Закон Ома для участка цепи – формула, определение сопротивления
4.3
Средняя оценка: 4.3
Всего получено оценок: 251.
4.3
Средняя оценка: 4.3
Всего получено оценок: 251.
Наравне с законами Кирхгофа, закон Ома для участка цепи – один из ключевых во всей электротехники. При проектировании электросетей любой сложности закон Ома становится необходимым инструментом, так как позволяет рассчитывать требуемые для нужного результата параметры сети.
Сущность закона
Эксперименты с электрическими цепями, в которых были источник тока и элемент сопротивления, позволили Георгу Ому установить некоторые закономерности, которые легли в основу закона, названного его именем. Приведем их:
- При увеличении напряжения сила тока на участке цепи возрастала линейно.
- Сила тока уменьшалась при увеличении сопротивления участка.
Поэтому математическая формула закон Ома для участка цепи выглядит следующим образом:
$I = \frac {U}{R}$, где I – сила тока, измеряемая в амперах, U – напряжение, измеряемое в вольтах и R – сопротивление, измеряемое в омах.
Из фигурирующих в уравнении величин ключевой является сопротивление. Оно зависит от параметров проводника:
- Становится больше с увеличением длинны проводника
- Уменьшается с ростом проводимости проводника и его площади сечения.
Объяснить это очень просто: чем больше путь, проходимый электронами, тем больше вероятность столкновений с атомами в узлах решетки. Это мешает движению тока. С другой стороны, увеличение площади сечения дает больше вариантов пути электронам, уменьшается вероятность соударений. Проводимость же – исключительно свойства проводящего вещества. Например, медь оказывает меньшее сопротивление, чем железо, поскольку является более проводимым.
Закон Ома с точностью справедлив лишь для цепей, где действует идеальный источник тока. То есть такой, в котором нет внутреннего сопротивления.
В противном случае применяется закон Ома для полной цепи.
Рассмотрим участок электрической цепи (рис. 2). В узлах 1 и 2 – потенциалы электрического поля $\phi_1$ и $\phi_2$. Между ними заключен элемент с сопротивлением R – резистор. К участку также подсоединен вольтметр.
Тогда падением напряжения на данном участке электрической цепи будем называть величину, выраженную через закон Ома:
$U = I \cdot R$
Падение напряжения – определение, сложившееся исторически. Речь идет об изменении значения потенциала электрического поля по мере продвижения вдоль проводника.
Для запоминания закона Ома используют правило, называемое треугольником Ома.
Рис. 3. Треугольник Ома.Техника работы с ним проста. Ту величину, которую нужно найти, закрываем пальцем, а две другие дают формулу для ее нахождения. Закрыв I, получим $\frac {U}{R}$.
Задачи
- Сопротивление проводника – 2 Ом. Напряжение – 10 В. Какова сила тока? Какой будет сила тока, если увеличить длину проводника в два раза?
Решение:
Запишем закон Ома для участка цепи:
$I = \frac {U}{R}$
Подставив в него известные величины, получим:
$I = \frac {10}{2} = 5 \: А$
Теперь, зная, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника, запишем:
$I = \frac {U}{2R} = 2,5 А$
- Амперметр показал, что сила тока на участке цепи – 0,1 А.
Решение:
Запишем закон Ома для участка цепи:
$I = \frac {U}{R}$
Подставив в него известные величины и выразив R, получим:
$R = \frac {U}{I} = \frac {200}{0,1} = 2000 Ом \: А$
Что мы узнали?
В ходе урока дали математическую и словесную формулировки закона Ома для участка цепи, рассмотрели значение сопротивления для участка цепи, а также разобрались с треугольником Ома. Для закрепления материала решили задачу.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда — пройдите тест.
Ринат Баишев
10/10
Денис Иванов
9/10
Мария Кшевач
7/10
Оценка доклада
4.3
Средняя оценка: 4.3
Всего получено оценок: 251.
А какая ваша оценка?
5 Закон Ома для участка цепи с.
..Привет, Вы узнаете про закон ома для участка цепи, Разберем основные ее виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое закон ома для участка цепи, закон ома, обобщенный закон ома , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Теоретические основы электротехники.
