Закон Ома | I=U/R | Все Формулы
Закон Ома, основанный на опытах, представляет собой в электротехнике основной закон, который устанавливает связь силы электрического тока с сопротивлением и напряжением.
Появление смартфонов, гаджетов, бытовых приборов и прочей электротехники коренным образом изменило облик современного человека. Приложены огромные усилия, направленные на исследование физических закономерностей для улучшения старой и создания новой техники. Одной из таких зависимостей является закон Ома.
Закон Ома – полученный экспериментальным путём (эмпирический) закон, который устанавливает связь силы тока в проводнике с напряжением на концах проводника и его сопротивлением, был открыт в 1826 году немецким физиком-экспериментатором Георгом Омом.
Строгая формулировка закона Ома может быть записана так: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника.
Формула закона Ома записывается в следующем виде:
где
I – сила тока в проводнике, единица измерения силы тока – ампер [А];
U – электрическое напряжение (разность потенциалов), единица измерения напряжения- вольт [В];
R – электрическое сопротивление проводника, единица измерения электрического сопротивления – ом [Ом].
Согласно закону Ома, увеличение напряжения, например, в два раза при фиксированном сопротивлении проводника, приведёт к увеличению силы тока также в два раза
И напротив, уменьшение тока в два раза при фиксированном напряжении будет означать, что сопротивление увеличилось в два раза.
Рассмотрим простейший случай применения закона Ома. Пусть дан некоторый проводник сопротивлением 3 Ом под напряжением 12 В. Тогда, по определению закона Ома, по данному проводнику течет ток равный:
Существует мнемоническое правило для запоминания этого закона, которое можно назвать треугольник Ома. Изобразим все три характеристики (напряжение, сила тока и сопротивление) в виде треугольника. В вершине которого находится напряжение, в нижней левой части – сила тока, а в правой – сопротивление.
Правило работы такое: закрываем пальцем величину в треугольнике, которую нужно найти, тогда две оставшиеся дадут верную формулу для поиска закрытой.
Где и когда можно применять закон Ома?
Закон Ома в упомянутой форме справедлив в достаточно широких пределах для металлов. Он выполняется до тех пор, пока металл не начнет плавиться. Менее широкий диапазон применения у растворов (расплавов) электролитов и в сильно ионизированных газах (плазме).
Работая с электрическими схемами, иногда требуется определять падение напряжения на определенном элементе. Если это будет резистор с известной величиной сопротивления (она проставляется на корпусе), а также известен проходящий через него ток, узнать напряжение можно с помощью формулы Ома, не подключая вольтметр.
Значение Закона Ома
Закон Ома определяет силу тока в электрической цепи при заданном напряжении и известном сопротивлении.
Он позволяет рассчитать тепловые, химические и магнитные действия тока, так как они зависят от силы тока.
Закон Ома является чрезвычайно полезным в технике(электронной/электрической), поскольку он касается трех основных электрических величин: тока, напряжения и сопротивления. Он показывает, как эти три величины являются взаимозависимыми на макроскопическом уровне.
Если бы было можно охарактеризовать закон Ома простыми словами, то наглядно это выглядело бы так:
Из закона Ома вытекает, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно. Сила тока окажется настолько большой, что это может иметь тяжелые последствия.
I=U/R как вывести из этой формулы U и R?
Спроси у дяди Ома.
Если Ы=Ъ/Ь, то по правилам алгебры это же равенство можно записать (по определению операции ДЕЛЕНИЯ) как ЬЫ=Ъ То есть можно например Ы=Ъ/Ь умножить (обе части) на Ь и получишь ЬЫ=Ъ а затем можно разделить на Ы (Ы не равно нулю!!! ) и получишь Ь=Ъ/Ы
Пропорции в школе проходил? Напиши вместо I = U / R пропорцию: I / 1 = U / R. Теперь переноси по диагоналям любые члены, например: из знаменателя справа в числитель слева. Получишь: I * R / 1 = U, что эквивалентно U = I * R. Теперь, в полученой формуле, перенеси ток I из числителя справа в знаменатель слева, получишь U / I = R, что эквивалентно выражению R = U / I.
