Текущий ток можно рассчитать путем преобразования (4) в

I = P / U

= (100 Вт) / (230 В)

= 0,43 ампера

Сопротивление может быть вычислено путем реорганизации (4) в

R = U ² / P

= (230 В) ² / (100 Вт)

= 529 Ом

Номограмма электрической мощности

Эта номограмма может использоваться для оценки зависимости мощности отнапряжение и ампер.

Скачайте и распечатайте номограмму зависимости электрической мощности от вольт и ампер!

Значения по умолчанию на номограмме выше: 240 вольт , сопротивление 10 ампер и мощность 2,4 кВт для постоянного или однофазного переменного тока и 4 кВт для трехфазного переменного тока.

Закон Ома | Клуб электроники

Закон Ома | Клуб электроники
Следующая страница: Power and Energy
См. Также: Напряжение и ток | Сопротивление
Закон Ома показывает взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением
Чтобы ток протекал через сопротивление, на этом сопротивлении должно быть напряжение.Закон Ома показывает взаимосвязь между тремя величинами: напряжением, током и сопротивлением.
Закон Ома можно записать в виде словесного уравнения :
напряжение = ток × сопротивление
Или используя символы для обозначения величин напряжения (В), тока (I) и сопротивления (R):
На самом деле это можно записать тремя способами, и вы можете выбрать версию, которая лучше всего подходит для ваших целей:
Треугольник ВИР — способ запомнить закон Ома
Вы можете использовать треугольник ВИР, чтобы помочь вам запомнить три версии закона Ома.
Для расчета напряжения, В : поместите палец на V, это оставляет I R, поэтому уравнение V = I × R
Чтобы рассчитать ток , I : положите палец на I, это оставляет V над R, поэтому уравнение I = ^V/_R
Для расчета сопротивления , R : поместите палец на R, это оставляет V над I, поэтому уравнение R = ^V/_I
Расчет по закону Ома
Используйте этот метод для проведения расчетов:
Запишите Значения , при необходимости конвертируя единицы.
Выберите необходимое уравнение Equation (используйте треугольник VIR).
Введите чисел в уравнение и вычислите ответ.
Должно быть V ery E asy N ow! См. Примеры ниже:
Пример 3:
Резистор 1,2 кОм пропускает ток 0,2 А, какое напряжение на нем?
Пример 4:
9 В подается на резистор 15 кОм, какой ток?
V значения: V = 9V, I =?, R = 15k
E предложение: I = ^V/_R
N единиц: Ток, I = ⁹/₁₅ = 0.6 мА
(использование k для сопротивления означает, что расчет дает ток в мА)
Следующая страница: Энергетика | Исследование
Политика конфиденциальности и файлы cookie
Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден.Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации. Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста посетите AboutCookies.org.
клуб электроники.инфо © Джон Хьюс 2021
Напряжение
против тока: в чем сходства и различия?
Если вы новичок в физике электричества, такие термины, как напряжение и ампер , могут показаться почти взаимозаменяемыми в зависимости от способа их использования. Но на самом деле это очень разные величины, хотя они тесно связаны тем, как они работают вместе в электрической цепи, как это описано в законе Ома.
На самом деле, «амперы» — это мера электрического тока (который измеряется в ампер, ), а напряжение — это термин, означающий электрический потенциал (измеряется в вольт, ), но если вы не усвоили детали, понятно, что вы могли спутать их друг с другом.
Чтобы понять разницу — и никогда больше не путать их — вам просто понадобится базовый учебник о том, что они означают и как они связаны с электрической схемой.
Что такое напряжение?
Напряжение — это еще один термин, обозначающий разность электрических потенциалов между двумя точками, и его можно просто определить как электрическую потенциальную энергию на единицу заряда.
Подобно тому, как гравитационный потенциал — это потенциальная энергия, которую объект имеет в силу своего положения в гравитационном поле, электрический потенциал — это потенциальная энергия, которую заряженный объект имеет в силу своего положения в электрическом поле.Напряжение конкретно описывает это на единицу электрического заряда, поэтому его можно записать:
В = \ frac {E_ {el}} {q}
Где В — напряжение, E _el — электрическая потенциальная энергия, а q — электрический заряд. Поскольку единицей измерения электрической потенциальной энергии является джоуль (Дж), а единицей измерения электрического заряда является кулон (Кл), единицей измерения напряжения является вольт (В), где 1 В = 1 Дж / Кл, или словами, один вольт равен одному джоулю на кулон.
Это говорит о том, что если вы позволите заряду в 1 кулон пройти через разность потенциалов (т.е. напряжение) в 1 В, он получит 1 Дж энергии, или, наоборот, для перемещения потребуется один джоуль энергии. кулон заряда через разность потенциалов 1 В. Напряжение также иногда называют электродвижущей силой (ЭДС).
Разность напряжений (или разность потенциалов) между двумя точками, например, с обеих сторон элемента в электрической цепи, можно измерить, подключив вольтметр параллельно с интересующим вас элементом.Как следует из названия, вольтметр измеряет напряжение между двумя точками в цепи, но когда вы используете одну, он должен быть подключен параллельно , чтобы избежать помех при считывании напряжения или повреждения устройства.
Что сейчас?
Электрический ток, который иногда называют силой тока (поскольку он измеряется в амперах), представляет собой скорость прохождения электрического заряда через точку в цепи. Электрический заряд переносится электронами, отрицательно заряженными частицами, которые окружают ядро атома, поэтому величина тока действительно говорит вам о скорости потока электронов.Простое математическое определение электрического тока:
I = \ frac {q} {t}
Где I — ток (в амперах), q — электрический заряд (в кулонах). и t — истекшее время (в секундах). Как показывает это уравнение, определение ампера (А): 1 А = 1 Кл / с, или поток электрического заряда 1 кулон в секунду. Что касается электронов, это примерно 6,2 × 10 ¹⁸ электронов (около шести миллиардов миллиардов), проходящих мимо контрольной точки в секунду при токе всего 1 А.
Ток в электрической цепи можно измерить, подключив амперметр последовательно — то есть на пути основного тока — с участком цепи, через который вы хотите измерить величину тока.
Поток воды: аналогия