Закона Ома для участка цепи с источником ЭДС (обобщенный закон ома ),
Формула (1.12а) представляет собой закон ома для участка цепи (схемы) с ЭДС (
обобщенный закон ома ).
Если в результате расчета по (1.12а) для тока получается отрицательное значение, то это значит, что действительное направление тока не совпадает с выбранным положительным направлением (противоположно произвольно выбранному направлению).
Для напряжения между любыми точками цепи также может быть произвольно выбрано положительное направление.
Для ЭДС источников напряжения и токов источников тока, если их действительные направления не известны, также выбираются произвольные положительные направления, которые указывают двойными индексами или обозначают стрелками.
На участках схемы с пассивными элементами положительные направления напряжения и тока будем всегда выбирать совпадающими. В этом случае отдельную стрелку для напряжения можно и не ставить.
Возьмем два участка цепи a—bи c—d (см. рис. 1) и составим для них уравнения в комплексной форме с учетом указанных на рис. 1 положительных направлений напряжений и токов.
Объединяя оба случая, получим
| (1) |
или для постоянного тока
. |
(2) |
Формулы (1) и (2) являются аналитическим выражением закона Ома для участка цепи с источником ЭДС, согласно которому ток на участке цепи с источником ЭДС равен алгебраической сумме напряжения на зажимах участка цепи и ЭДС, деленной на сопротивление участка. В случае переменного тока все указанные величины суть комплексы. При этом ЭДС и напряжение берут со знаком “+”, если их направление совпадает с выбранным направлением тока, и со знаком “-”, если их направление противоположно направлению тока.
Основы символического метода расчета цепей синусоидального тока.
Расчет цепей переменного синусоидального тока может производиться не только путем построения векторных диаграмм, но и аналитически – путем операций с комплексами, символически изображающими синусоидальные ЭДС, напряжения и токи. Достоинством векторных диаграмм является их наглядность, недостатком – малая точность графических построений. Применение символического метода позволяет производить расчеты цепей с большой степенью точности.
Символический метод расчета цепей синусоидального тока основан на законах Кирхгофа и законе Ома в комплексной форме.
Уравнения, выражающие законы Кирхгофа в комплексной форме, имеют совершенно такой же вид, как и соответствующие уравнения для цепей постоянного тока. Только токи, ЭДС, напряжения и сопротивления входят в уравнение в виде комплексных величин.
1. Первый закон Кирхгофа в комплексной форме:
| . | (3) |
2. Второй закон Кирхгофа в комплексной форме:
| (4) |
или применительно к схемам замещения с источниками ЭДС
| . | (5) |
3. Соответственно матричная запись законов Кирхгофа в комплексной форме имеет вид:
§ первый закон Кирхгофа:
| . ; | (6) |
§ второй закон Кирхгофа
. |
(7) |
Пример.
Дано:
Рис. 2
| Определить: 1) полное комплексное сопротивление цепи ; 2) токи |
Решение:
1. .
2. .
3.
.
4. Принимая начальную фазу напряжения за нуль, запишем:
.
Тогда
.
5. Поскольку ток распределяется обратно пропорционально сопротивлению ветвей (это вытекает из закона Ома), то
6. .
7. Аналогичный результат можно получить, составив для данной схемы уравнения по законам Кирхгофа в комплексной форме
или после подстановки численных значений параметров схемы
Специальные методы расчета
Режим работы любой цепи полностью характеризуется уравнениями, составленными на основании законов Кирхгофа .
Об этом говорит сайт https://intellect.icu . При этом необходимо составить и решить систему с n неизвестными, что может оказаться весьма трудоемкой задачей при большом числе n ветвей схемы. Однако, число уравнений, подлежащих решению, может быть сокращено, если воспользоваться специальными методами расчета, к которым относятся методы контурных токов и узловых потенциалов.
Метод контурных токов
Идея метода контурных токов: уравнения составляются только по второму закону Кирхгофа, но не для действительных, а для воображаемых токов, циркулирующих по замкнутым контурам, т.е. в случае выбора главных контуров равных токам ветвей связи. Число уравнений равно числу независимых контуров, т.е. числу ветвей связи графа . Первый закон Кирхгофа выполняется автоматически. Контуры можно выбирать произвольно, лишь бы их число было равно и чтобы каждый новый контур содержал хотя бы одну ветвь, не входящую в предыдущие. Такие контуры называются независимыми. Их выбор облегчает использование топологических понятий дерева и ветвей связи.
