Как определить напряжение на участке электрической цепи с постоянным током, закон Ома для участка цепи без ЭДС и содержащего ЭДС

Под напряжение на участке электрической цепи имеется ввиду разность потенциалов на крайних точках участка.

Определение напряжения на участке электрической цепи без ЭДС

На рисунке 1 показан участок цепи, где крайние точки обозначены при помощи букв a и b. Постоянный электрический ток I протекает к точке b от точки a, где точке a соответствует более высокий потенциал ϕ_a, а точке b более низкий потенциал ϕ_b. Потенциал ϕ_a можно определить по формуле:

Рис. 1. Участок цепи без ЭДС.

Напряжение между этими точками:

В итоге мы имеем:

Разность потенциалов, присутствующую на концах сопротивления, обычно называют падением напряжения на сопротивлении.

Указываемое на рисунках при помощи стрелки положительное направление падения напряжения на участке электрической цепи, то есть направление отсчёта напряжения, совпадает с положительным направление для отсчёта электрического тока, который течёт по сопротивлению.

При этом положительное направление для отсчёта тока является совпадающим с положительным направление для нормали к поперечному сечению проводника в случае определения электрического тока по формуле:

dS – элемент площади поперечного сечения;
δ – плотность электрического тока.

Определение напряжения на участке электрической цепи, содержащем ЭДС

На рисунках 2 и 3 можно увидеть участки цепей, где протекает постоянный электрический ток I. Определим напряжение (разность потенциалов) между точками a и c.

Рис. 2. Участок цепи, содержащей ЭДС. Перемещение против ЭДС.

Рис. 3. Участок цепи, содержащей ЭДС. Перемещение согласно ЭДС.

Попробуем выразить через потенциал тоски c потенциал точки a. Для случая на рисунке 2, перемещение к точке b от точки c происходит встречно ЭДС, и потенциал на точке b меньше, чем на точке c на величину ЭДС:

Для случая на рисунке 3, перемещение к точке b от точки c происходит согласно с ЭДС и потенциал на точке b больше, чем на точке c на величину ЭДС:

По причине того, что электрический ток течёт к более низкому потенциалу от более высокого по участку электрической цепи, где нет источника ЭДС, потенциал для точки a получается больше, чем потенциал точки b, на величину, равную падению напряжения на сопротивлении:

Для рисунка 2 мы имеем:

Для рисунка 3 мы имеем:

В случае положительного направления для напряжения U_ac, его показывают стрелкой, направленной от точки a к c. Так как U_ca=ϕ_c–ϕ_a, то U_ca=–U_ac. Иными словами, смена чередования индексов соответствует изменению знака напряжения. Само напряжение может быть как положительным, так и отрицательным.

Закон Ома для участка цепи без ЭДС

Закон Ома для участка цепи без ЭДС показывает связь между напряжением и постоянным током на данном участке.

Для рисунка 1:

Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС

Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС, даёт возможность найти электрический ток на этом участке, используя разность потенциалов на концах участка ϕ_c–ϕ_c и ЭДС этого участка.

Для рисунка 2:

Для рисунка 3:

Для общего случая:

Последнее уравнение выражает математически закон Ома для участка цепи с ЭДС, при этом знак плюс соответствует ситуации на рисунке 2, знак минус – на рисунке 3.

Карликовые светодиодные светофоры какие бывают светофоры.

‎App Store: Электрическая цепь и формулы

Описание

Удобный способ понять основы электротехники. С нашим приложением Вы сможете легко рассчитать ток в цепи.

ШАБЛОНЫ
1. Выберите тип электрической цепи.
2. Задайте известные величины, чтобы найти неизвестные.
3. Получите мгновенный результат!

РЕДАКТОР СХЕМ
1. Соедините в цепь последовательно / параллельно несколько элементов.
2. Рассчитайте необходимые параметры

ОКНО ИНФОРМАЦИИ
Обозначения элементов и единицы измерения

Полезное приложение для развития мышления и внимания, а также для подготовки к тестам и экзаменам по физике.

Настало время увидеть, как работает электрическая цепь!

Политика конфиденциальности: http://improvisionapps.com/privacy
Пользовательское соглашение: https://improvisionapps.com/tos

«>21 апр. 2022 г.

Версия 2.9.7

Мы исправили небольшие ошибки, которые могли доставить неудобства при использовании приложения. Эта версия — лучшая версия для вас.

Оценки и отзывы

Оценок: 7

Прошу вас,доработайте приложение!