Если вы все еще пытаетесь понять, какую роль играют разность напряжений и электрический ток в электрической цепи, широко применяемая аналогия между электричеством и водой должна помочь прояснить ситуацию.Для представления напряжения в электрической цепи можно использовать два разных сценария: либо водопровод, спускающийся с холма, либо резервуар для воды, заполненный выпускным патрубком внизу.
Что касается водопровода, у которого один конец находится на вершине холма, а другой конец — внизу, ваша интуиция должна сказать вам, что вода будет течь по ней быстрее, если холм будет выше, и медленнее, если холм будет ниже. В примере с резервуаром для воды, если бы было два резервуара для воды, заполненных до разных уровней, можно было бы ожидать, что более заполненный резервуар будет выпускать воду из выпускного отверстия с большей скоростью, чем резервуар, заполненный до более низкого уровня.
Будь то потенциал с высоты холма (из-за гравитационного потенциала) или потенциал, создаваемый давлением воды в резервуаре, оба этих примера передают ключевой факт о разнице напряжений. Чем больше потенциал, тем быстрее будет течь вода (то есть ток).
Сам поток воды аналогичен электрическому току. Если вы измерили поток воды, протекающей через одну точку трубы в секунду, это похоже на протекание тока в цепи, за исключением того, что вода заменяет электрический заряд в форме электронов.Таким образом, если все остальное равно, высокое напряжение приводит к сильному току, и наоборот. Заключительная часть рисунка — это сопротивление, которое аналогично трению между стенками трубы и водой, или физическому препятствию, помещенному в трубу, частично блокирующему поток воды.
Сходства и различия
\ def \ arraystretch {1.5} \ begin {array} {c: c} \ text {Сходства} & \ text {Различия} \\ \ hline \ hline \ text {Оба относятся к электрическому схемы} & \ text {В разных единицах измерения, напряжение измеряется в вольтах, где 1 В = 1 Дж / Кл} \\ & \ text {, а ток измеряется в амперах, где 1 А = 1 Кл / с} \\ \ hline \ text {Оба влияют на то, сколько мощности рассеивается через элемент схемы} & \ text {Ток равномерно распределяется по всем компонентам, когда они соединены последовательно} \\ & \ text {, а падение напряжения на компонентах может отличаться} \\ \ hline \ text {Оба могут быть с чередующейся полярностью (например,г. чередующийся} & \ text {Падение напряжения одинаково на всех компонентах} \\ \ text {ток или переменное напряжение) или прямая полярность} & \ text {подключены параллельно, а ток отличается} \\ \ hline \ text {Они напрямую пропорциональны друг другу в соответствии с законом Ома} & \ text {Напряжение создает электрическое поле, а ток создает магнитное поле} \\ \ hline & \ text {Напряжение вызывает ток, а ток — эффект напряжения} \\ \ hline & \ text {Ток течет только тогда, когда цепь замкнута, но разница напряжений остается} \ end {array}
Как видно из таблицы, электрический ток и напряжение имеют больше различий, чем сходства, но есть и некоторые сходства.Самая большая разница между ними заключается в том, что они полностью описывают разные величины, поэтому, как только вы поймете основы того, что собой представляет, вы вряд ли перепутаете их друг с другом.
Связь между напряжением и током
Разность напряжений и электрический ток прямо пропорциональны друг другу в соответствии с законом Ома, одним из важнейших уравнений физики электрических цепей. Уравнение связывает напряжение (т.е.е., разность потенциалов, создаваемая батареей или другим источником питания) по отношению к току в цепи и сопротивление потоку тока, создаваемое компонентами цепи.
В = IR
Где В, — напряжение, I — электрический ток, а R — сопротивление (измеряется в омах, Ом). По этой причине закон Ома иногда называют уравнением напряжения, тока и сопротивления. Если вам известны какие-либо две величины в этом уравнении, вы можете перестроить уравнение, чтобы найти другую величину, что делает его полезным при решении большинства проблем электроники, с которыми вы столкнетесь на уроках физики.
Стоит отметить, что закон Ома не всегда действителен , и как таковой это не «истинный» закон физики, а полезное приближение для так называемых омических материалов . Линейная зависимость, которую он подразумевает между током и напряжением, неприменима для таких вещей, как лампа накаливания, где повышение температуры вызывает увеличение сопротивления и, таким образом, влияет на линейную зависимость. Однако в большинстве случаев (и, конечно же, в большинстве физических задач, связанных с напряжением и электрическим током) его можно использовать без проблем.
Закон Ома для мощности
Закон Ома в основном используется для связи напряжения с током и сопротивлением; однако существует расширение закона, которое позволяет использовать те же величины для расчета электрической мощности, рассеиваемой в цепи, где мощность P — это скорость передачи энергии в ваттах (где 1 Вт = 1 Дж / с). Самая простая форма этого уравнения:
P = IV
Таким образом, на словах мощность равна току, умноженному на напряжение.2R
Переставив эти уравнения, вы также можете выразить напряжение, сопротивление или ток через мощность и другую величину.
Законы Кирхгофа по напряжению и току
Законы Кирхгофа — два других наиболее важных закона для электрических цепей, и они особенно полезны при анализе цепи с несколькими компонентами.
Первый закон Кирхгофа иногда называют законом тока, потому что он гласит, что полный ток, текущий в переход, равен току, текущему из него — по сути, этот заряд сохраняется.
Второй закон Кирхгофа называется законом напряжения и гласит, что для любого замкнутого контура в цепи сумма всех напряжений должна равняться нулю. Согласно закону напряжения, вы относитесь к батарее как к положительному напряжению, а падение напряжения на любом компоненте — как к отрицательному.
В сочетании с законом Ома эти два закона могут быть использованы для решения практически любой проблемы, с которой вы, вероятно, столкнетесь, связанной с электрическими цепями.
Напряжение и ток: пример расчетов
Представьте, что у вас есть цепь, состоящая из батареи на 12 В и двух последовательно соединенных резисторов с сопротивлением 30 Ом и 15 Ом.Общее сопротивление цепи определяется суммой этих двух сопротивлений, поэтому 30 Ом + 15 Ом = 45 Ом. Обратите внимание, что когда резисторы расположены параллельно, взаимосвязь включает в себя обратные, но это не важно для понимания взаимосвязи между разностью напряжений и током, поэтому этого простого примера будет достаточно для настоящих целей.
Какой электрический ток течет по цепи? Прежде чем читать дальше, попробуйте сами применить закон Ома.