Направления истинных и контурных токов выбираются произвольно. Выбор положительных направлений перед началом расчета может не определять действительные направления токов в цепи. Если в результате расчета какой-либо из токов, как и при использовании уравнений по законам Кирхгофа, получится со знаком “-”, это означает, что его истинное направление противоположно.
Пусть имеем схему по рис. 3.
Выразим токи ветвей через контурные токи:
;
; ;
; .
Обойдя контур aeda, по второму закону Кирхгофа имеем
.
Поскольку ,
то
.
Таким образом, получили уравнение для первого контура относительно контурных токов. Аналогично можно составить уравнения для второго, третьего и четвертого контуров:
совместно с первым решить их относительно контурных токов и затем по уравнениям, связывающим контурные токи и токи ветвей, найти последние.
Однако данная система уравнений может быть составлена формальным путем:
При составлении уравнений необходимо помнить следующее:
— сумма сопротивлений, входящих в i-й контур;
— сумма сопротивлений, общих для i-го и k-го контуров, причем ;
члены на главной диагонали всегда пишутся со знаком “+”;
знак “+” перед остальными членами ставится в случае, если через общее сопротивление i-й и k- й контурные токи проходят в одном направлении, в противном случае ставится знак “-”;
если i-й и k- й контуры не имеют общих сопротивлений, то ;
в правой части уравнений записывается алгебраическая сумма ЭДС, входящих в контур: со знаком “+”, если направление ЭДС совпадает с выбранным направлением контурного тока, и “-”, если не совпадает.
В нашем случае, для первого уравнения системы, имеем:
Следует обратить внимание на то, что, поскольку , коэффициенты контурных уравнений всегда симметричны относительно главной диагонали.
Если в цепи содержатся помимо источников ЭДС источники тока, то они учитываются в левых частях уравнений как известные контурные токи: k- й контурный ток, проходящий через ветвь с k- м источником тока равен этому току .
Метод узловых потенциалов
Данный метод вытекает из первого закона Кирхгофа. В качестве неизвестных принимаются потенциалы узлов, по найденным значениям которых с помощью закона Ома для участка цепи с источником ЭДС затем находят токи в ветвях. Поскольку потенциал – величина относительная, потенциал одного из узлов (любого) принимается равным нулю. Таким образом, число неизвестных потенциалов, а следовательно, и число уравнений равно , т.е. числу ветвей дерева .
Пусть имеем схему по рис. 4, в которой примем .
Допустим, что и известны.
Тогда значения токов на основании закона Ома для участка цепи с источником ЭДС
Запишем уравнение по первому закону Кирхгофа для узла а:
и подставим значения входящих в него токов, определенных выше:
.
Сгруппировав соответствующие члены, получим:
.
Аналогично можно записать для узла b:
.
Как и по методу контурных токов, система уравнений по методу узловых потенциалов может быть составлена формальным путем. При этом необходимо руководствоваться следующими правилами:
1. В левой части i-го уравнения записывается со знаком “+”потенциал i-го узла, для которого составляется данное i-е уравнение, умноженный на сумму проводимостей ветвей, присоединенных к данному i-му узлу, и со знаком “-”потенциал соседних узлов, каждый из которых умножен на сумму проводимостей ветвей, присоединенных к i-му и k-му узлам.
Из сказанного следует, что все члены , стоящие на главной диагонали в левой части системы уравнений, записываются со знаком “+”, а все остальные – со знаком “-”, причем .
Последнее равенство по аналогии с методом контурных токов обеспечивает симметрию коэффициентов уравнений относительно главной диагонали.
2. В правой части i-го уравнения записывается так называемый узловой ток , равный сумме произведений ЭДС ветвей, подходящих к i-му узлу, и проводимостей этих ветвей. При этом член суммы записывается со знаком “+”, если соответствующая ЭДС направлена к i-му узлу, в противном случае ставится знак “-”. Если в подходящих к i-му узлу ветвях содержатся источники тока, то знаки токов источников токов, входящих в узловой ток простыми слагаемыми, определяются аналогично.