Из плюсов:
— приятный интерфейс
— в перспективе это может быть даже как песочница для любителей физики
-очень интересная задумка(это пили круто,что все радиоприборы можно собрать на интерактивной схеме)

Из минусов:
— противнейшая реклама
-мало радиодеталей,нет даже возможности докупить их

Вывод: доработайте приложение! Если вы его сделаете полноценным,то его даже можно продавать. А так есть ощущение,что это тупо демоверсия

Здравствуйте, Константин недовольный! Большое спасибо за Ваш отзыв. Мы стараемся делать приложение лучше с каждым обновлением, и нам еще есть, над чем работать, это совершенно точно. Будем совершенствоваться. С уважением, команда AM Labs

Отзыв

Я присоединяюсь к отзывам: Из плюсов очень приятный интерфейс, и задумка очень интересная на первый взгляд, НО когда я зашёл в приложение, то сразу все мои ожидания развеялись, во-первых очень мало схем(и я не про готовые, а про те которые можно редактировать под себя), во-вторых(что меня просто меня повергло в шок) нет даже элементарных(школьных) элементов цепей(например: диод, реостат и т.д.), в третьих, до безобразия много рекламы, «каждое действие» сопровождается рекламой Пожалуйста, разберитесь с приложением!!! Я ни в коем случае не гноблю приложение, просто очень обидно, что такая задумка не реализовывается в полную!

Здравствуйте! Благодарим вас за поддержку и конструктивную критику. Мы собираем обратную связь о приложении для того, чтобы сделать его более полезным для пользователей, и приняли во внимание все ваши замечания. Мы обязательно обновим функционал приложения в следующих обновлениях! Искренне ваши, Improvision.

Отстой

Сделайте нормальный продукт а потом ставьте ценник.

Кроме того что ничего толком из инструментов нет так ещё и Реклама работать не даёт.
Удалил через 5 минут после установки.
ЛАЖА ПОЛНАЯ

Подписки

Физика Для Студентов: Схемы

Новые шаблоны электрических цепей для расчета

Пробная подписка

Разработчик Improvision указал, что в соответствии с политикой конфиденциальности приложения данные могут обрабатываться так, как описано ниже. Подробные сведения доступны в политике конфиденциальности разработчика.

Не связанные с пользова­телем данные

Может вестись сбор следующих данных, которые не связаны с личностью пользователя:

• Геопозиция
• Идентифика­торы
• Данные об использова­нии
• Диагностика
• Другие данные

Конфиденциальные данные могут использоваться по-разному в зависимости от вашего возраста, задействованных функций или других факторов. Подробнее

Информация

Провайдер

IMPROVIZHN, OOO

Размер

130,8 МБ

Категория

Образование

Возраст

4+

Copyright

© Improvision

Цена

Бесплатно

• Поддержка приложения
• Политика конфиденциальности

Другие приложения этого разработчика

Вам может понравиться

Электрические формулы — GeeksforGeeks

Электричество — неотъемлемая часть нашей жизни. В нашей повседневной жизни нам нужно электричество для освещения, вентиляторов, кондиционеров, компьютеров и т. д. Итак, что такое электричество? Поток заряда через проводник называется электричеством. Заряд обычно течет от положительной клеммы (анода) к отрицательной клемме (катоду). Чтобы лучше понять концепцию электричества, нам нужно понять различные основные параметры, такие как напряжение, ток, сопротивление и проводимость, а также взаимосвязь между ними.

Ток

Электрический ток обычно определяется как скорость, с которой заряженные частицы проходят через проводник. Ток измеряется в амперах, где 1 ампер определяется как 1 кулон заряда, проходящего через поперечное сечение каждую 1 секунду.

Ток (I) = Q/t

Где Q — заряд,

и T — затраченное время.

Напряжение

Сила, которая заставляет электрический заряд двигаться, называется напряжением. Проще говоря, напряжение определяется как разность потенциалов на единицу заряда между двумя точками. Измеряется в вольтах (В).

Напряжение (В) = Вт/Q

Где W — выполненная работа,

и Q — электрический заряд.

Мы также можем рассчитать напряжение, используя закон Ома.

Напряжение (В) = IR

Где I — ток, протекающий по цепям,

, а R — сопротивление электрической цепи.

Сопротивление

Свойство проводника сопротивляться протеканию через него электрического тока называется сопротивлением. Резистор — это компонент цепи, который противодействует протеканию тока в цепи. Сопротивление проводника зависит от природы материала, из которого изготовлен этот проводник, его длины и площади поперечного сечения, и измеряется в омах (Ом).

Сопротивление проводника (R) прямо пропорционально его длине (l) и обратно пропорционально площади его поперечного сечения (A).

Итак, R ∝ l и R ∝ 1/A

⇒ R ∝ l/A

⇒ R = ρ l/A

Где ρ — удельное сопротивление проводника, которое зависит от материала проводника.

Сопротивление (R) = ρl/A

Где ρ — удельное сопротивление проводника,

l — длина проводника,

и A — площадь поперечного сечения проводника

Мощность

В электрической цепи скорость передачи электрической энергии в единицу времени определяется как электрическая мощность. Он измеряется в ваттах (Вт) и математически представляется как произведение разности потенциалов и силы тока.

Мощность (P) = VI

Где V — напряжение или разность потенциалов,

и I — электрический ток.

Из закона Ома имеем В = IR

Итак, мощность (P) = IR × I = I ² R

I = V/R

Итак, P = V ² /R

Power (P) = I ² R

(OR)

Power (P) = V ² /R

Где,

I. сопротивление,

В напряжение.

Проводимость

Электропроводностью вещества называют меру передачи электрического тока через него. При заданной разности потенциалов плотность тока вещества высока, если велика электропроводность вещества. Он обозначается «σ» и измеряется в сименсах на метр (Sm ^-1 ).

Проводимость (σ) = 1/ρ

Где ρ – удельное сопротивление.

Примеры задач:

Задача 1. Рассчитайте количество заряда, протекающего через электрическую лампу, если лампа потребляет ток 1 А и горит 6 часов.

Решение:

Данные,

Ток (I) = 2 А

Время (t) = 6 ч0003

Заряд (Q) = I × t

Q = 2 × 21600 = 43200 Кл

Следовательно, количество заряда, протекающего через электрическую лампу, равно 43200 Кл.

цепь с напряжением 15 В и сопротивлением 45 Ом?

Решение:

Данные,

Разность потенциалов (В) = 15 В

Сопротивление (R) = 45 Ом

Мы знаем, что,

Мощность8 /R

P = (15) ² /45 = 225/45

P = 5 Вт

Следовательно, мощность, вырабатываемая данной схемой, равна 5 Вт.

Задача 3. Определить величину тока, протекающего через коробку с электроутюгом, если она имеет разность потенциалов 250 В и сопротивление 80 Ом.

Решение:

Данные,

Разность потенциалов (В) = 250 В

Сопротивление (R) = 80 Ом

Мы знаем, что,

Ток (I) = V/R

I = 250/80 = 3,125 A

Следовательно, сила тока, протекающего через электрическую железную коробку, равна 3,125 A.

резистор с разностью потенциалов 12 В, излучающий тепло и производящий тепловую энергию мощностью 6 Вт.

Решение:

Данные,

Разность потенциалов (В) = 12 В

Мощность (P) = 6 Вт

Мы это знаем,

Мощность (P) = В ² /R

⇒ R = В ² /P

⇒ R = (12) ² /6 = 144/6

⇒ R = (12) ² /6 = 144/6

⇒ R = 144/6

⇒ Следовательно, значение сопротивления резистора равно 24 Ом.

Задача 5. Сколько энергии потребляет инвертор, если батарея инвертора работает при напряжении 24 В и потребляет ток 0,4 А?

Решение:

Приведенные данные,

Разность потенциалов (В) = 24 В

Ток (I) = 0,4 А

Мы знаем, что

Мощность (P) = VI

⇒ P = 24 × 0,4 = 9,6 Вт

Следовательно, мощность, потребляемая инвертором, равна 9,6 Вт

2

2 Задача 6. Каково удельное сопротивление проводника, если его сопротивление 10 Ом, длина 3 м, а площадь 3,5 мм ² ?

Решение:

Приведенные данные,

Сопротивление (R) = 10 Ом

Площадь проводника (A) = 3,5 мм ² = 3,5 × 10 ^-6 м ²

Длина проводника (l) = 3 м

Мы знаем, что

Сопротивление (R) = ρl/A

Удельное сопротивление (ρ) RA/l

ρ = (10 х 3,5 х 10 ^-6 )/(3)

ρ = 11,67 х 10 ^-6 Ом-м

Отсюда удельное сопротивление равно 11,67 х 10 ^{— 6 9009 Ом-м.}