Следующая форма закона Ома:
I = \ frac {V} {R}
\ begin {align} I & = \ frac {12 \ text {V}} {45 \ text {Ω}} \\ & = 0.27 \ text {A} \ end {align}
Теперь, зная ток в цепи, каково падение напряжения на резисторе 15 Ом? Для ответа на этот вопрос можно использовать закон Ома в стандартной форме. Вставка значений I = 0,27 A и R = 15 Ом дает:
\ begin {align} V & = IR \\ & = 0,27 \ text {A} × 15 \ text {Ω } \\ & = 4.05 \ text {V} \ end {align}
Для целей использования законов Кирхгофа это будет отрицательное напряжение (т.е.е., падение напряжения). В качестве последнего упражнения, можете ли вы показать, что полное напряжение в замкнутом контуре будет равно нулю? Помните, что аккумулятор имеет положительное напряжение, а все падения напряжения отрицательные.
Что означает электрическое сопротивление? | Глава 1 — Напряжение, ток, энергия и мощность
Различные материалы по-разному реагируют на напряжение. Если материал позволяет протекать значительному количеству тока даже при небольшом приложенном напряжении, мы называем его проводником .Если ток течет очень мало, даже когда приложенное напряжение велико, материал представляет собой изолятор .
Свойство, определяющее, какой ток будет протекать в ответ на заданное напряжение, называется сопротивлением (обозначается R). Кусок провода, сделанный из металла с высокой проводимостью (например, меди), будет иметь низкое сопротивление, а кусок резиновой изоляции, окружающей провод, будет иметь высокое сопротивление.
Резистор
Один из самых распространенных электронных компонентов — резистор.Как следует из названия, эти устройства сопротивляются прохождению электрического тока. Резисторы играют очень важную роль в электрических цепях — не потому, что они просто сопротивляются току, а потому, что они противостоят ему точным и контролируемым образом.
Единицей измерения сопротивления резистора является Ом , обозначаемая символом Ω. Резистор с очень низким сопротивлением, например менее 1 Ом, можно рассматривать как проводник. Если сопротивление составляет десятки миллионов Ом, резистор будет работать как изолятор.Умеренные значения сопротивления, такие как 470 Ом или 10 000 Ом, на самом деле не подходят ни к категории проводника, ни к категории изолятора.
Серия
и параллельное соединение
Цепи часто содержат более одного резистора. Если резисторы подключены таким образом, что через них протекает один и тот же ток, их будет в серии . Например:
Рисунок 1. Резисторы, включенные последовательно.
Чтобы рассчитать общее сопротивление, также известное как эквивалентное сопротивление , последовательно соединенных резисторов, вы просто складываете отдельные значения сопротивления.В этом примере эквивалентное сопротивление R1 + R2.
Когда резисторы подключены параллельно , они имеют одинаковое напряжение на своих двух выводах:
Рисунок 2. Параллельно подключенные резисторы.
В этом случае вычислить эквивалентное сопротивление не так-то просто. Когда резисторов всего два, можно использовать формулу «произведение на сумму»:
Если параллельно подключено более двух резисторов, необходимо использовать следующее выражение:
Закон Ома
Следующая формула выражает соотношение между напряжением, током и сопротивлением:
Сокращенная форма:
Это называется законом Ома.Это основа базового анализа схем, постоянно используемая как студентами, так и профессионалами. В приведенной выше форме напряжение рассчитывается на основе силы тока и сопротивления, но при необходимости уравнение можно изменить:
или:
Если мы переведем эти три уравнения в слова, мы получим хорошее объяснение закона Ома:
Если ток I протекает через компонент с сопротивлением R, напряжение на этом компоненте равно I, умноженному на R.
Если напряжение V приложено к компоненту с сопротивлением R, результирующий ток, протекающий через этот компонент, будет V, деленный на R.
Если падение напряжения компонента равно V и через него протекает ток I, сопротивление этого компонента делится на V, деленное на I.
Применение закона Ома
Давайте посмотрим на простой пример того, как можно использовать закон Ома для нахождения неизвестной величины. В этом случае мы будем искать текущий.
Рисунок 3.Простая схема, состоящая из батареи и двух последовательно соединенных резисторов.
Как видите, напряжение на паре резисторов известно (оно такое же, как напряжение батареи), и известны оба значения сопротивления. Мы хотим узнать, какой ток проходит через резисторы.
Первый шаг — вычислить эквивалентное сопротивление.
Для этой части анализа мы можем заменить исходную схему этой упрощенной версией:
Рисунок 4.Упрощенный вариант простой схемы.
Закон
Ома говорит нам, что ток через последовательно соединенные резисторы будет:
В этой схеме нет других путей тока, поэтому, если через резисторы проходит 1 А, 1 А также является полным током, подаваемым батареей.
Теперь рассчитаем падение напряжения на резисторах. Мы знаем, что напряжение равно току, умноженному на сопротивление, поэтому, даже если два резистора имеют одинаковый ток, падения напряжения будут разными, потому что сопротивления разные.
Мощность, рассеиваемая на резисторе
На предыдущей странице упоминался пример резистора, рассеивающего мощность (в виде тепла) в окружающую среду. Закон Ома позволяет нам рассчитать рассеиваемую мощность резистора, если мы знаем
напряжение на резисторе и ток, протекающий через резистор, или
напряжение на резисторе и его сопротивление, или
ток, протекающий через резистор, и его сопротивление.
Первый из этих вариантов основан на формуле для электрической мощности, приведенной на предыдущей странице:
Или сокращенно:
Вторые два варианта являются результатом объединения этой формулы с законом Ома:
Давайте используем значения напряжения и тока для R1, чтобы убедиться, что все эти формулы дают одинаковый результат:
Если мы хотим узнать мощность, потребляемую всей схемой, мы можем сложить рассеиваемую мощность отдельных компонентов или умножить напряжение источника питания на ток, подаваемый от источника питания:
Резисторы и обзор закона Ома
Мы обсудили резистор, который является одним из наиболее важных электронных компонентов, и рассмотрели три различных способа расчета рассеиваемой мощности резистора.Мы также увидели, как закон Ома может помочь нам найти неизвестный ток, напряжение или сопротивление.
На следующей странице мы поговорим о номинальной мощности и о том, как они влияют на конструкцию схемы.