В заключение отметим, что выбор того или иного из рассмотренных методов определяется тем, что следует найти, а также тем, какой из них обеспечивает меньший порядок системы уравнений. При расчете токов при одинаковом числе уравнений предпочтительнее использовать метод контурных токов, так как он не требует дополнительных вычислений с использованием закона Ома.
Метод узловых потенциалов очень удобен при расчетах многофазных цепей, но не удобен при расчете цепей со взаимной индуктивностью.
Контрольные вопросы и задачи
1. В ветви на рис. 1 . Определить ток .
Ответ: .
2. В чем заключается сущность символического метода расчета цепей синусоидального тока?
3. В чем состоит сущность метода контурных токов?
4. В чем состоит сущность метода узловых потенциалов?
5. В цепи на рис. 5 ; ;
; . Методом контурных токов определить комплексы действующих значений токов ветвей.
Ответ: ; ; .
6. В цепи на рис. 6 . Рассчитать токи в ветвях, используя метод узловых потенциалов.
Ответ: ; ; ; ; ; ; .
См. также
- метод кирхгофа , закон кирхгофа ,
- теорема тевенена ,
- теорема нортона ,
В общем, мой друг ты одолел чтение этой статьи об закон ома для участка цепи. Работы в переди у тебя будет много.
Смело пишикоментарии, развивайся и счастье окажется в ваших руках.
Надеюсь, что теперь ты понял что такое закон ома для участка цепи, закон ома, обобщенный закон ома
и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания,
то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории
Теоретические основы электротехники
Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.
Калькулятор закона Ома— ezcalc.me
Этот универсальный онлайн-калькулятор закона Ома выполняет расчеты в соответствии с формулой, используемой для расчета соотношения между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи. Также рассчитывается электрическая мощность, производимая током в этой цепи. Вы можете ввести значения любых двух известных параметров в поля ввода этого калькулятора и найти два недостающих параметра.
В = I·R, P = V·I
Напряжение (В): мкВмВВкВМВ
Ток (I): мкАмАкАМА
Сопротивление (R): ОмкОмМОм
7 Мощность (P8):
7Формула закона Ома
Закон Ома для участка цепи гласит, что электрический ток на участке цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален электрическому сопротивлению этого участка цепи.
Математическое уравнение, описывающее эту зависимость, называется формулой закона Ома:
$$I = \frac{V}{R},$$
где
\(I\) — ток в амперах (А),
\(В\) — напряжение в вольтах (В),
\(R\) — сопротивление в единицах Ом (Ом).
Закон Ома верен для цепей, содержащих только резистивные элементы без конденсаторов или катушек индуктивности. Фактически, закон Ома гласит, что электрическое сопротивление постоянно и не зависит от силы тока. Проводники, для которых соблюдается закон Ома, называются омическими.
Закон Ома — эмпирическое соотношение, хорошо описывающее наиболее распространенные типы проводников в приближении низких частот, плотностей тока и напряженностей электрического поля, но не соблюдаемое в ряде ситуаций.
Закон Ома может не соблюдаться:
• при высоких частотах,
• при низких температурах для сверхпроводников,
• при сильном нагреве проводника протекающим током,
• в неоднородных материалах.
Электроэнергия
Электроэнергия – это скорость, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи. Единицей мощности в системе СИ является ватт (Вт), 1 Вт = 1 Дж/с.
Скорость, с которой сопротивление в цепи преобразует электрическую энергию в тепло, определяется законом Джоуля. Электрическая мощность, обычно обозначаемая буквой \(P\), производимая электрическим током \(I\), проходящим через разность электрических потенциалов (напряжений) \(V\), описывается следующей формулой:2}{R}.$$
Колесо формул закона Ома
Комбинация закона Ома и закона Джоуля дает нам 12 формул, в которых известны 2 из 4 переменных.
Сводка всех формул для этих законов содержится в так называемом колесе формул закона Ома.
Колесо, представленное здесь, является удобным инструментом для расчетов. Чтобы использовать его, просто выберите квадрант, соответствующий переменной, которую вы хотите рассчитать, затем выберите сегмент, соответствующий переменным, значения которых вы знаете, и вы получите необходимую формулу для расчета.
Именно эти формулы заложены в наш Калькулятор Закона Ома, использование которого делает любой расчет за считанные секунды.
Связанные калькуляторы
Ознакомьтесь с другими нашими физическими калькуляторами, такими как Work Calculator.
