Физика. Конспект. Закон Ома | Частная школа. 8 класс
Конспект по физике для 8 класса «Закон Ома». Как сила тока зависит от напряжения. Как сила тока зависит от сопротивления. Как формулируется закон Ома.
Конспекты по физике Учебник физики Тесты по физике
Мы изучили три физические величины, характеризующие протекание электрического тока в цепи: силу тока, напряжение и сопротивление. Возникает вопрос, как эти три величины связаны между собой. На этот вопрос ответил немецкий учёный Г. Ом, сформулировав в 1827 г свой знаменитый закон, который носит его имя.
ЗАВИСИМОСТЬ СИЛЫ ТОКА ОТ НАПРЯЖЕНИЯ
Экспериментально установим, каково соотношение между силой тока и напряжением при неизменном сопротивлении цепи. Соберём электрическую цепь, состоящую из источника тока, резистора, ключа, амперметра и вольтметра. В качестве источника тока будем использовать устройство, которое позволяет изменять выходное напряжение от 0 до 15 В. После каждого изменения напряжения будем снимать показания приборов и записывать их в таблицу.
Опыт показывает, что во сколько раз увеличивается напряжение на участке цепи, во столько же раз увеличивается и сила тока на этом участке, т. е. сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника: I ~ U.
Построим график зависимости силы тока от напряжения, использовав в качестве значений данные из таблицы. Этот график представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат.
График зависимости силы тока от напряжения называется вольт-амперной характеристикой цепи.
ЗАВИСИМОСТЬ СИЛЫ ТОКА ОТ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Проверим, как зависит сила тока в цепи от сопротивления при постоянном напряжении в цепи.
В той же электрической цепи будем поддерживать постоянное напряжение, равное 4,5 В.
Но вместо одного сопротивления используем магазин сопротивлений. Для каждого сопротивления измерим силу тока в цепи и данные запишем в таблицу.
Если по данным таблицы построить график зависимости силы тока от сопротивления, то он уже не будет прямой линией. Кривая, проведённая по экспериментальным точкам, представляет собой гиперболу.
Итак, опыт показывает, что, чем больше сопротивление проводника, тем меньше сила тока при одном и том же напряжении между концами проводника. Поэтому сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника: I ~ 1/R.
ЗАКОН ОМА
Обобщая результаты обоих опытов, можно утверждать, что сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению.
Это утверждение называется законом Ома для участка цепи и записывается следующим образом:
I =
Закон Ома справедлив только для проводников, у которых сопротивление не зависит от приложенного напряжения и силы тока. К таким проводникам относят металлические проводники, уголь и электролиты. Сопротивление газов зависит от приложенного напряжения, и потому для газов закон Ома не выполняется.
Любопытно, что открытие закона Ома предвосхитил богатый английский лорд Генрих Кавендиш, который занимался физикой и химией в качестве хобби. Кавендиш опубликовал всего 18 научных работ, однако гораздо большее их число так и осталось неизвестными современникам. Блестящие эксперименты Кавендиша с электричеством, проведённые в домашней лаборатории, стали известны только после публикации в 1879 г. Дж. Максвеллом его избранных работ.
Георг Симон Ом (1787—1854) — немецкий физик, установил основной закон электрической цепи, названный его именем.
Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Закон Ома».
Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).
Просмотров: 9 241
2.4. Закон Ома. Электрическое сопротивление. Закон Джоуля – Ленца — ЗФТШ, МФТИ
Как отмечалось выше, для поддержания постоянного тока в проводнике, т. е. движения электронов с постоянной скоростью, необходимо непрерывное действие сил электрического поля на носители заряда. Это означает, что электроны в проводниках движутся «с трением», иначе говоря, проводники обладают электрическим сопротивлением.
Если состояние проводника остаётся неизменным (не изменяется его температура и т. д.), то для каждого проводника существует однозначная зависимость между напряжением `U` на концах проводника и силой `I` тока в нём `I=f(U)`. Она называется вольтамперной характеристикой данного проводника.
Для многих проводников эта зависимость особенно проста – линейная: сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению, т.