Связь между напряжением, током и сопротивлением
Фундаментальную взаимосвязь между сопротивлением, напряжением и током можно выразить с помощью закона Ома . Математически это выражается как:
$ V = IR $
Где
В измеряется в вольтах
I измеряется в амперах
R измеряется в омах
Электрический ток
Электрический ток ток — это мера скорости потока (т.е.е., сколько в секунду) электронов. Фактически, электрический ток — это скорость электрического заряда этих электронов, потому что нас интересует электрический заряд, а не числа, соответствующие электронам.
Если 6,241 × 10 ¹⁸ электронов перемещаются по проводу за 1 секунду (т. Е. Если это большое количество электронов проходит через заданное поперечное сечение провода в течение 1 секунды), электрический ток составляет 1 ампер (1 А ).
Количество электрического заряда, соответствующее этому числу (6.241 × 10 ¹⁸) электронов называется 1 кулонов . Таким образом, мы можем сказать, что поток 1-кулоновского электричества за 1 секунду равен 1 A.
Кулон: Мера количества электричества, равного электрическому заряду 6,241 × 10 ¹⁸ электронов.
Для движения такого количества электронов необязательно, чтобы их скорость была высокой. Больше имеет значение объем, потому что важен именно количество электрического заряда.
Скорость электронов не играет никакой роли в электрическом токе, хотя электричество распространяется быстро, почти со скоростью света.Причина, по которой электричество движется очень быстро, заключается в одновременной передаче электрического заряда вместе с проводником.
На самом деле, с точки зрения механики, электроны не могут двигаться очень быстро, потому что, хотя они очень крошечные, они все же имеют массу и подчиняются правилам движения.
Тем не менее, вы можете не ощутить, сколько тока составляет 1 А. Постепенно это станет для вас яснее по мере продолжения обсуждения.
Рассмотрим лампочку дома; на них написано «110 В, 100 Вт».Посмотрите, какая яркая (и горячая) нить накала, когда она подключена к электричеству. Ток в один ампер примерно равен величине электрического потока, придающего лампочке столько тепла и силы.
Блок предохранителей во многих домах в Северной Америке рассчитан на 100 А. Это означает, что дома может быть максимальный ток 100 А. Каждый обычный домашний выключатель рассчитан на ток 15 А. По этим цифрам вы можете представить, что может случиться, если прикоснуться к проводам.
Электрическое напряжение
Напряжение — это электрический потенциал, который заставляет электроны перемещаться по замкнутой цепи.Вольт — это единица измерения напряжения.
Вольт определяется как значение разности потенциалов, при котором энергия одного кулона электрического заряда (т. Е. Заряда 6,241 × 10 ¹⁸ электронов) равна одному джоуля. Джоуль — это единица измерения энергии. Это официальное определение вольта не может сильно помочь понять, сколько равно 1 В.
Лучше недооценить, если учесть, что каждая маленькая сухая батарея, которую вы используете в своих устройствах с батарейным питанием, равна 1.5 В, автомобильный аккумулятор — 12 В, а электричество дома — около 115 В. Кроме того, молния во время грозы имеет миллионы вольт.
Вы можете без страха прикасаться к двум сторонам маленькой батареи (1,5 В), в то время как вы можете быть осторожны, делая то же самое с автомобильным аккумулятором.
Не прикасайтесь к проводам (если они оголены) дома, потому что, если напряжение там не убивает, это определенно вызывает травмы и вызывает тревожный электрический ток.
Точно так же более опасны более высокие напряжения; молния — это напряжение высокой интенсивности, которое, если прямо в кого-то попадает, нет никакой надежды на выживание.
Закон Ома: Связь между напряжением, током и сопротивлением нагрузки
Закон Ома , вероятно, является наиболее фундаментальным, а также важным соотношением, которое определяет соотношение между напряжением и током в цепи. Прежде чем продолжить, попытайтесь понять смысл закона Ома.
Закон Ома: Один из самых важных законов электрических цепей: соотношение между напряжением на компоненте, током в компоненте и электрическим сопротивлением, которое компонент демонстрирует потоку электричества.Для простого резистора это В = RI .
Закон Ома гласит, что если ток в резисторе с сопротивлением R равен I , то напряжение на резисторе (напряжение между двумя концами резистора) составляет В , так что
$ \ begin {matrix} V = IR & {} & \ left (1 \ right) \\\ end {matrix} $
Где R в омах, I в усилителе и V в вольт.
Этот закон также подразумевает, что если напряжение В вольт приложить к сопротивлению R Ом, то ток составит I ампер; то есть ток, напряжение и сопротивление между двумя точками всегда связаны друг с другом.
Закон Ома Пример 1