Элементарно, Ватсон! U=RI R=U/I Если ты когда-нибудь забываешь, что на что делить или умножать, представь себе такую картинку: 2=6/3. Чтобы найти 3 надо 6/2, чтобы найти 6 надо 2 умножить на 3. 2 тебе дано в уравнении. А теперь сравниваешь это уравнение с данной формулой и выражаешь всё, что нужно. Кстати, так же можно запомнить, как находится время, скорость и расстояние. Если надо будет — обращайся!
| Формула расчета силы Ампера | FA = B I L sinα | Закон Ампера: сила действия однородного магнитного поля на проводник с током прямо пропорциональна силе тока, длине проводника, модулю вектора индукции магнитного поля, синусу угла между вектором индукции магнитного поля и проводником. | FA – сила Ампера, [Н] В – магнитная индукция, [Тл] I – сила тока, [А] L – длина проводника, [м] |
| Формула расчета силы Лоренца | Fл= q B υ sinα | Сила Лоренца – сила, действующая на точечную заряженную частицу, движущуюся в магнитном поле. Она равна произведению заряда, модуля скорости частицы, модуля вектора индукции магнитного поля и синуса угла между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы. | Fл – сила Лоренца, [Н] q – заряд, [Кл] В – магнитная индукция, [Тл] |
| Формула радиуса движения частицы в магнитном поле | r= mυ/qB | r – радиус окружности, по которой движется частица в магнитном поле, [м] m – масса частицы, [кг] q – заряд, [Кл] В – магнитная индукция, [Тл] υ – скорость движения заряда, [м/с] | |
| Формула для вычисления магнитного потока | Ф = B S cosα | Ф – магнитный поток, [Вб] В – магнитная индукция, [Тл] S – площадь контура, [м2] | |
| Формула для вычисления величины заряда | q = It | Заряд – это есть произведение силы тока на время, в течение которого этот заряд протекает по проводнику. | q – заряд, [Кл] I – сила тока, [А] t – время, [c] |
| Закон Ома для участка цепи | I = U/R | Закон Ома — сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению. | I – сила тока, [А] U – напряжение, [В] R – сопротивление, [Ом] |
| Формула для вычисления удельного сопротивления проводника | R = ρ L/S ρ = R S/L | Удельное сопротивление – величина, характеризующая электрические свойства вещества, из которого изготовлен проводник. | ρ – удельное сопротивление вещества, [Ом·мм2/м] R – сопротивление, [Ом] S – площадь поперечного сечения проводника, [ммБ2] L – длина проводника, [м] |
| Законы последовательного соединения проводников | I = I1 = I2 U = U1 + U2 Rобщ = R1 + R2 | Последовательным соединением называется соединение, когда элементы идут друг за другом. | I – сила тока, [А] U – напряжение, [В] R – сопротивление, [Ом] |
| Законы параллельного соединения проводников | U = U1 = U2 I = I1 + I2 1/Rобщ =1/R1 +1/R2 | Параллельным соединением проводников называется такое соединение, при котором начала и концы проводников соединяются вместе. | I – сила тока, [А] U – напряжение, [В] R – сопротивление, [Ом] |
| Формула для вычисления величины заряда. | q = It | Заряд – это есть произведение силы тока на время, в течение которого этот заряд протекает по проводнику. | q – заряд, [Кл] I – сила тока, [А] t – время, [c] |
| Формула для нахождения работы электрического тока. | A = Uq A = UIt | Работа – это величина, которая характеризует превращение энергии из одного вида в другой, т.е. показывает, как энергия электрического тока, будет превращаться в другие виды энергии – механическую, тепловую и т. д. Работа электрического поля – это произведение электрического напряжения на заряд, протекающий по проводнику. Работа, совершаемая для перемещения электрического заряда в электрическом поле. | A – работа электрического тока, [Дж] U – напряжение на концах участка, [В] q – заряд, [Кл] I – сила тока, [А] t – время, [c] |
| Формула электрической мощности | P = A/t P = UI P = U2/R | Мощность – работа, выполненная в единицу времени. | P – электрическая мощность, [Вт] A – работа электрического тока, [Дж] t – время, [c] U – напряжение на концах участка, [В] I – сила тока, [А] R – сопротивление, [Ом] |
| Формула закона Джоуля-Ленца | Q=I2Rt | Закон Джоуля-Ленца при прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяемое в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого электрический ток протекал по проводнику. | Q – количество теплоты, [Дж] I – сила тока, [А]; t – время, [с]. R – сопротивление, [Ом]. |
| ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ | |||
| Закон отражения света | Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр, восставленный в точку падения луча, лежат в одной плоскости, при этом угол падения луча равен углу отражения луча. | ||
| Закон преломления | sinα/sinγ = n2/n1 | При увеличении угла падения увеличивается и угол преломления, то есть при угле падения, близком к 90°, преломлённый луч практически исчезает, а вся энергия падающего луча переходит в энергию отражённого. | n – показатель преломления одного вещества относительно другого |