Формула закона Ом – электрические расчеты
» Домашняя электропроводка
» Справочник по электропроводке
» Схемы электропроводки в жилом доме
» Электропроводка в жилых домах: руководство по домашней электропроводке
» Нужна помощь по электрике? Получите быстрый ответ! Спросите электрика
| Дэйв Ронджи Резюме: Формула закона Ома и как она используется для определения электрических нагрузок в ваттах, вольтах и амперах.  Закон Ома очень полезен, чтобы помочь нам понять размеры электрических цепей для домашней электрической системы. |
Узнайте, чем делятся другие, по адресу Спросите электрика:
Этот веб-сайт очень подробный, очень помогает. Бренда из Дикинсона, Техас
Базовая формула закона сопротивления для расчета электропроводки
Видео по электромонтажу Установка выключателя блокировки генератора ПРИМЕЧАНИЕ. Список всех моих полезных видео Отображается в конце этого видео Так что продолжайте смотреть, а я помогу вам подключить правильно! Расчеты по закону Ома для электротехники
Использование закона Ома позволяет получить информацию, необходимую для понимания того, как проектировать электрические цепи.
Эта формула работает с тремя основными переменными и, в зависимости от того, что известно, может дать отсутствующий коэффициент, необходимый для определения размера цепи.
Закон Ома также используется при проектировании приборов и создании электрического оборудования и устройств.
стиль=»очистить: слева»>
| Пример: Схема микроволновой печи | |
| Планирование схемы: Устройство ________________ Вольт _________________ Ампер ________________ Количество ______________ Размер цепи Ампер ______ Размер провода ____________ См. таблицу размеров провода | Формула закона Ома для преобразования ватт: (пересчет ватт в ампер) ватт/вольт x количество = *общее количество ампер. * Примечание. Сюда не входят коэффициент мощности или падение напряжения (длина провода). Зная номинальную мощность цепи в амперах, расчет по закону Ома не требуется. |
Знакомство с маркировкой электрооборудования и приборов |
Преобразование ватт в киловатт/часВопрос: Не подскажете, как перевести ватты в киловатты/часы? Ответ Дэйва: Исходя из этого, если 6000 ватт энергии потребляются в течение одного часа, то это будет 6000 ватт в час. Счетчик ватт-часов измеряет, сколько ватт электроэнергии потребляется в час.
Счета за электроэнергию часто включают период пикового спроса, когда наибольшее количество электроэнергии потребляется за один час. |
Если этот высокий спрос на электроэнергию приходится на период пикового спроса в течение дня, это может повлиять на счет за электроэнергию, что приведет к его удорожанию. Если большое количество электроэнергии потребляется в периоды непикового спроса в течение дня, то счета за электроэнергию могут быть не такими дорогостоящими.
|
| |||||||
Самый безопасный способ проверки электрических устройств и идентификации электрических проводов! Бесконтактный электрический тестер Самый быстрый способ проверить неисправность электропроводки! Тестер розеток Снимите изоляцию проводов, не надрезая и не повреждая электрический провод! Инструмент для зачистки проводов и кусачки стиль=»очистить: слева»> | ||
Это бесконтактный тестер, который я использую для простого определения напряжения в кабелях, шнурах, автоматических выключателях, осветительных приборах, выключателях, розетках и проводах. Просто вставьте конец тестера в розетку, патрон лампы или приложите конец тестера к проводу, который вы хотите проверить. Очень удобный и простой в использовании.style=»clear: left»>
style=»clear: left»>
|
|
Очень удобный и простой в использовании.
Этот удобный инструмент имеет множество применений:
Калибры проводов показаны сбоку инструмента, чтобы вы знали, какой слот использовать для зачистки изоляции.
Конец инструмента можно использовать для захвата и сгибания провода, что удобно для крепления провода к винтовым клеммам выключателей и розеток.| Обучение электромонтажу Обучающие видеоролики по электромонтажу |
| |
| » Как ПРАВИЛЬНО подключить!« Проводите уверенно! Полностью иллюстрированный Мгновенная загрузка Теперь вы можете Проводите как профессионал! |
Последние отзывы Я думаю, что ваш сайт предлагает самую четкую и лучшую информацию об электротехнике для домовладельцев, которую я когда-либо видел в сети.  |