Нить накала лампочки и провода, соединяющие ее с батареей 12 В, вместе имеют сопротивление 5 Ом. Найти ток в нити накаливания лампочки?
Решение
Подстановка напряжения и сопротивления в Уравнение 1 приводит к
$ \ begin {align} & 12 = 5 \ times I \\ & I = 12 \ div 5 = 2,4A \\\ end {align} $
Закон Ома, пример 2
Если та же лампочка, что и в , пример 1 подключена к 1.Аккумулятор 5 В, какой ток?
Solution
Сопротивление лампочки не меняется, потому что это физическое свойство задействованных металлических проводов. Таким образом,
$ I = 1,5 \ div 5 = 0,3A $
Обратите внимание, однако, что когда нить накаливания нагревается и ее температура изменяется, ее сопротивление также изменяется. Здесь для простоты мы предположили, что изменение температуры недостаточно велико, чтобы повлиять на сопротивление.
В законе Ома заложено еще значений, на которые нам нужно обратить внимание.
Зависимость между напряжением на резисторе и током через резистор линейна. То есть, если напряжение увеличивается вдвое, удваивается и ток.
Точно так же, если сопротивление резистора не изменяется, то, если напряжение падает (уменьшается), ток также уменьшается. Точно так же, если напряжение увеличивается, увеличивается ток.
Для постоянного резистора, если напряжение на нем остается неизменным, ток через него остается неизменным.В качестве альтернативы, если ток через резистор не изменяется, это означает, что напряжение на нем не изменилось.
Обратите внимание, что всегда напряжение, приложенное к резистору, определяет силу тока через резистор.
В сочетании с Уравнение 1 мы имеем следующие уравнения, которые определяют ток через напряжение и сопротивление, а сопротивление через напряжение и ток:
\ [\ begin {align} & \ begin {matrix} I = \ frac {V} {R} & {} & \ left (2 \ right) \\\ end {matrix} \\ & \ begin {matrix} R = \ frac {V} {I} & {} & \ left (3 \ right) \\\ end {matrix} \\\ end {align} \]
Всегда напряжение, приложенное к резистору, определяет величину тока через резистор.
Закон Ома Пример 3
Резистивный элемент (имеет только сопротивление) имеет сопротивление 50 Ом и подключен к напряжению 120 В. Если в результате выделяемого тепла сопротивление элемента увеличивается на 10 процентов, что ток в элементе?
Решение
Начальный ток в элементе составляет
$ I = 120 \ div 50 = 2,4A $
После нагрева элемента его сопротивление увеличивается на 10 процентов и изменяется на
$ \ begin {align} & 50 \ times \ frac {110} {100} = 55 \ Omega \\ & I = 120 \ div 55 = 2.18 \ Omega \\\ end {align} $
Пример закона Ома 4
В то время как резистивный элемент в предыдущем примере подключен к 120 В, напряжение меняется на 130 В; определить новый ток в элементе.
Решение
Изменение напряжения относительно невелико и не влияет на сопротивление элемента. Таким образом, новый ток равен
$ I = 130 \ div 55 = 2.36A $
Закон Ома Пример 5
Когда лампочка подключена к источнику питания 120 В, она загорается, и ток равен 0.5 А. Если вместо этого приложено напряжение 220 В, какой ток?
Решение
Хотя для этой проблемы можно численно найти значение для нового тока, потому что напряжение почти удвоено, физическая лампочка не может выдержать более высокий ток, и ее нить перегорит.
Измерение электрического тока
Любая электрическая цепь имеет ток в зависимости от ее компонентов и напряжения источника.Часто необходимо измерить ток в цепи для диагностики проблем и ремонта. Для измерения тока мы используем амперметр , прибор с прямой градуировкой в амперах и десятичных долях ампера.
Для измерения тока в цепи в цепь необходимо вставить амперметр; то есть он должен стать частью петли, образующей схему.
На рисунке 1 показано, что для измерения тока в цепи необходимо размыкать цепь в одной (соответствующей) точке.Затем вы подключаете два вывода измерителя к открытым концам цепи. Таким образом, амперметр интегрируется в контур и становится его частью. См. Рисунок 2 .
Амперметр: Устройство для измерения электрического тока.
Для измерения тока в цепи в цепь необходимо вставить амперметр. Для этого необходимо разомкнуть цепь. Для измерения тока можно использовать амперметр, который измеряет только электрический ток, или мультиметр .
Мультиметр — это универсальное устройство, которое может измерять не только напряжение и сопротивление, но и ток. Он может измерять дополнительные параметры, такие как емкость и частота.
На принципиальных схемах кружок с буквой «A» в нем представляет амперметр, как показано на Рис. 1 . Точно так же кружок с буквой «V» в нем представляет вольтметр, который измеряет напряжение.
Обратите внимание, что все компоненты (включая источник) и провода в одной цепи (только одна петля) имеют одинаковый ток.
Мультиметр: Устройство для электрических измерений с выбираемыми переключателями для работы в качестве вольтметра, омметра и амперметра, а также с некоторыми другими функциями (все в одном устройстве).