| Формула вычисления абсолютного показателя преломления вещества | n = c/v | Абсолютный показатель преломления вещества – величина, равная отношению скорости света в вакууме к скорости света в данной среде. | n – абсолютный показатель преломления вещества c – скорость света в вакууме, [м/с] v – скорость света в данной среде, [м/с] |
| Закон Снеллиуса | sinα/sinγ = v1/v2=n | Закон Снеллиуса (закон преломления света): отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная. | |
| Показатель преломления среды | sinα/sinγ = n | Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная. | n – показатель преломления среды |
| Преломляющий угол призмы | δ = α(n – 1) | δ – угол отклонения α – угол падения n – показатель преломления среды | |
| Линейное увеличение оптической системы | Г = H/h | Г – линейное увеличение оптической системы H – размер изображения, [м] h – размер предмета, [м] | |
| Формула оптической силы линзы | D = 1/F | Оптическая сила линзы – способность линзы преломлять лучи. | D – оптическая сила линзы, [дптр] F – фокусное расстояние линзы, [м] |
| Формула тонкой линзы | 1/F = 1/d+1/f | F – фокусное расстояние линзы, [м] d – расстояние от предмета до линзы, [м] f – расстояние от линзы до изображения, [м] | |
| Максимальная результирующая интенсивность | Δt = mT | Δt – максимальная результирующая интенсивность Т – период колебании, [с] | |
| Минимальная результирующая интенсивность | Δt = (2m + 1)T/2 | Δt – минимальная результирующая интенсивность Т – период колебании, [с] | |
| Геометрическая разность хода интерферирующих волн | Δ = mλ | Δ – геометрическая разность хода интерферирующих волн λ – длина волны, [м] | |
| Условие интерференционного минимума | Δ = (2m + 1)λ/2 | λ – длина волны, [м] | |
| Условие дифракционного минимума на щели | Asinα = m λ | A – ширина щели, [м] λ – длина волны, [м] | |
| Условие главных максимумов при дифракции | dsinα = m λ | d – период решетки λ – длина волны, [м] | |
| Энергия кванта излучения | E = hϑ | Е – энергия кванта излучения, [Дж] ϑ – частота излучения h – постоянная Планка | |
| Закон смещения Вина | λT = b | b – постоянная Вина λ – длина волны, [м] Т – температура черного тела | |
| Закон Стефана-Больцмана | R = ϭT4 | ϭ – постоянная Стефана-Больцмана Т – абсолютная температура черного тела R – интегральная светимость абсолютно черного тела | |
| Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта | А – работа выхода, [Дж] m – масса тела, [кг] v – скорость движения тела, [м/с] ϑ – частота излучения h – постоянная Планка | ||
| ФИЗИКА ВЫСОКИХ ЭНЕРГИИ | |||
| Массовое число | M = Z + N | M – массовое число Z – число протонов (электронов), зарядовое число N – число нейтронов | |
| Формула массы ядра | МЯ = МА – Z me | MЯ – масса ядра, [кг] МА – масса изотопа , [кг] me – масса электрона, [кг] | |
| Формула дефекта масс | ∆m = Zmp+ Nmn – MЯ | Дефект масс – разность между суммой масс покоя нуклонов, составляющих ядро данного нуклида, и массой покоя атомного ядра этого нуклида. | ∆m – дефект масс, [кг] mp – масса протона, [кг] mn – масса нейтрона, [кг] |
| Формула энергии связи | Есвязи = ∆m c2 | Энергия связи ядра – минимальная энергия, необходимая для того, чтобы разделить ядро на составляющие его нуклоны (протоны и нейтроны). | Есвязи – энергия связи, [Дж] m – масса, [кг] с = 3·108м/с – скорость света |
| Закон радиоактивного распада | N = N02 –t/T1/2 | N0 – первоначальное количество ядер N – конечное количество ядер T – период полураспада, [c] t – время, [c] | |
| Доза поглощенного излучения | D = E/m | D – доза поглощенного излучения, [Гр] E – энергия излучения, [Дж] m – масса тела, [кг] | |
| Эквивалентная доза поглощенного излучения | H = Dk | H – эквивалентная доза поглощенного излучения, [Зв] D – доза поглощенного излучения, [Гр] k – коэффициент качества | |
формулы тоэ | энергетик
меню сайта для мобильных приложений
ФОРМУЛЫ ТЕОРИИ ОСНОВ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ (ТОЭ)
Данный раздел основных формул ТОЭ предназначен для начинающих, как для студентов высших учебных заведений изучающих курс физики по электротехники, так и просто для интересующихся общей электротехникой /ТОЭ/ с примерами и комментариями автора:
Прежде чем перейти к формулам, обращу Ваше внимание на буквенное обозначение в ТОЭ, в разных учебниках по ТОЭ, мягко говоря, обозначение довольно произвольное, нет единого требования по данному вопросу в электротехнике. Особенно заметна разность обозначения в комплексных числах (как грибы в лесу, как только их не называют в разных местностях). Поэтому определимся сразу с буквенным обозначением: 😥
При расчётах всегда приводить все значения в одну единицу, например если расчеты по мощности в ваттах, соответственно напряжение в вольтах, сопротивление в омах и т.д.
- А теперь формулы по электротехнике (ТОЭ) часто применяемые для расчетов (дома, на работе), рассмотрим в порядке от простых к очень простым, для студенческого сообщества выложу отдельно сложные и очень сложные, и напишу целую лекцию по ТОЭ.
ФОРМУЛЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Закон Ома для участка цепи и всей цепи постоянного тока:
Пример для расчета сопротивления проводника (подробнее можете посмотреть, что такое величина удельного сопротивления проводника на стр. понятия и определения):
Мощность в цепи постоянного тока, здесь нет ничего сложного, как и все в постоянном токе, замечу только, что значения силы тока и напряжения постоянны и равны мгновенным значениям в любой момент времени, единица мощности (Р) равна -1 кВт = 1000 Вт:
- На заметку для любознательных, можно например, электрическую мощность пересчитать в механическую и наоборот: 1 кВт*ч = 367000 кгс*м; 1кВт = 102кгс*м/с, т.е. за 1 кВтч. Т.е. можно поднять груз массой 367 кг на высоту 1 км, или 102 кг за 1 сек. на один метр.
ФОРМУЛЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
В отличие от постоянного тока, особенностью переменного тока является то, что электрический ток с течением времени изменяется по величине и направлению. Элементы такой электрической цепи влияют на амплитуду тока и на его фазу. Условное обозначение переменного тока на электроприборах ̴ (англ. alternating current и обозначается латинскими буквами АС):
Электромагнитные процессы, протекающие в электротехнических устройствах, как правило, достаточно сложны, поэтому далее формулы тоэ будут носить более учебный характер, чем практический, иначе говоря для учащихся и просто для любознательных.
Перевод (конвертировать) мощности (Р в Вт), тока (I в А), сопротивления (R в Ом) и напряжения (U в В) можно, как показано ниже на простом примере (см. рис. ниже):
При этом надо учитывать, если у Вас в цепи U 220 В есть электродвигатели, трансформаторы и т.д. (индуктивные или емкостные нагрузки — реактивные элементы), то тогда нужно учитывать cos φ , например:
I = P/(U*cos φ),
в цепи U 380 В подставляем ещё √3 (корень из трёх равен — 1,73), например:
для тока: I = P/(√3*U*cos φ), или I = P/(1,73*U*cos φ), для мощности: P = √3*U*I*cos φ.
Продолжение формулы тоэ:
См. также ниже продолжение раздела формулы:
перейти: формулы тоэ 1 краткое описание страницы — электрический ток (I, ампер), электродвижущая сила (ЭДС, E=A/q=Дж/Кл=В, вольт), электрическое напряжение (U, вольт), электрическая энергия и мощность (Eq, Дж, джоуль) и ватт (Р, Вт, ватт)…
перейти: формулы тоэ 2 краткое описание страницы — пассивные элементы цепи (резистор, катушка индуктивности и конденсатор), их основные характеристики и параметры…
Автор сайта надеяться, что информация Вам будет полезна, как доступно простая, так и более углублённая в других разделах сайта. Не забывайте просмотреть рекламу от гугл, реклама для Вас бесплатно, а мне развитие сайта, удачи.
Основные электрические законы. Базовые формулы и расчеты
В предыдущей статье мы познакомились с основными электрическими понятиями, такими как электрический ток, напряжение, сопротивление и мощность. Настал черед основных электрических законов, так сказать, базиса, без знания и понимания которых невозможно изучение и понимание электронных схем и устройств.
Закон Ома
Электрический ток, напряжение, сопротивление и мощность, безусловно, между собой связаны. А взаимосвязь между ними описывается, без сомнения, самым главным электрическим законом – законом Ома. В упрощенном виде этот закон называется: закон Ома для участка цепи. И звучит этот закон следующем образом:
«Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи».
Для практического применения формулу закона Ома можно представить в виде вот такого треугольника, который помимо основного представления формулы, поможет определить и остальные величины.
Работает треугольник следующим образом. Чтобы вычислить одну из величин, достаточно закрыть ее пальцем. Например:
В предыдущей статье мы проводили аналогию между электричеством и водой, и выявили взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Также хорошей интерпретацией закона Ома может послужить следующий рисунок, наглядно отображающий сущность закона:
На нем мы видим, что человечек «Вольт» (напряжение) проталкивает человечка «Ампера» (ток) через проводник, который стягивает человечек «Ом» (сопротивление). Вот и получается, что чем сильнее сопротивление сжимает проводник, тем тяжелее току через него проходить («сила тока обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи» – или чем больше сопротивление, тем хуже приходится току и тем он меньше). Но напряжение не спит и толкает ток изо всех сил (чем выше напряжение, тем больше ток или – «сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению»).
Когда фонарик начинает слабо светить, мы говорим – «разрядилась батарейка». Что с ней произошло, что значит разрядилась? А значит это, что напряжение батарейки снизилось и оно больше не в состоянии «помогать» току преодолевать сопротивление цепей фонарика и лампочки. Вот и получается, что чем больше напряжение – тем больше ток.
Последовательное подключение – последовательная цепь
При последовательном подключении потребителей, например обычных лампочек, сила тока в каждом потребителе одинаковая, а вот напряжение будет отличаться. На каждом из потребителей напряжение будет падать (снижаться).
А закон Ома в последовательной цепи будет иметь вид:
При последовательном соединении сопротивления потребителей складываются. Формула для расчета общего сопротивления:
Параллельное подключение – параллельная цепь
При параллельном подключении, к каждому потребителю прикладывается одинаковое напряжение, а вот ток через каждый из потребителей, в случае, если их сопротивление отличается – будет отличаться.
Закон Ома для параллельной цепи, состоящей из трех потребителей, будет иметь вид:
При параллельном соединении общее сопротивление цепи всегда будет меньше значения самого маленького отдельного сопротивления. Или еще говорят, что «сопротивление будет меньше наименьшего».
Общее сопротивление цепи, состоящей из двух потребителей, при параллельном соединении:
Общее сопротивление цепи, состоящей из трех потребителей, при параллельном соединении:
Для большего числа потребителей расчет производится исходя из того, что при параллельном соединении проводимость (величина обратная сопротивлению) рассчитывается как сумма проводимостей каждого потребителя.
Электрическая мощность
Мощность – это физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Рассчитывается мощность по следующей формуле:
Таким образом зная, напряжение источника и измерив потребляемый ток, мы можем определить мощность потребляемую электроприбором. И наоборот, зная мощность электроприбора и напряжение сети, можем определить величину потребляемого тока. Такие вычисления порой необходимы. Например, для защиты электроприборов используются предохранители или автоматические выключатели. Чтобы правильно подобрать средство защиты нужно знать потребляемый ток. Предохранители, применяемые в бытовой технике, как правило подлежат ремонту и для их восстановления достаточно подобрать и заменить проволоку.
Применив закон Ома, можно рассчитать мощность и по другой формуле:
При расчетах надо учитывать, что часть потребляемой электроэнергии расходуется на нагрев и преобразуется в тепло. При работе греются не только электрообогреватели, но и телевизоры, и компьютеры и другая бытовая техника.
И в завершение, в качестве бонуса, вот такая шпаргалка, которая поможет определить любой из основных электрических параметров, по уже известным.
по какой формуле определяется R? Физика
Если R-это сопротивление, то U/I.
R=U/I, напряжение делим на силу тока.
Основной формулой, используемой для решения задач, является: I = U / R — то есть сила тока равняется отношению напряжения к сопротивлению. следовательно R равно U / I
из закона Ома I=U/R, следовательно R=U/I( напряжение делить на силу тока)
А че все одно и то же пишут? )))))))))) А если не из закона Ома?
3,14здец они валенки. R = U/I где R — сопротивление, Ом; U — разность электрических потенциалов (напряжение) на концах проводника, В; I — сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов, А. ИЛИ R=(P(ро) *L)/S где ρ — удельное сопротивление вещества проводника, l — длина проводника, а S — площадь сечения
Основная формула R=rL/S где r удельное сопротивление материала L длина проводника S площадь поперечного сечения. также сопротивление можно найти по формуле R=U/I