е.
где `R` – электрическое сопротивление проводника (постоянная при неизменных условиях величина).
Этот закон носит название закона Ома. Немецкий физик Г. Ом в 1827 г. в результате серии экспериментов установил, что для широкого класса проводников сила `I` электрического тока в проводнике пропорциональна напряжению `U` на концах проводника.
Сопротивление `R` проводника зависит от рода вещества проводника, от его размеров и формы, а также от состояния проводника.
Единицей сопротивления в СИ является один Ом (Ом). За один Ом принимается сопротивление такого проводника, в котором при напряжении между его концами один вольт течёт постоянный ток силой один ампер: `1`Ом`=1`В`//1`A.
Вытекающее из закона Ома (8) соотношение
можно рассматривать и как определение сопротивления по приведённой формуле.
Г. Ом установил, что для проводников $$ R$$ не зависит от $$ U.
$$
В технических приложениях для описания процессов в электрических цепях часто используется понятие вольтамперной характеристики. Для проводников, подчиняющихся закону Ома (8), графиком зависимости силы `I` тока в проводнике от напряжения `U` на нём будет прямая линия, проходящая через начало координат (см. рис. 1). При этом говорят, что проводник имеет линейную вольтамперную характеристику.
В то же время для полупроводников, электронных ламп, диодов, транзисторов зависимость `I=f(U)` носит сложный характер, и такие элементы называют нелинейными (или неомическими). Для таких элементов величина `R`, вычисленная по формуле `R=U/I`, зависит от `U`. В частности, при измерении вольтамперной характеристики лампочки накаливания с вольфрамовой нитью мы обнаружим, что она имеет вид, схематически показанный на рис. 2. Искривление вольтамперной характеристики связано с нагревом нити и увеличением сопротивления нити накала с ростом температуры. В некоторых устройствах, таких как диод, сопротивление зависит от направления тока.
Обсудим вопрос о тепловыделении в проводнике. С учётом закона Ома (8) формула (7) для мощности тепловыделения принимает вид:
Другими словами, если через резистор `R` протекает постоянный ток силой `I`, то за `t` секунд в резисторе выделяется количество теплоты, равное
Соотношения (10), (11) являются математическим выражением закона, открытого в XIX веке практически одновременно и независимо английским физиком Д. Джоулем и русским физиком Э.Х. Ленцем.
Обратим внимание, что полученный закон является прямым следствием закона сохранения энергии в применении к движению электрических зарядов под действием сил электрического поля.
Закон Ома — AP Physics 1
All AP Physics 1 Ресурсы
7 Диагностические тесты 170 практических тестов Вопрос дня Карточки Learn by Concept
← Предыдущая 1 2 3 Следующая →
AP Physics 1 Справка » Электричество и волны » Электричество » Схемы » Закон Ома
Рассмотрим цепь:
Если значение каждого резистора равно , какой ток протекает по цепи?
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Сначала нам нужно рассчитать эквивалентное сопротивление цепи, используя следующее выражение для конденсаторных параллельных резисторов:
Теперь мы можем использовать закон Ома для расчета тока, протекающего через цепь:
Сообщить об ошибке
Для нормальной работы лампочке требуется 60 Вт.
Если он подключен к источнику питания 120 А и работает исправно, то каково сопротивление лампочки?
Возможные ответы:
Объяснение:
Во-первых, определите данную информацию:
Для этой задачи необходимы два уравнения:
1.) Закон Ома, можно переставить, чтобы решить для:
В этот момент мы можем подставить известные значения и определить напряжение:
Затем закон Ома можно преобразовать для определения сопротивления лампочки:
Затем известное значение напряжения можно подставить в закон Ома для определения сопротивления лампочки:
5
Сообщить об ошибкеКаково сопротивление резистора, если ток, протекающий через него, и напряжение на нем равны?
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Пояснение:
Используйте закон Ома.
Подставьте известные значения и определите сопротивление.
Сообщить об ошибке
Какое напряжение на резисторе с сопротивлением , через который протекает ток?
Возможные ответы:
Объяснение:
Используйте закон Ома.
Сообщить об ошибке
Каков ток через резистор, если резистор имеет сопротивление и напряжение на резисторе ?
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Пояснение:
Используйте закон Ома.
Сообщить об ошибке
Если ток через резистор равен , каково напряжение на резисторе?
Правильный ответ:
Пояснение:
Используйте закон Ома.
Подставьте известные значения и решите.
Сообщить об ошибке
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Пояснение:
Начните с нахождения общего сопротивления в цепи.
Теперь обратите внимание, что напряжение, указанное в задаче, совпадает с падением напряжения на втором резисторе:
Ошибка
, а напряжение, измеренное от точки между и до земли, равно
Какое сопротивление в приведенной выше цепи?
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Объяснение:
Начните с нахождения общего сопротивления в цепи.
Обратите внимание, что указанное в задаче напряжение совпадает с падением напряжения на втором резисторе:
Сообщить об ошибке
0004состоит из двух параллельно соединенных резисторов, а
– из одного резистора.
Какой ток в схеме выше?
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Пояснение:
Чтобы найти силу тока, сначала найдите полное сопротивление цепи. Начните с упрощения, подключив параллельно два резистора следующим образом:
Поскольку и соединены последовательно, их общее сопротивление равно:
Используйте закон Ома, чтобы найти силу тока.
Сообщить об ошибке
Через резистор с сопротивлением протекает ток 5А. Чему равно падение потенциала на резисторе?
Возможные ответы:
Правильный ответ:
Объяснение:
Закон Ома гласит, что падение потенциала на резисторе равно произведению тока, протекающего через резистор, на сопротивление резистора:
Нам известны ток I и сопротивление R, поэтому мы просто перемножаем их вместе, чтобы получить окончательный ответ.
Сообщить об ошибке
← Назад 1 2 3 Далее →
Уведомление об авторских правах
Все ресурсы AP Physics 1
7 Диагностические тесты 170 практических тестов Вопрос дня Карточки Learn by Concept
электрический ток — Что именно говорит закон Ома?
спросил
Изменено 2 года, 2 месяца назад
Просмотрено 1к раз
$\begingroup$
Закон Ома гласит, что ток в проводнике между двумя точками прямо пропорционален напряжению в этих двух точках. Вводя константу пропорциональности, сопротивление R, приходим к обычному математическому уравнению, описывающему эту зависимость:
$$V=IR.
$$
Тогда почему утверждение, что V=IR является утверждением закона Ома, неверно?
- электрический ток
- электрическое сопротивление
- напряжение
- проводники
- приближения
$\endgroup$
3
$\begingroup$
$V = RI$ есть формулировка закона Ома при условии, что сопротивление $R$ является постоянным, т.е. не зависит от напряжения $V$ или тока $I$. Закон Ома действителен с хорошей точностью для широкого круга материалов (называемых омическими материалами), но не применим ко всем материалам.
$\endgroup$
$\begingroup$
Закон Ома обычно отображается как: В = I•R и большинство людей заканчивают тем, что говорят, что напряжение (напряжение — довольно неправильное слово в случае физической терминологии; мы используем разность потенциалов) прямо пропорционально току.
Но самое главное, что в уравнениях в физике вводятся константы двух типов (как я предполагаю): независимая и зависимая . независимые константы никогда не могут быть изменены, как это пытался сделать Ньютон для своей универсальной гравитационной постоянной . Но зависимые константы сами по себе переменные или изменяемые как в законе Ома — вы можете легко изменить сопротивление проводящего устройства. Итак, в целом закон Ома фактически утверждает, что:
Разность потенциалов прямо пропорциональна электрическому току, только если сопротивление постоянно, а не флуктуирует или изменяется.
Надеюсь, это помогло вам!
$\endgroup$
$\begingroup$
Просто проверьте здесь: почему V=IR не соответствует закону Ома и почему это важно
Что такое V=IR?
Эта формула является определением электрического сопротивления (часто указывается как R=VI, но это одно и то же, только переставленное).