Рисунок 1 Шаг 1 для измерения тока в цепи.
Поскольку при постоянном токе электрический ток имеет одно направление, а при переменном токе направление электрического тока постоянно меняется, измерение тока при переменном и постоянном токе не выполняется одним и тем же амперметром.
Для постоянного тока необходимо использовать счетчик постоянного тока.В мультиметрах переключение с счетчика переменного тока на постоянный и с тока на напряжение и т. Д. Может быть выполнено с помощью селекторного переключателя, с помощью которого можно выбрать желаемый вариант.
При измерении постоянного тока красный провод измерителя должен быть подключен к положительной стороне, а черный провод — к отрицательной. Если провода поменять местами, показание будет отрицательным. (В аналоговом устройстве игла вынуждена поворачиваться влево.)
В некоторых амперметрах (не мультиметрах) с иглой нулевая точка находится посередине, и движение стрелки указывает как положительные, так и отрицательные показания.Это полезно для цепей, в которых ток может быть как положительным, так и отрицательным.
Рисунок 2 Шаг 2 для измерения тока в цепи.
Измерение электрического напряжения
Поскольку напряжение представляет собой разность потенциалов между двумя точками, для измерения напряжения два провода вольтметра должны быть подключены к этим точкам. Обратите внимание на измерение напряжения; не следует размыкать цепь.А для измерения тока нужно разомкнуть цепь.
В Рисунок 3 нам нужно измерить напряжение на нагрузке. Таким образом, вольтметр подключается в точках A и B так, чтобы нагрузка находилась между точками A и B ( Рисунок 4 ). Измеренное значение — это напряжение, приложенное к нагрузке. Фактически вольтметр измеряет разницу напряжений между двумя точками.
Вольтметр: Электрический прибор для измерения электрического напряжения.
Рисунок 3 Используйте вольтметр для измерения напряжения между двумя точками.
Обратите внимание, что, хотя в одинарной (однопетлевой) схеме есть только один ток, существуют различные напряжения в зависимости от количества компонентов в цепи и места проведения измерения.
Например, в Рисунок 5 есть нагрузка 100 Ом и два провода 0,5 Ом, соединяющие нагрузку с источником питания 120 В. Мы можем измерить напряжение между каждой парой точек A, B, C, D и E; например, A-B, A-D, B-C, B-E и так далее.
Измерение на источнике показывает напряжение источника. Обратите внимание, что на Рис. 5 все точки от A до E выбраны в графически подходящей точке на линии, соединяющей два элемента вместе. Любая другая точка на каждой линии обозначает ту же точку цепи.
Рисунок 4 Измерение напряжения в двух точках.
Рисунок 5 Между различными точками любой цепи существует множество напряжений.
В электричестве постоянного тока измерение напряжения также показывает полярность. Таким образом, если положения выводов измерителя поменяны местами, в цифровом измерителе показание будет отображаться с отрицательным знаком, но в аналоговом измерителе показание не может быть выполнено, потому что стрелка вынуждена перемещаться влево.
Вольтметр измеряет разность напряжений между двумя точками, подключая провода измерителя к этим точкам.
При любых измерениях необходимо следить за тем, чтобы все соединения были чистыми и плотными.Это особенно верно для выводов портативного измерителя. Убедитесь, что вы плотно прижимаете провода к точкам контакта. В противном случае возможны ошибки в показаниях. При любом измерении убедитесь, что измерительные провода надежно закреплены в точках контакта.
Так что же такое напряжение ?. Напряжение и ток объяснены в… | Ури Шакед
Простое и запоминающееся объяснение напряжения и тока ✈
Мы постоянно используем термин «напряжение». Мы знаем, что у батареек AA есть 1.5 вольт, разъем USB (или зарядное устройство для телефона) обеспечивает 5 вольт, и, имея дело с электроникой, мы обычно работаем с 5 вольт, 3,3 вольт, а иногда и с более высокими значениями — автомобильные приборы работают от 12 вольт, а сеть либо 110 или 220 вольт.
Несмотря на то, что напряжение присутствует повсюду, я часто вижу вопросы начинающих, где напряжение путают с током, емкостью или энергией. Это неудивительно, учитывая, что напряжение часто объясняется расплывчатыми терминами, такими как «разность потенциалов», «электрическое поле» или «электрическое напряжение», что имеет смысл только в том случае, если вы уже имеете образование в области физики.
Так что же такое напряжение и как оно соотносится с током? Что значит земля? Можете ли вы измерить напряжение внутри электрического провода?
Это все о мотивации 🎯
Когда я проводил семинары для начинающих по электронике, я всегда испытывал затруднения, когда доходил до той части, где рассказываю о напряжении. Я потратил много времени на размышления, как я могу объяснить это, не полагаясь на существующие знания в области электроники, когда однажды я пришел к простой аналогии: напряжение — это мотивация. Это то, насколько электроны мотивированы перемещаться из одной точки цепи в другую.
Удивительно, но когда я впервые попробовал это объяснение на семинаре, один из студентов поднял руку и спросил: «Это как, когда стоимость жизни в Тель-Авиве выше, чем в Берлине, что мотивирует людей. переехать?»
В этот момент я понял, что щелкнул. Чем дороже Тель-Авив по сравнению с Берлином, у людей больше мотивации к переезду. Их уровень мотивации — напряжение. Однако переезд — нетривиальная задача — перелет придется заплатить. Таким образом, если полеты дорогие, путешествовать будут только самые целеустремленные люди, но если полеты дешевые, количество путешествующих увеличится.Стоимость полетов эквивалентна электрическому сопротивлению, а фактическое количество людей, перемещающихся из Тель-Авива в Берлин каждый день, похоже на текущее.
Повторяю, напряжение — это то, насколько электроны мотивированы перемещаться из одной точки в другую. Сопротивление — это насколько сложен путь между этими двумя точками, а Ток — это сколько электронов фактически проходит через определенный провод каждую секунду. Связь между этими тремя определяется очень простой формулой, называемой законом Ома:
Напряжение = ток × сопротивление
Это фундаментальная вещь, которую вам нужно знать, когда вы пытаетесь разобраться в электронных схемах — фактически, многие правила можно легко вывести, если вы поймете эту фундаментальную связь.
Ты тоже сейчас хочешь путешествовать?
Напряжение, ток и сопротивление в действии 🔋
Когда у вас есть источник питания (например, аккумулятор), он имеет два вывода: положительный и отрицательный. Когда эти выводы отключены друг от друга, электричество не проходит, поэтому сопротивление бесконечно. Это значит, что тока не будет. Точно так же, как если бы не было рейсов между Тель-Авивом и Берлином — даже при высочайшей мотивации совершить это путешествие не удастся.
Точно так же, если мы закорачиваем (соединяем два провода вместе), между ними будет путь с почти нулевым сопротивлением, что означает, что будет течь большой ток. Это похоже на то, как если бы между Тель-Авивом и Берлином курсировало много самолетов или очень больших самолетов, стоимость проезда была очень низкой — даже при малейшей мотивации вы все равно запрыгнете в самолет и совершите путешествие.
Когда мы подключаем резистор между выводами, мы можем применить закон Ома, чтобы вычислить ток.Давайте попробуем это с некоторыми числами — Предположим, у нас есть батарея 1,5 В и резистор 100 Ом (Ом). Каким будет ток? Используя приведенную выше формулу, мы получаем:
1,5 = Ток × 100
Таким образом, ток равен 1,5 / 100 , или 0,015 Ампера (то есть 15 мА). Что произойдет, если мы подключим еще один резистор 100 Ом параллельно первому? Мы можем снова использовать формулу Ома, но вместо этого попробуем понять ее интуитивно. Добавив параллельно второй резистор, мы просто добавили еще один путь, по которому могут течь электроны — это как если бы мы добавили еще один ежедневный рейс между Тель-Авивом и Берлином или увеличили размер нашего самолета вдвое.Это означает, что теперь мы можем снизить цены. Другими словами, сопротивление уменьшилось, поэтому, несмотря на тот же уровень мотивации, теперь больше людей могут путешествовать, и сила тока увеличится.
Напротив, добавление резистора последовательно — это то же самое, что прекращение прямого авиасообщения с Берлином, поэтому теперь вам нужно сесть на стыковочный рейс, например, в Лондоне. Это означает, что цены вырастут — ведь теперь вам придется платить за два полета, а не за один. Таким образом, сопротивление возросло, меньше людей будут готовы платить за путешествия, а сила тока уменьшится.
Стандартный резистор 100 Ом: цветные полосы соответствуют значению сопротивления.
Выходя за рамки основ
В этом посте я поделился с вами ментальной моделью, которую я использую, когда думаю о напряжении, токе и сопротивлении. Я надеюсь, что эта модель поможет вам более интуитивно понять эти термины и взаимосвязь между ними и будет полезна для вас при работе над вашим следующим проектом Arduino / электроники.
Если вы хотите узнать больше о физическом, стоящем за электричеством, ознакомьтесь с этим замечательным руководством от SparkFun.У них также есть еще один учебник, объясняющий напряжение / ток / сопротивление более традиционным способом, используя резервуар для воды в качестве аналогии.
Наконец, если вы нашли эту статью полезной, я хотел бы знать — пожалуйста, напишите мне комментарий на Medium или напишите мне в Twitter.

Ток, напряжение, сопротивление — основные понятия

1. ТОК

2. НАПРЯЖЕНИЕ

3. СОПРОТИВЛЕНИЕ

Сила токаНапряжениеСопротивлениеЗакон Ома

простое объяснение для чайников с формулой и понятиями

Основные понятия закона Ома

Сила тока I

Напряжение U, или разность потенциалов

Сопротивление R

Формулировка и объяснение закона Ома

Как понять закон Ома?

чему равно напряжение, как найти сопротивление нагрузки

Что такое напряжение в сети электричества.

Чему равно напряжение.

Формула закона Ома

Как найти сопротивление нагрузки

Как найти с помощью формулы напряжение

Как найти силу тока через сопротивление и напряжение

Постоянный электрический ток

Найдите соответствия а)сила тока б)напряжение в)сопротивление г)мощность д)работа тока

Сила тока и величина напряжения в розетке

Пару слов о физике процесса и законе Ома

Вводная про подключение амперметра, вольтметра и измерения мультиметром

Как измерить напряжение в розетке

Какой величины ток в розетке и как его измерить

За какой провод можно браться в розетке под напряжением? Фазный или нулевой?

Ома — Основное электричество

Ома

Пример — закон Ома

Эквивалентные выражения закона Ома

Пример — сопротивление электрической цепи

Пример — Закон Ома и кратные и подмножители

Номограмма электрического сопротивления

Мощность

Пример — потребляемая мощность

Пример — мощность и электрическое сопротивление

Номограмма электрической мощности

Закон Ома | Клуб электроники

Закон Ома показывает взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением

Треугольник ВИР — способ запомнить закон Ома

Расчет по закону Ома

Пример 3:

Пример 4:

Политика конфиденциальности и файлы cookie

против тока: в чем сходства и различия?

Что такое напряжение?

Что сейчас?

Поток воды: аналогия

Сходства и различия

Связь между напряжением и током

Закон Ома для мощности

Законы Кирхгофа по напряжению и току

Напряжение и ток: пример расчетов

Что означает электрическое сопротивление? | Глава 1 — Напряжение, ток, энергия и мощность

Резистор

и параллельное соединение

Закон Ома

Применение закона Ома

Мощность, рассеиваемая на резисторе

Резисторы и обзор закона Ома

Связь между напряжением, током и сопротивлением

Так что же такое напряжение ?. Напряжение и ток объяснены в… | Ури Шакед

Простое и запоминающееся объяснение напряжения и тока ✈

Это все о мотивации 🎯

Напряжение, ток и сопротивление в действии 🔋

Выходя за рамки основ

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики