Site Loader

Содержание

как записывают и формулируют закон ома для однородного участка цепи постоянного тока

Задаю просто супер странный вопрос. Смотрите. 1 кубометр воздуха весит 1.293кг. Но тогда почему мы, вдыхая воздуха, остаёмся на плаву, если должны нао … борот тонуть? Ответ давайте полный и с доказательствами.

7класс физика помогите !!! 1. Гоночная машина летит со скоростью 360 км / ч. А скорость вращения Земли вокруг Солнца в 300 раз выше. На основании этих … данных найдите длину орбиты Земли. 3. Какова скорость реки, если грузовое судно проходит определенное расстояние по реке со скоростью 600 км / сутки, а против агаски — со скоростью 336 км / сутки? ​

Зроби висновок про швидкість тіла під час рівномірного прямолінійного руху.​

Під час обчислення якої величини фізичне тіло можна вважати матеріальною точкою?1.Висоти,на яку піднявся стратостат.2.Об’єму залізної кульки.3.швидкос … ті руху Нептуна навколо Сонця.4.часу,за який мандрівник здійснив навколосвітню подорож.5.відстані,яку подолала людина під час подорожі навколо Землі.​

Определите общее сопротивление цепи, изображенной на рисунке. сопротивления резисторов равны соответственно R1 = 1 Ом, R2 = 3 Ом, R3 = 4 Ом и R4 = 6 О … м.

при переливание жидкости из сосуда с пределом измерения 200мл в мензурку пределом измерений 100 мл объем жидкости​

Проволока длиной 400 см и сечением 0,5мм2 имеет сопротивление 10,4 ом. Определить питомний сопротивление вещества.(Дріт довжиною 400 см і перетином 0, … 5мм2 має опір 10,4 ом. визначити питомний опір речовини-перевод на укр.язык.) Помогите пожалуйста.​

визначте об’єм тіла яке піднімають на висоту 2м прикладаючи роботу 360000 дж густина тіла 8000 кг/м3

помогите пожалуйста разобраться!!!!​

Заключительный этап 2019 г. Задача 4. Мост В электрической цепи, содержащей источник постоянного тока I на двух одинаковых резисторах выделяется мощно … сть P = 0,5 Вт, а на двух других мощности 2P и Px. При этом, через идеальный ампер- метр протекает ток силой IA = 25 мА. Определите значение мощности Px, сопротивления всех резисторов и напряжения на них. Найдите значение I источника.2P P Примечание: источником постоянного тока называют активный элемент электрической цепи, через который протекает ток силой I, при подклю- чении к нему резисторов с различными в широком диапазоне сопротивле- ниями.

Закон Ома для участка цепи

В предыдущих параграфах были рассмотрены три величины, с которыми мы имеем дело во всякой электрической цепи, —

это сила тока, напряжение и сопротивление. Эти величины связаны между собой. Зависимость силы тока от напряжения мы уже установили. В этом параграфе на основании опытов было показано, что сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, или, что-то же, на концах участка цепи; так как проводник является частью (участком) электрической цепи.

В описанных опытах сопротивление проводника (участка цепи) не менялось, менялось только напряжение на его концах. Поэтому можно сказать, что сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется.

Чтобы ответить на вопрос, как зависит сила тока в цепи от сопротивления, обратимся к опыту.

На рисунке 259 изображена электрическая цепь, источником тока в которой является аккумулятор. В эту цепь по очереди включают проводники, обладающие различными сопротивлениями. Напряжение на концах проводника во время опыта поддерживается постоянным. За этим следят по показаниям вольтметра. Силу тока в цепи измеряют амперметром.

Ниже в таблице приведены результаты опытов с тремя различными проводниками:

В первом опыте сопротивление проводника 1 Ом и сила тока в цепи 2 А. Сопротивление второго проводника 2 Ом, т. е. в два раза больше, а сила тока в два раза меньше.

И наконец, в третьем случае сопротивление цепи увеличилось в четыре раза и во столько же раз уменьшилась сила тока. Заметим, что напряжение на концах проводников во всех трех опытах было одинаковое, равное 2 В. На рисунке 260 изображен график зависимости силы тока от сопротивления проводника при одном и том же напряжении на его концах. На этом графике по горизонтальной оси в условно выбранном масштабе отложены сопротивления проводников в омах, по вертикальной — сила тока в амперах.

Обобщая результаты опытов, приходим к выводу: при одинаковом напряжении на концах проводника сила тока обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка называется законом Ома по имени немецкого ученого Ома, открывшего этот закон в 1827 г.

Закон Ома читается так:  сила тона в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению:

сила тока = напряжение/сопротивление

Введем буквенные обозначения величин: U — напряжение, I — сила тока, R — сопротивление — и запишем закон Ома в виде формулы:

I = U/R

Закон Ома — один из основных физических законов.

Пример 1. Напряжение в сети 220 В, а сопротивление спирали лампы 440 Ом, Рассчитать силу тока в электрической лампе.

Ом Георг (1 787—1854) — немецкий физик. Он открыл теоретически и подтвердил на опыте закон, выражающий связь между силой тока в цепи, напряжением и сопротивлением.

Пример 2. Сила тока в спирали электрической плитки 5 А, сопротивление спирали 44 Ом. Определить напряжение, под которым находится спираль.

Пример 3. Напряжение на концах участка цепи 4,5 В, сила тока в цепи 0,3 А. Рассчитать сопротивление участка цепи.

Вопросы. 1. О связи, каких трех электрических величин говорится в законе Ома? 2. Как формулируется закон Ома? 3. Как математически выразить закон Ома? 4. Как выразить напряжение на концах участка цепи через силу тока и сопротивление участка? 5. Как выразить сопротивление цепи через напряжение и силу тока?

Упражнения. 1. Напряжение на зажимах электрического утюга 220В, сопротивление нагревательного элемента утюга 50 Ом. Чему равна сила тока в цепи? 2. Сила тока в спирали электрической лампы 0,7 А, сопротивление лампы 310 Ом. Определите напряжение, под которым горит лампа. 3. Каким сопротивлением обладает вольтметр, рассчитанный на 150 В, если сила тона в нем не должна превышать 0,01 А?

4. Используя приведенные ниже табличные данные, изобразите графически зависимость силы тока от сопротивления при постоянном напряжении, равном 10 В. По горизонтальной оси в выбранном масштабе откладывайте сопротивление, а по вертикальной оси — силу тока. 5. Определите по графику (рис. 257) сопротивление проводника. 6. На рисунке 261 изображены графики зависимости силы тока от напряжения для двух проводников А ив. Какой из этих проводников обладает большим сопротивлением? Определите сопротивление каждого из проводников.

Урок 42 Тема « Закон Ома для участка электрической цепи» Цели

Урок 42

Тема: « Закон Ома для участка электрической цепи»

Цели: установить зависимость между силой тока, напряжением на однородном участке электрической цепи и сопротивлением этого участка.

Демонстрация: зависимость силы тока от сопротивления проводника при постоянном напряжении; зависимость силы тока от напряжения при постоянном сопротивлении участка цепи.

Ход урока

  1. Проверка домашнего задания

Карточка 1

  1. Кусок медной проволоки разрезали пополам. Изменилось ли сопротивление проволоки? Во сколько раз?

  2. Размеры медного и железного проводов одинаковы. Сопротивление какого провода больше?

Карточка 2

  1. Имеются две проволоки одинакового сечения и длины. Одна проволока – из меди, другая – из никелина. Какая из них имеет большее сопротивление? Почему? Во сколько раз?

  2. Удельное сопротивление нихрома 1,1. Что это значит? Каково сопротивление проволоки длиной 1 м и поперечным сечением 10 мм2.

Карточка 3

  1. Чему равно сопротивление 100м медного провода сечением 1 мм2?

  2. Сколько метров никелинового провода сечением 0,1 мм2потребуется для изготовления реостата сопротивлением 180 Ом?

Карточка 4

  1. какой проводник представляет большее сопротивление для постоянного тока: медный сплошной стержень или медная трубка, имеющая внешний диаметр, равный диаметру стержня? Длину обоих проводников считать одинаковой.

  2. Шнур телефонной трубки состоит из 20 медных проволочек сечением 0,05мм2 каждая. Определите сопротивление 5 м такого шнура.

  3. Как определить длину изолированного медного провода, свернутого в большой моток, не разматывая его?

  1. Что понимают под удельным сопротивлением проводника? Напишите формулу для расчета сопротивления проводника.( ρ = (), удельным сопротивлением проводника называется сопротивление, которым обладает данный проводник длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м

    2.)

  2. В каких единицах выражают удельное сопротивление проводника? ().

  3. Объясните зависимость сопротивления проводника от его длины и площади поперечного сечения? (Более длинный проводник имеет большое сопротивление , т. е. сопротивление прямо пропорционально его длине; проводник с меньшей площадью поперечного сечения также обладает большим сопротивлением, т.е. сопротивление проводника обратно пропорционально его площади поперечного сечения).

  4. Назовите причину сопротивления? (Причина сопротивления в том, что электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки, и при этом замедляется их упорядоченное движение).

  5. Что принимают за единицу сопротивления? (За единицу сопротивления принимают такое сопротивление, при котором напряжение на концах проводника 1В, а сила тока в нем – 1 А. Единицу сопротивления называют Омом.

  6. Как на опыте показать что сила тока в цепи зависит от свойств проводника? (Надо собрать цепь, состоящую из вольтметра, амперметра, ключа, источника питания и проводника. При замыкании ключа отмечаем напряжение на вольтметре и силы тока на амперметре. Затем меняем проводник на другой и замечаем, что сила тока меняется при неизменном напряжении на проводнике – это оказывает, что сила тока в цепи зависит от свойств проводника – его сопротивления.

  1. Изучение нового материала

План изложения нового материала

  1. Зависимость силы тока от напряжения и сопротивления.

  2. Закон Ома.

  3. Применение закона Ома.

Электрический ток в цепи – это направленное движение заряженных частиц в электрическом поле. Чем сильнее действие электрического поля на эти частицы, тем больше сила тока в цепи. Но действие электрического поля характеризуется напряжением.

Рассмотрим на опыте зависимость силы тока от напряжения. Собираем цепь, состоящую из источника тока, амперметра, проводника – спирали из никелиновой проволоки, ключа и параллельно подключенного к проводнику вольтметра. Схема такой цепи изображена на рисунке 68 б учебника. При замыкании ключа отмечаем показания напряжения на вольтметре и силы тока на амперметре. Затем увеличиваем напряжение в цепи в два раза подключением к первому источника питания такого же источника питания. При этом замечаем увеличение силы тока в два раза. Если мы увеличиваем напряжение втрое, то и сила тока увеличится также. Таким образом, мы сняли зависимость силы тока от напряжения. То есть сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника. .

Но чтобы ответить на вопрос, как зависит сила тока в цепи от сопротивления собираем цепь, состоящую из источника тока, амперметра, сопротивления, ключа и параллельно подключенного к сопротивлению вольтметра. В эту же цепь поочередно включаются проводники с различными сопротивлениями. При неизменном напряжении измеряем силу тока в различных проводниках. Как показывает опыт она оказывается обратно пропорциональной сопротивлению проводника. То есть сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Результаты этих двух опытов — зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка обобщает и формулирует закон Ома для участка цепи по имени немецкого ученого Георга Ома, открывшего этот закон в 1827 году.

Закон Ома читается так: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению

, I – сила тока в цепи, U – напряжение на этом участке; R – сопротивление участка.

Получаем из закона Ома производные формулы ; U = R ∙ I.

Итак, закон Ома связывает три известные нам величины – сопротивление, силу тока и напряжение.

  1. Закрепление изученного.

Решение задач.

  1. При напряжении 220В сила тока в спирали лампы равна 0,3 А. Какой будет сила тока, если напряжение уменьшится на 10 В?

Дано: U1 = 220В; U2 = 220В – 10 В; I1 = 0,3А. Найти: I2=? R=?

Решение: R = ; I2 = ; I1 – I2 = 0,3А – 0,28А = 0,02А Ответ: на 0,02А

  1. На цоколе электрической лампы написано 3,5В; о,28 А. Что это значит? Найдите сопротивление спирали лампы. R =

  2. Какое напряжение надо создать на концах проводника сопротивлением 20Ом, чтобы в нем возникла сила тока 0,5 А? U = IR = 20Ом ∙ 0,5А = 10В.

  1. Какое напряжение нужно приложить к свинцовой проволоке длиной 2 м, чтобы сила тока в проволоке равнялась 2А? Площадь поперечного сечения проволоки 0,3мм2.

Дано: l = 2 м; I = 2A; S = 0,3 мм2; ρ = 0,21 Найти – U -?

Решение: U = RI. R = ρ ; R = 0,21 ∙; U = 1,4Ом 2А = 2,8А

Ответ: 2,8А.

  1. Домашнее задание

  1. §§42, 44 учебника; вопросы к параграфам.

  2. Выполнить упражнение 19 (2,3,4)

Закон Ома — презентация онлайн

2. Георг Ом

Да, электричество – мой
задушевный друг,
Согреет, развлечет,
прибавит света.
Опыты, проведенные Омом показали, что сила
тока, напряжение и сопротивление – величины,
связанные между собой.

3. Повторение

движущиеся
заряженные частицы
Ампер
Вольт
Электрический ток создают
Единица силы тока
Единица напряжения
Единица сопротивления
Ом
Формула Закона Ома для участка цепи
I=U/R
Сила тока измеряется по формуле
I = q/ t
Прибор для измерения силы тока
Амперметр
Прибор для измерения напряжения
Вольтметр
Прибор, сопротивление которого
можно регулировать
Реостат
последовательно
Амперметр включается в цепь
Формула нахождения сопротивления
За направление тока принято
направление движения
R=ρl/S
положительно заряженных
частиц
При последовательном соединении
проводников общее сопротивление цепи равно
При параллельном соединении проводников
сила тока в цепи…
При параллельном соединении
проводников напряжение в цепи…
С изменением напряжения или силы
тока в цепи сопротивление…
Сумме всех
сопротивлений
Равна сумме
токов
Одинаково на
каждом
проводнике
Не меняется
1.
Вычислите силу тока в спирали электрической
плитки, включенной в сеть с напряжением 220В,
если сопротивление спирали равно 100 Ом.
2. Сила тока , проходящая через нить лампы 0,3 А,
напряжение лампы 6 В. Какое электрическое
сопротивление нити лампы?
3. Сила тока в цепи 2 А, сопротивление резистора 110
Ом. Чему равно напряжение в цепи?

7. Актуализация знаний.

1. Почему раньше удлинитель исправно работал, а
Актуализация знаний.
тут вдруг загорелся?
2. Какое явление произошло?
3. Какой закон необходимо исследовать для
теоретического объяснения данного явления?

8. Вывод 1:Закон Ома для участка цепи:

сила тока в участке цепи прямо
пропорциональна напряжению
на концах этого участка и
обратно пропорциональна его
сопротивлению.

9. Вольт-амперная характеристика проводника

График, выражающий зависимость
силы тока от напряжения, называется
вольт-амперной характеристикой
проводника.

10. Вывод 2:Закон Ома для полной цепи:

• Закон Ома для участка цепи
рассматривает только данный участок
цепи, а закон Ома для полной цепи
рассматривает полное сопротивление всей
цепи.
• Оба закона Ома показывают зависимость
силы тока от сопротивления – чем больше
сопротивление, тем меньше сила тока и
наоборот.

11. Закон Ома для полной цепи

Я брал куски цилиндрической проволоки произвольной
длины из различных материалов и помещал их
поочередно в цепь…
Георг Ом
…открытие Ома было скептически воспринято в научных
кругах. Это отразилось и на развитии науки – скажем, законы
распределения токов в разветвленных цепях были выведены
Г. Кирхгофом лишь двадцать лет спустя, — и на научной
карьере Ома
Вопрос
1. Какие величины
связывает закон Ома?
2. Как формулируется
закон Ома?
3. Напишите формулу
закон Ома
4. Напишите единицы
измерения
5. Вывод
Закон Ома для
участка цепи
Закон Ома для
полной цепи
Любые неэлектростатические силы, действующие на заряженные
частицы, принято называть сторонними силами. Т.о. на заряды
внутри источника, помимо кулоновских, действуют сторонние силы
и осуществляют перенос заряженных частиц против кулоновских.


+
А


е
е

Fст

В
Силы электростатического
происхождения не могут
создать и поддерживать на
концах проводника
постоянную разность
потенциалов
(электростатические силы
– консервативные силы)
происхождения, способные поддерживать разность
потенциалов на концах проводника

16. Закон Ома для полной цепи

Сила тока (А)
I
Сопротивление
нагрузки (Ом)
R r
Сила тока в цепи прямо
пропорциональна электродвижущей силе
источника тока и обратно
пропорциональна сумме электрических
сопротивлений внешнего и внутреннего
участков цепи.
ЭДСэлектродвижущая
сила источника тока
(В)
Внутреннее
сопротивление
источника тока
(Ом)

17. Если на участке цепи не действует ЭДС (нет источника тока)

U=φ1-φ2
Если концы участка, содержащего источник тока, соединить,
то их потенциал станет одинаков
U=ε
В замкнутой цепи напряжение на внешнем и внутреннем ее
участках равно ЭДС источника тока
ε=Uвнеш+Uвнутр

18. Короткое замыкание

При коротком замыкании R → 0,
сила тока
I
R r
I кз
r

19. Вычислите токи короткого замыкания

Источник тока
Гальванический
элемент
Аккумулятор
Осветительные
сети
ε,В
r, Ом
Iк.з., А
1,5
1
1,5
6
0,01
600
100
0,001
100 000

20. Виды предохранителей


Плавкие
Автоматические
Сетевые фильтры
Щитки автоматические
Щиток автоматический

21. Решение задач:

№1 Гальванический элемент с ЭДС E = 5,0 В и
внутренним сопротивлением r = 0,2 Ом замкнут на
проводник сопротивлением R = 40,0 Ом. Чему равно
напряжение U на этом проводнике?
№2 К аккумулятору с ЭДС 12 В
и внутренним сопротивлением r =0,5 Ом,
подключили лампочку сопротивлением R=100 Ом.
Определить силу тока в цепи.
№3 Определить ЭДС источника тока с внутренним
сопротивлением r = 0,3 Ом, если при подключении
к клеммам источника тока параллельно соединенных
резисторов R1=10 Ом и R2=6 Ом сила тока в цепи:
I=3 A.

22. Решение задач:

№1 Гальванический элемент с ЭДС E = 5,0 В и
внутренним сопротивлением r = 0,2 Ом замкнут на
проводник сопротивлением R = 40,0 Ом. Чему равно
напряжение U на этом проводнике?
Ответ: U = 4,97 В.
№2 К аккумулятору с ЭДС 12 В
и внутренним сопротивлением r =0,5 Ом,
подключили лампочку сопротивлением R=100 Ом.
Определить силу тока в цепи.
Ответ: 0,119 А
№3 Определить ЭДС источника тока с внутренним
сопротивлением r = 0,3 Ом, если при подключении
к клеммам источника тока параллельно соединенных
резисторов R1=10 Ом и R2=6 Ом сила тока в цепи:
I=3 A.
Ответ: 12,15В

23. Проведите аналогию

I
R r
U
I
R

24. Тест

• 1 Формула выражающая закон Ома для замкнутой
цепи записывается как:
а) I=U/R
б) I
в)
I
R r
R r 2
г) I
R r

25. Тест

2.Ток короткого
формуле:
U
Ik
R
а)
б)
Ik r
в)
Ik
г)
U
Ik
r
r
замыкания
можно
рассчитать
по

26. Тест (готовимся к ЕГЭ)

3.ЭДС аккумулятора с внутренним
сопротивлением r =0,2 Ом, при
подключении к нему сопротивления
R=5 Ом равно…
По цепи протекает ток I=1,5 A.
А) 3 В
Б) 12В
В) 7,8 В
Г) 12,2В

27. Тест (готовимся к ЕГЭ)

4.Какое внутреннее сопротивление имеет источник
тока с ЭДС 12 В, если при замыкании его
параллельно соединенными резисторами R 13
1
Ом и R 7 Ом в цепи протекает ток I=2 A.
2
А) 26 Ом
Б) 1,45 Ом
В) 12 Ом
Г) 2,45 Ом

28. Рефлексия

А. Мне все понравилось. Я все понял
Б. Мне понравилось, но я не все понял
В. Все как всегда, ничего необычного
Г. Мне не понравилось

29. Домашнее задание

§ 107-108 читать,упр 19 №5,6.
Задача (на дом):
При подключении лампочки к батарее
элементов с ЭДС 4,5 В вольтметр
показал напряжение на лампочке 4 В, а
амперметр – силу тока 0,25 А. Каково
внутреннее сопротивление батареи?
Спасибо за урок!

30. Характеристики источника тока

31. Роль источника тока

Чтобы электрический ток в проводнике не
прекращался, необходимо использовать
устройство, которое переносило бы заряды
от одного тела к другому в направлении,
противоположном
тому,
в
котором
переносятся заряды электрическим полем. В
качестве такого устройства используют
источник тока.

32. Источники электрического тока

Источник тока — это устройство, в котором происходит преобразование
какого-либо вида энергии в электрическую энергию.
Существуют различные виды источников тока:
Механический источник тока
— механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.
К ним относятся : электрофорная машина (диски машины приводятся во
вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток
о
диски
на
кондукторах
машины
накапливаются
заряды
противоположного знака), динамо-машина, генераторы.
Тепловой источник тока
— внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию.
Например, термоэлемент — две проволоки из разных металлов
необходимо спаять с одного края, затем нагреть место спая, тогда
между другими концами этих проволок появится напряжение.
Применяются
в
термодатчиках
и
на
геотермальных
электростанциях.
Световой источник тока
— энергия света преобразуется в электрическую энергию.
Например, фотоэлемент — при освещении некоторых полупроводников
световая энергия превращается в электрическую. Из фотоэлементов
составлены солнечные батареи.
Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах,
видеокамерах.
Химический источник тока
— в результате химических реакций внутренняя энергия преобразуется в
электрическую.
Например, гальванический элемент — в цинковый сосуд вставлен угольный
стержень. Стержень помещен в полотняный мешочек, наполненный смесью
оксида марганца с углем. В элементе используют клейстер из муки на
растворе нашатыря. При взаимодействии нашатыря с цинком, цинк
приобретает отрицательный заряд, а угольный стержень — положительный
заряд. Между заряженным стержнем и цинковым сосудом возникает
электрическое поле. В таком источнике тока уголь является положительным
электродом, а цинковый сосуд — отрицательным электродом.
Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.
Источники тока на основе гальванических элементов применяются в
бытовых автономных электроприборах, источниках бесперебойного
питания.
Аккумуляторы — в автомобилях, электромобилях, сотовых телефонах.

Закон Ома для участка цепи

Тема урока по физике (10 класс)

«Закон Ома для участка цепи»

Цель урока:

Образовательная: формирование представлений о зависимости силы тока от напряжения на участке цепи и его сопротивления; механизме протекающих при этом процессов в проводнике под действием сил электрического поля.

Развивающая: развивать умение наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов; продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач.

Воспитательная цель: развивать познавательный интерес к предмету, тренировка рационального метода запоминания формул; показать роль физического эксперимента и физической теории в изучении физических явлений.

Тип урока: Изложение нового материала.

Вид урока: Беседа, рассказ.

Оборудование: Демонстрационные амперметр и вольтметр, источник тока В-24, ключ, соединительные провода.

Задачи урока:

  1. усвоить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется;

  2. усвоить, что сила тока на участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению, если при этом напряжение остается постоянным;

  3. знать закон Ома для участка цепи;

  4. уметь наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты демонстрационного эксперимента;

  5. уметь определять силу тока, напряжения по графику зависимости между этими величинами и по нему же – сопротивление проводника;

  6. уметь применять закон Ома для участка цепи при решении задач.

План урока:

Ход урока:

На предыдущем уроке мы говорили о физических величинах: сила тока, напряжение, сопротивление. Давайте дадим небольшую характеристику каждой из этих величин по плану:

  1. Назвать величину, определение.

  2. Что характеризует величина?

  3. Как обозначается?

  4. В каких единицах измеряется?

Три ученика выходят к доске и вытягивают название величины и дают их характеристики:

Итак, ребята, скажите какие физические величины определяют электрический ток в цепи?

Сила тока, напряжение, сопротивление.

Скажите, существует ли зависимость между силой тока и напряжением?

Как она называется?

Прямо пропорциональная.

Правильно.

На сегодняшнем уроке нам необходимо решить следующую задачу:

выяснить, как зависит сила тока на участке цепи от приложенного напряжения и величины сопротивления одновременно. Это является главной целью нашего урока.

Итак, работу на сегодняшнем уроке будем проводить по этапам.

Сначала установим зависимость силы тока от напряжения, запишем математически эту зависимость и проверим на опыте.

Второй этап будет состоять в установлении зависимости между силой тока и сопротивлением, при постоянном напряжении; запишем результаты в таблицу, сделаем вывод о характере этой зависимости.

На третьем этапе мы совместно сделаем общий вывод о том, как зависит сила тока одновременно от напряжения и сопротивления, т.е. решим основную задачу урока.

Ребята, зависимость силы тока от напряжения и сопротивления, с которой мы сегодня познакомимся, была впервые установлена немецким ученым Георгом Омом в 1827 году, и поэтому носит название закона Ома для участка цепи.

Откройте тетради и попробуйте записать тему урока:

«Закон Ома для участка цепи».

Давайте по схеме, указанной на доске, соберем цепь . Посмотрим, как же все-таки устанавливается эта зависимость между I, U и R.

Итак, сила тока прямо пропорциональна напряжению. А так ли это?

Убедимся в этом на опыте.

На демонстрационной столе собрана цепь:

вольтметр

сопротивление

ключ

источник тока

Подаю напряжение на концы проводника 4В. Какую силу тока показывает амперметр? 0,4А.

Я увеличу напряжение до– 6В.

Изменились ли показания амперметра?

Да, сила тока в цепи 0,6А.

Т.е. увеличивая напряжение, сила тока тоже увеличилась .

Запишем полученные результаты в таблице.

Вывод: I ~ U.

А что мы можем сказать о сопротивлении проводника. Изменилась оно или нет?

Нет, оно постоянно:

R= cons t.

Итак, экспериментально мы доказали, что I ~ U, при R=cons t.

Теперь перейдем ко второму этапу наших рассуждений, т.е. установим зависимость между силой тока и сопротивлением.

Ребята, подумайте и скажите: будет ли одинаковой сила тока в проводнике с большим сопротивлением и в проводнике с маленьким сопротивлением?

Конечно, сила тока будет разная.

А в каком случае сила тока будет меньше?

Где больше R.

Итак, давайте убедимся в этом на опыте. Так как в этом случае мы будем устанавливать зависимость между I и R, то U=const. Начертим таблицу в тетрадь и будем ее заполнять по ходу опыта.

Сейчас в цепь включен проводник сопротивлением 0,4 Ом, подано напряжение 4В. Какой ток в цепи?

Увеличим сопротивление в 2 раза, не меняя напряжение, какой ток в цепи сейчас?

5 А

Итак, глядя на таблицу, что можно сказать о зависимости между силой тока и сопротивлением?

Эта зависимость обратно пропорциональная.

Вывод: I ~ 1/R

Итак, вот мы и подошли к третьему этапу.

Здесь мы должны сделать общий вывод о том, как зависит сила тока одновременно от U и R.

Мы уже знаем две зависимости. И теперь мы объединим эти зависимости в одну формулу. Мы получим с вами один из основных законов электрического тока, который называется законом Ома:

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению этого же участка.

Пользуясь этим законом, мы можем рассчитать силу тока, зная напряжение и сопротивление, то есть, зная две величины мы всегда можем найти третью.

Итак, ребята, между какими величинами устанавливает зависимость закон Ома?

Как зависит сила тока от напряжения?

Как зависит сила тока от сопротивления?

Как формулируется закон Ома?

И в заключении нашего урока давайте решим такую задачу.

Н

I, A

а графике изображены зависимости силы тока от напряжения для проводников А и В. какой из этих проводников обладает большим сопротивлением?


У проводника В при U=6B, I=1A.

У проводника А при U=6B, I=3A.

По закону Ома, чем больше сила тока, тем меньше сопротивление. Следовательно, проводник В обладает большим сопротивлением.

Ребята, что сегодня вы узнали на уроке?

Домашнее задание:

Рассмотрим неоднородные участки электрических цепей и действующие в них законы

Наиболее применяемое в электротехнике соотношение между основными электрическими величинами – закон Ома, установленный немецким физиком Георгом Омом, эмпирическим способом, в 1826 г. С его помощью устанавливается связь между напряжением (электродвижущей силой), сопротивлением элементов этой цепи, силой проходящего тока.

Измерение тока и напряжения

Электрические параметры, которые описываются законом Ома:

  • Сила тока определяется количеством заряда, проходящего по проводнику за некоторое время, обозначается буквой I, единица измерения – ампер (А). Входит в основные единицы международной системы Си;
  • Электрическое напряжение, единица измерения – вольт, понятие ввёл тот же Георг Ом. Вольт может быть выражен через работу по перемещению заряда, выделяемую мощность при токе 1 ампер, имеет эталонные источники в виде высокостабильных гальванических элементов. Часто указывается как разность потенциалов, в некоторых случаях применяется понятие электродвижущая сила (ЭДС). Для обозначения могут использоваться буквы U, V;
  • R – сопротивление (электрическое), указывает на свойства проводника, оказывающие препятствия прохождению тока. Значительно зависит от материала проводника и температуры. Единица измерения – 1 ом, обозначение Ом или Ω.

Классическая формулировка закона Ома: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

I = U/R.

Это выражение справедливо для электрической цепи, которая не содержит дополнительной электродвижущей силы, обеспечивающей электрический ток, цепи, определяемой как однородная. В большинстве случаев применяется именно такая формула. На практике часто требуется вычислить значение тока, протекающего через некоторый элемент с известным сопротивлением, для этого достаточно измерить падение напряжения (разность потенциалов) на выводах этого устройства, например, резистора. При заданных любых двух значениях можно рассчитать неизвестное, так же, кроме величин, входящих в выражение, определяется электрическая мощность.

Важно! При расчётах используются величины только одной размерности – целые значения вольт, ампер, ом или соответствующие им кратные и дольные единицы.

I – сила тока, R – сопротивление, U – напряжение, P – мощность

Неоднородная цепь

Закон Ома для отдельного участка цепи не учитывает присутствие источника питания, его свойства не входят в вычисления. Для цепи, называемой неоднородной, содержащей ЭДС любого рода и её источник, в известную формулу следует добавить внутреннее сопротивление самого питающего устройства:

I = E/(R + r).

Здесь Е – ЭДС источника напряжения, r – его внутреннее сопротивление. Варианты наименований – закон Ома для неоднородного участка цепи, для полной или замкнутой цепи. Выражение мало отличается от приведённого выше – вместо напряжения присутствует ЭДС и сопротивление источника питания.

Следует отметить, что понятие внутреннего сопротивления имеет смысл исключительно для химических источников тока, в случае применения других устройств, таких как любого вида блоков питания без батарей, говорят о выходном сопротивлении и нагрузочной способности этого блока.

В практических применениях закон Ома для неоднородного участка цепи в таком виде применяется редко, в основном для измерения самого внутреннего сопротивления аккумулятора, других элементов питания.

Закон применим и для переменного напряжения, если сопротивлением является активная нагрузка. С его помощью определяются действующие (среднеквадратичные) параметры цепи. В случае индуктивной, ёмкостной или комплексной нагрузки и для разных частот сопротивление является реактивным, значительно отличающимся от измеренного обычным методом – омметром.

Закон Ома получен практическим путём, поэтому не может быть фундаментальным, но точно описывает взаимосвязь между наиболее часто используемыми электрическими величинами.

Видео

Оцените статью:

Закон Ома для участка цепи

Тема: Закон Ома для участка цепи.
Цель. Закрепить знания учащихся, полученные на предыдущих уроках, познакомить учащихся с законом Ома для участка цепи, научить вычислять величины, характеризующие электрические цепи, показать практические применение закона Ома.

Тип урока: Комбинированный.

Оборудование: выпрямитель ВС-4-12; демонстрационный амперметр с шунтом на 3А; демонстрационный вольтметр с добавочным сопротивлением на 5В; магазин сопротивлений на 10 Ом; реостат на 30 Ом; соединительные провода.

Структура урока.


1. Организация начала урока

1 мин

2. Проверка знаний учащихся

7 мин

3. Постановка учебной задачи

1 мин

4. Решение учебной задачи

23 мин

5. Обобщение

1 мин

6. Закрепление материала

12 мин

7. Задание на дом

2 мин

1. Организация начала урока.

2. Проверка знаний учащихся: фронтальный опрос.

Учитель: Что характеризует сопротивление проводника?

Ученик: Сопротивление проводника – физическая величина, характеризующая свойства проводника оказывать противодействие прохождению электрического тока.

Учитель: Что принято за единицу сопротивления?

Ученик: За единицу сопротивления принимают 1 Ом — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах 1 В сила тока равна 1 А.

Учитель: Как изменится сила тока в проводнике при увеличении напряжения на концах проводника в 2 раза?

Ученик: При увеличении напряжения на концах проводника в 2 раза сила тока также увеличится в 2 раза.

Учитель: Изменится ли при этом сопротивление проводника? Почему?

Ученик: При увеличении напряжения в 2 раза сила тока в проводнике увеличится в 2 раза, а отношение напряжения к силе тока останется прежним, т.е. сопротивление не изменится. Сопротивление-это физическая величина, характеризующая свойства проводника.
3.

Постановка учебной задачи.

Любую электрическую цепь можно охарактеризовать силой тока, напряжением и сопротивлением. Между этими величинами существует связь, которую впервые теоретически и экспериментально установил немецкий ученый Георг Ом.

Сегодня на уроке попытаемся повторить эксперименты Ома и вывести закон, который носит его имя.

Тема урока: Закон Ома для участка цепи.
4. Решение учебной задачи.

Учитель: Соберем электрическую цепь, схема которой изображена на доске.

Сначала выясним зависимость между силой тока и сопротивлением участка цепи R1.

Для этого будем изменять сопротивление R1, поддерживая при помощи реостата R напряжение на концах проводника постоянным. Полученные данные занесем в таблицу 1.
Таблица 1.


U=2В

R, Ом

I, А

1

2,0

2

1,0

4

0,5

Изобразим полученную зависимость графически. Как называется такая зависимость между величинами?

Ученик: (строит график). На основании полученных данных можно сказать, что сила тока в цепи обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

Учитель: Правильно, сила тока обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

Теперь, оставляя R1 постоянным, будем изменять напряжение на участке цепи и следить за изменением силы тока. Данные занесем в таблицу 2.

Таблица 2.


R1=2 Ом

U, В

I, А

3

1,5

2

1,0

1

0,5

Какова полученная зависимость между силой тока и напряжением на участке цепи?

Ученик: Сила тока прямо пропорциональна напряжению на участке цепи.

У
читель: Правильно. Мы еще раз показали, что I пропорционально U. Изобразите эту зависимость графически.

Ученик: (строит график)
Учитель: Кто попытается обобщить результаты опытов?

Ученик: На основании проведенных опытов мы можем сказать, что сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

Учитель: Зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка называется законом Ома, который установил его в 1827 году.

Закон Ома читается так: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

, где I – сила тока в цепи; U – напряжение на этом участке; R – сопротивление участка.

Этот закон выражает зависимость между тремя величинами, зная две из них всегда можно найти третью неизвестную величину.

Выразите из формулы закона Ома напряжение и сопротивление.

Ученик: .

Учитель: Правильно, запишите эти формулы в тетрадь и запомните их. Мы будем ими пользоваться при решении задач.

А теперь скажите, верно ли утверждение, что сопротивление проводника прямо пропорционально напряжению на этом проводнике и обратно пропорционально силе тока в нем?

Ученик: Сопротивление проводника можно вычислить по формуле , однако, оно постоянно для данного проводника и не зависит ни от напряжения, ни от силы тока в нем.

Учитель: Верно, сопротивление – это физическая величина, характеризующая свойства данного проводника, оно не зависит ни от напряжения, ни от силы тока в проводнике. Изменение напряжения на участке цепи влечет за собой изменение силы тока, но отношение U/I остается для данного проводника постоянным.
5. Обобщение.

Итак, сегодня на уроке мы установили зависимость силы тока в участке цепи от напряжения на нем и его сопротивления. Эту зависимость установил в 1827 году немецкий ученый Георг Ом и в его честь она названа законом Ома.

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

6. Закрепление материала.

(Ответы на вопросы, решение задач).

Учитель: О связи каких трех основных электрических величин говорится в законе Ома?

Ученик: В законе Ома говорится о связи силы тока, напряжения и сопротивления участка цепи.

Учитель: Какова зависимость силы тока в проводнике от сопротивления этого проводника?

Ученик: Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Учитель: Как формулируется закон Ома?

Ученик: Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Учитель: Как записывается закон Ома?

Ученик:

Учитель: Как выразить напряжение на участке цепи, зная силу тока в нем, и сопротивление?

Ученик:

Учитель: Как выразить сопротивление участка цепи, зная напряжение на его концах и силу тока?

Ученик: .

Учитель: Что показывает амперметр, включенный в цепь, схема которой дана на рисунке?

У
ченик: Запишем формулу закона Ома для участка цепи . Подставим в эту формулу значения напряжения и сопротивления. Получаем значение силы тока.

.

Учитель: Что показывает вольтметр, включенный в цепь, схема которой изображена на рисунке?

Ученик: Из формулы для закона Ома выразим напряжение . Подставим данные задачи в формулу и получим:

U=2 A x 6 Ом = 12 В

Учитель: Определите по графику (рис. 69 учебника) сопротивление проводника.

Ученик: Мы знаем, что (закон Ома для участка цепи). Выразим из этой формулы сопротивление: .

По графику определяем, что при напряжении 10 В сила тока равна 2,5 А, тогда


7. Задание на дом. § 14, задачи 45- 48.
Литература.


  1. Физика. Учебник для 9 кл. – М., 2000.

  2. Методика преподавания физики в 7-8 классах средней школы. Пособие для учителя. /Под ред. А.В. Усовой. 4-е изд. – М.: Просвещение, 1990.

  3. Хорошавин С.А. Физический эксперимент в средней школе. 6-7 кл. – М.: Просвещение, 1988.

Оформление доски.

Что такое закон Ома и о чем он нам говорит?

Закон Ома гласит, что электрический ток, проходящий через проводник, прямо пропорционален разности потенциалов на нем. Другими словами, постоянная пропорциональность приводит к сопротивлению проводника. Закон Ома гласит, что постоянный ток, протекающий в проводнике, также прямо пропорционален разнице между его концами. Закон Ома сформулирован как V = IR, где V — напряжение, I — ток, а R — сопротивление проводника.Закон Ома представляет собой важнейшее математическое соотношение между напряжением, сопротивлением и током.

Ток

Согласно закону Ома ток течет по проводнику, как вода течет по реке. По поверхности проводника ток течет от отрицательного к положительному. Электрический ток, содержащийся в цепи, можно рассчитать, разделив напряжение на сопротивление. Ток пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.Таким образом, увеличение напряжения приведет к увеличению тока. Это может произойти, только если сопротивление остается постоянным. Если сопротивление увеличивается, а напряжение нет, ток будет уменьшаться.

Напряжение

Напряжение можно описать как разность электрических потенциалов между двумя точками в цепи. Вы можете рассчитать напряжение, если известны ток и сопротивление в цепи. Если ток или сопротивление приводят к увеличению в цепи, напряжение автоматически увеличивается.

Сопротивление

Сопротивление определяет, сколько тока будет проходить через компонент. Резисторы можно использовать для управления уровнями тока и напряжения. Высокое сопротивление пропускает только небольшое количество тока. И наоборот, очень низкое сопротивление позволит пропускать большое количество тока. Сопротивление измеряется в Ом.

Мощность

Согласно закону Ома мощность — это количество тока, умноженное на уровень напряжения в данной точке.Мощность измеряется в ваттах или ваттах.

Закон Ома | Определение | История | Формула | FAQ

ЗАКОН ОМА

Закон

Ома гласит: «Если проводник не меняет своих физических величин, таких как температура, давление и т. Д., Значит, ток, протекающий между двумя точками проводника, будет прямо пропорционален разности потенциалов (напряжению) между ними».

Где, R = сопротивление

В = напряжение и I = ток

УРАВНЕНИЕ ЗАКОНА ОМА
  • Где, I — ток, протекающий по проводнику, в амперах. В — это напряжение (разность потенциалов), рассчитанное на проводнике в вольтах, а R — сопротивление проводника, измеренное в единицах Ом (Ом). Согласно закону Ома R в этом отношении является постоянным, не зависящим от тока.
  • Закон был дан немецким физиком Георгом Симоном Омом в 1827 году, который описал измерения заданного напряжения и тока через обычные электрические цепи, содержащие провода разной длины.
  • Георг Ом описал свои экспериментальные результаты с помощью более сложного уравнения, чем современная форма, показанная выше.

Где Дж, — плотность тока в резистивном материале, E — электрическое поле, а σ (сигма) — параметр, который зависит от материала, называемый проводимостью.

История

Закон Ома — это основное уравнение, которое используется для изучения электрических цепей. Он ограничивает то, что разность потенциалов между двумя точками электрической цепи равна произведению тока между теми же двумя точками и общим сопротивлением каждого электрического инструмента, существующего между этими двумя точками.Чем больше напряжение батареи (ее разность электрических потенциалов), тем больше будет ее ток. Точно так же, если сопротивление больше, ток будет меньше.

Георг Симон Ом родился в Германии в 1787 году и поступил в университет этого города в 1805 году, где получил докторскую степень. Он преподавал математику в местных школах этого города и проводил эксперименты по физике в школьной лаборатории физики, пытаясь овладеть принципами электромагнетизма.Он стал профессором математики в Коллегии иезуитов в Кельне в 1817 году.

В 1826 году Г. Саймон Ом опубликовал статьи, описывающие математическую модель того, как электрические цепи проводят тепло в исследованиях Фурье. В мае 1827 г. Г. Саймон Ом опубликовал « Die galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet» , в котором представлена ​​взаимосвязь между электродвижущей силой (ЭДС), током (I) и сопротивлением (R), позже известная как закон Ома. Симон Ом получил экспериментальные данные, с помощью которых он впервые сформулировал свой закон 8 января 1826 года.Но его исследование было молчаливо встречено после его первого выпуска, и он оставил свою должность в Кельне, наконец заняв новую должность профессора в Нюрнберге в 1833 году.

Находки

Ома послужат основой для новых исследований электричества в ближайшие десятилетия. В 1841 году Дж. Саймон Ом был удостоен высшей награды Королевского общества — «Медали Копли». Термин «Ом» был принят в качестве единицы электрического сопротивления в 1872 году.

Напряжение, ток и сопротивление

  • Электрическая цепь создается, когда формируется токопроводящий путь, позволяющий электрическим зарядам непрерывно двигаться вперед.Это постоянное движение электрического заряда через проводники электрической цепи известно как ток , и его обычно называют «потоком».
  • Сила, которая побуждает носителей заряда «течь» в электрической цепи, известна как напряжение . Напряжение — это особая мера потенциальной энергии, которая всегда является относительной между двумя точками и также известна как разность потенциалов. Когда мы говорим об определенном количестве напряжения, присутствующем в электрической цепи, мы упоминаем об измерении того, сколько потенциальных энергии (PE) существует для перемещения носителей заряда из одной конкретной точки в этой электрической цепи в другую.Без упоминания двух точек и этот термин «напряжение» не имеет значения.
  • Ток (I) имеет тенденцию проходить через электрические проводники с некоторой степенью трения или в направлении, противоположном движению. Это противодействие движению известно как сопротивление . Значение тока (I) в цепи зависит от значения напряжения (V) и значения сопротивления (R) в электрической цепи, препятствующего прохождению тока. Таким образом, напряжение (В), сопротивление (R) — это величина, относительная между двумя точками.Следовательно, значения напряжения и сопротивления обычно указываются как «между» или «поперек» двух точек в электрической цепи.

Анализ общих электрических цепей по закону Ома

Давайте рассмотрим пример простой схемы, чтобы понять закон Ома:

В этой электрической цепи есть только один источник напряжения (аккумулятор) и только один источник сопротивления прохождению электрического тока (лампа). Эту схему очень легко понять и применить закон Ома.Если мы знаем количество любых двух из трех величин (напряжения, тока и сопротивления) в этой электрической цепи, мы можем использовать закон Ома, чтобы найти значение третьей величины.

Расчет закона Ома

Резюме:
  • Напряжение измеряется в В олц и обозначается буквами «V» или «E».
  • Ток измеряется в А м / с и обозначается буквой «I».
  • Сопротивление измеряется в Ом и обозначается буквой «R».
  • Соотношение закона Ома: V = IR; I = V / R; R = V / I
  • Попробуйте калькулятор закона Ома для точного расчета.

По любым другим вопросам, пожалуйста, оставьте свои вопросы в разделе комментариев ниже.

Закон

Ома — соотношение напряжения и тока

Закон Ома — ключевое правило для анализа электрических цепей, описывающее взаимосвязь между тремя ключевыми физическими величинами: напряжением, током и сопротивлением. Это означает, что ток пропорционален напряжению в двух точках, причем константа пропорциональности является сопротивлением.

Использование закона Ома

Связь, определяемая законом Ома, обычно выражается в трех эквивалентных формах:

I = В / R
R = В / I
В = ИК

с этими переменными, определенными через проводник между двумя точками следующим образом:

  • I представляет собой электрический ток в амперах.
  • В представляет напряжение, измеренное на проводнике в вольтах, а
  • R представляет сопротивление проводника в Ом.

Один из способов представить это концептуально: когда ток I протекает через резистор (или даже через несовершенный проводник, который имеет некоторое сопротивление) R , тогда ток теряет энергию. Следовательно, энергия до того, как она пересечет проводник, будет выше, чем энергия после того, как она пересечет проводник, и эта электрическая разница представлена ​​в разности напряжений, В, , на проводнике.

Разницу напряжений и ток между двумя точками можно измерить, что означает, что само сопротивление является производной величиной, которую нельзя напрямую измерить экспериментально. Однако, когда мы вставляем какой-либо элемент в схему с известным значением сопротивления, вы можете использовать это сопротивление вместе с измеренным напряжением или током для определения другой неизвестной величины.

История закона Ома

Немецкий физик и математик Георг Симон Ом (16 марта 1789 г. — 6 июля 1854 г. С.E.) проводил исследования в области электричества в 1826 и 1827 годах, опубликовав результаты, которые в 1827 году стали известны как закон Ома. Он смог измерить ток с помощью гальванометра и попробовал несколько различных установок, чтобы установить свое напряжение. разница. Первой была гальваническая батарея, похожая на оригинальные батареи, созданные в 1800 году Алессандро Вольта.

В поисках более стабильного источника напряжения он позже переключился на термопары, которые создают разницу напряжений в зависимости от разницы температур.Фактически он непосредственно измерил то, что ток был пропорционален разнице температур между двумя электрическими соединениями, но поскольку разница напряжений была напрямую связана с температурой, это означает, что ток был пропорционален разнице напряжений.

Проще говоря, если вы удвоили разницу температур, вы удвоили напряжение, а также удвоили ток. (При условии, конечно, что ваша термопара не плавится или что-то в этом роде. Существуют практические пределы, в которых она может выйти из строя.)

На самом деле Ом не был первым, кто исследовал подобные отношения, несмотря на то, что публиковался первым. Предыдущая работа британского ученого Генри Кавендиша (10 октября 1731 года — 24 февраля 1810 года н.э.) в 1780-х годах привела к тому, что он делал в своих журналах комментарии, которые, казалось, указывали на ту же взаимосвязь. Если это не было опубликовано или иным образом не передано другим ученым того времени, результаты Кавендиша не были известны, что оставляло Ому возможность сделать открытие.Вот почему эта статья не озаглавлена ​​«Закон Кавендиша». Эти результаты были позже опубликованы в 1879 году Джеймсом Клерком Максвеллом, но к тому моменту Ома уже признал.

Другие формы закона Ома

Другой способ представления закона Ома был разработан Густавом Кирхгофом (известным по законам Кирхгофа) и принимает форму:

Дж = σ E

где эти переменные обозначают:

  • J представляет плотность тока (или электрический ток на единицу площади поперечного сечения) материала.Это векторная величина, представляющая значение в векторном поле, то есть она содержит как величину, так и направление.
  • сигма представляет собой проводимость материала, которая зависит от физических свойств отдельного материала. Электропроводность обратно пропорциональна удельному сопротивлению материала.
  • E представляет электрическое поле в этом месте. Это тоже векторное поле.

Первоначальная формулировка закона Ома — это, по сути, идеализированная модель, которая не принимает во внимание индивидуальные физические вариации внутри проводов или электрического поля, проходящего через них.Для большинства основных схемотехнических приложений это упрощение совершенно нормально, но при более подробном рассмотрении или работе с более точными схемными элементами может быть важно учитывать, как текущие отношения различаются в разных частях материала, и именно здесь это более общая версия уравнения вступает в игру.

Закон 5.4 Ома — Введение в электричество, магнетизм и электрические цепи

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

К концу этого раздела вы сможете:
  • Опишите закон Ома
  • Распознать, когда применяется закон Ома, а когда нет.

До сих пор в этой главе мы обсуждали три электрических свойства: ток, напряжение и сопротивление.Оказывается, многие материалы демонстрируют простую взаимосвязь между значениями этих свойств, известную как закон Ома. Многие другие материалы не демонстрируют эту взаимосвязь, поэтому, несмотря на то, что они называются законом Ома, они не считаются законом природы, как законы Ньютона или законы термодинамики. Но это очень полезно для расчетов с материалами, которые подчиняются закону Ома.

Описание закона Ома

Ток, протекающий через большинство веществ, прямо пропорционален приложенному к ним напряжению.Немецкий физик Георг Симон Ом (1787–1854) был первым, кто экспериментально продемонстрировал, что ток в металлической проволоке прямо пропорционален приложенному напряжению. :

Это важное соотношение лежит в основе закона Ома . Его можно рассматривать как причинно-следственную связь, в которой напряжение является причиной, а ток — следствием. Это эмпирический закон, который означает, что это экспериментально наблюдаемое явление, подобное трению.Такая линейная зависимость возникает не всегда. Любой материал, компонент или устройство, которые подчиняются закону Ома, где ток через устройство пропорционален приложенному напряжению, известен как омический материал или омический компонент . Любой материал или компонент, который не подчиняется закону Ома, известен как неомический материал или неомический компонент.

Эксперимент Ома

В статье, опубликованной в 1827 году, Георг Ом описал эксперимент, в котором он измерял напряжение и ток в различных простых электрических цепях, содержащих провода различной длины.Аналогичный эксперимент показан на рисунке 5.4.1. Этот эксперимент используется для наблюдения за током через резистор, возникающим в результате приложенного напряжения. В этой простой схеме резистор включен последовательно с батареей. Напряжение измеряется вольтметром, который необходимо разместить на резисторе (параллельно резистору). Ток измеряется амперметром, который должен быть на одной линии с резистором (последовательно с резистором).

(рисунок 5.4.1)

Рисунок 5.4.1 Экспериментальная установка, используемая для определения того, является ли резистор омическим или неомическим устройством. (a) Когда батарея подключена, ток течет по часовой стрелке, а вольтметр и амперметр показывают положительные значения. (b) Когда выводы батареи переключаются, ток течет против часовой стрелки, а вольтметр и амперметр показывают отрицательные показания.

В этой обновленной версии оригинального эксперимента Ома было выполнено несколько измерений тока для нескольких различных напряжений.Когда батарея была подключена, как показано на Рисунке 5.4.1 (а), ток протекал по часовой стрелке, и показания вольтметра и амперметра были положительными. Изменится ли поведение тока, если ток течет в обратном направлении? Чтобы заставить ток течь в обратном направлении, выводы батареи можно переключить. При переключении выводов батареи показания вольтметра и амперметра были отрицательными, потому что ток протекал в обратном направлении, в данном случае против часовой стрелки.Результаты аналогичного эксперимента показаны на рисунке 5.4.2.

(рисунок 5.4.2)

Рисунок 5.4.2 Резистор вставлен в цепь с батареей. Приложенное напряжение изменяется от до, увеличивается с шагом. На графике показаны значения напряжения в зависимости от тока, типичные для случайного экспериментатора.

В этом эксперименте напряжение, приложенное к резистору, изменяется от до с шагом. Измеряются ток через резистор и напряжение на резисторе.Построен график зависимости напряжения от тока, и результат будет приблизительно линейным. Наклон линии — это сопротивление или напряжение, деленное на ток. Этот результат известен как закон Ома :

.

(5.4.1)

где — напряжение, измеренное в вольтах на рассматриваемом объекте, — ток, измеренный через объект, в амперах, — это сопротивление в единицах Ом. Как указывалось ранее, любое устройство, которое показывает линейную зависимость между напряжением и током, известно как омическое устройство.Следовательно, резистор — это омическое устройство.

ПРОВЕРЬТЕ ПОНИМАНИЕ 5.8


Напряжение, подаваемое в ваш дом, изменяется как. Если к этому напряжению подключить резистор, будет ли действовать закон Ома?

Неомные устройства не показывают линейной зависимости между напряжением и током. Одним из таких устройств является элемент полупроводниковой схемы, известный как диод. Диод — это схемное устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении.Схема простой схемы, состоящей из батареи, диода и резистора, показана на рисунке 5.4.3. Хотя мы не рассматриваем теорию диода в этом разделе, диод можно протестировать, чтобы определить, является ли он омическим или неомическим устройством.

(рисунок 5.4.3)

Рисунок 5.4.3. Диод — это полупроводниковое устройство, которое пропускает ток, только если диод смещен в прямом направлении, что означает, что анод положительный, а катод отрицательный.

График зависимости тока от напряжения показан на рисунке 5.4.4. Обратите внимание, что поведение диода показано как зависимость тока от напряжения, тогда как работа резистора показана как зависимость напряжения от тока. Диод состоит из анода и катода. Когда анод находится под отрицательным потенциалом, а катод — под положительным потенциалом, как показано в части (а), говорят, что диод имеет обратное смещение. При обратном смещении диод имеет очень большое сопротивление, и через диод и резистор протекает очень небольшой ток — практически нулевой ток. По мере увеличения напряжения, приложенного к цепи, ток остается практически нулевым, пока напряжение не достигнет напряжения пробоя и диод не будет проводить ток, как показано на рисунке 5.4.4. Когда аккумулятор и потенциал на диоде меняются местами, что делает анод положительным, а катод отрицательным, диод проводит, и ток течет через диод, если напряжение больше, чем. Сопротивление диода близко к нулю. (Это причина наличия резистора в цепи; если бы его не было, ток стал бы очень большим.) Из графика на рисунке 5.4.4 видно, что напряжение и ток не имеют линейной зависимости. Таким образом, диод является примером безомного устройства.

(рисунок 5.4.4)

Рисунок 5.4.4. Когда напряжение на диоде отрицательное и небольшое, через диод протекает очень небольшой ток. Когда напряжение достигает напряжения пробоя, диод проводит. Когда напряжение на диоде положительное и больше чем (фактическое значение напряжения зависит от диода), диод проводит ток. По мере увеличения приложенного напряжения ток через диод увеличивается, но напряжение на диоде остается приблизительно.

Закон Ома обычно формулируется как, но первоначально он был сформулирован как микроскопическое изображение с точки зрения плотности тока, проводимости и электрического поля. Этот микроскопический взгляд предполагает, что пропорциональность обусловлена ​​дрейфовой скоростью свободных электронов в металле, возникающей в результате приложенного электрического поля. Как было сказано ранее, плотность тока пропорциональна приложенному электрическому полю. Переформулировка закона Ома приписывается Густаву Кирхгофу, имя которого мы еще раз увидим в следующей главе.

Candela Citations

Лицензионный контент CC, особая атрибуция

  • Загрузите бесплатно по адресу http://cnx.org/contents/[email protected] Получено с : http://cnx.org/contents/[email protected] Лицензия : CC BY: Attribution

Ом, Джордж Саймон

Закон Ома был разработан Георгом Симоном Омом (1787-1854).

Хотя он обнаружил один из самые фундаментальные законы тока электричества, он был практически игнорировали большую часть своей жизни ученые в его собственной стране.

В 1827 году Георг Симон Ом открыл некоторые законы, относящиеся к сила тока в проводе. Ом обнаружил, что электричество действует как вода в трубе.

Ом обнаружил, что ток в цепи прямо пропорционально электрическому давлению и обратно пропорционально сопротивлению проводников.

Закон Ома — одна из самых важных вещей, которые вы будете использовать на протяжении всей вашей электротехнической карьеры. Это математический инструмент, который очень полезен при определении неизвестный фактор напряжения, тока или сопротивления в электрическом цепь, в которой два других фактора неизвестны.

Это простой закон, который устанавливает взаимосвязь между напряжением, ток и сопротивление в математическом уравнении. В электрическом В терминах напряжение обозначается буквой «Е» (электродвижущая сила) Ток буквой «Я» (интенсивность) и сопротивление буквой «R» .

Формула Ома не может работать должным образом, если не заданы все значения. выражается в правильных единицах измерения:

НАПРЯЖЕНИЕ выражается в ВОЛЬТ
ТОК
выражается в АМПЕРАХ
СОПРОТИВЛЕНИЕ
выражается в ОМ


Рабочая тетрадь с вопросами и Ответы

Также в наличии:

Закон Ома был разработан по:
Георг Симон Ом
Главная | FAQs | Каталог | Почта Заказ | Политика возврата Код , электрические классы Inc.
7449 Citrus Avenue
Winter Park, FL 32792 Тел: (407) 671-0020 или Бесплатный номер 1-800-642-2633
Факс: (407) 671-6497 Электронная почта: [email protected]
Для комментариев и предложений, щелкните конверт

Авторские права , Электротехнические классы по Кодексу Тома Генри Inc.

Георг Ом — MagLab

Георг Симон Ом имел скромные корни и большую часть своей жизни боролся с финансами, но сегодня немецкий физик хорошо известен своей формулировкой закона, называемого законом Ома, описывающего математическую связь между электрическим током, сопротивлением и напряжением.

Закон

Ома гласит, что постоянный ток ( I ), протекающий через материал с заданным сопротивлением, прямо пропорционален приложенному напряжению ( В, ) и обратно пропорционален сопротивлению ( R ).Закон обычно выражается как I = V / R . Большинство материалов, но не все, подчиняются закону Ома. Те, которые этого не делают, обычно называют неомическими проводниками . В слегка измененной форме закон Ома может быть распространен на цепи переменного тока, а также на магнитные цепи.

Ом родился 16 марта 1789 года в Эрлангене, Бавария (ныне часть Германии), сын слесаря. Первоначально он получил образование у своего отца, который обладал значительными знаниями по множеству предметов, несмотря на отсутствие у него формального образования, а затем поступил в гимназию Эрлангена.К тому времени, когда он начал учиться в Университете Эрлангена в 1805 году, Ом обладал прекрасным пониманием высшей математики. Тем не менее, он не уделял достаточно времени своему образованию, чтобы доставить удовольствие отцу, предпочитая принимать участие в различных развлечениях, а не заниматься своими книгами. Из-за отцовского недовольства Ом бросил школу после трех семестров и переехал в Швейцарию, где стал учителем математики.

Ом больше не учился в университете, но в свободное время изучал труды выдающихся математиков.В 1809 году он решил оставить свой преподавательский пост и заняться частным репетитором, продолжая при этом свое собственное обучение. В конце концов он повторно поступил в Университет Эрлангена, получив докторскую степень через год. После выпуска Ом начал читать лекции в своей альма-матер. Но он был недоволен этой позицией, которая плохо оплачивалась, поскольку он был бы на большинстве преподавательских должностей, которые он занимал на протяжении всей своей жизни. Он ушел в отставку через несколько семестров и занял другую должность в Бамберге.

Пытаясь улучшить свои перспективы, Ом написал учебник геометрии и начал экспериментальную работу, которая, как он надеялся, приведет к опубликованию трактатов.Положительный прием текста геометрии привел к тому, что ему предложили преподавать в школе в Кельне. Физическая лаборатория там предоставила Ому пространство и инструменты, необходимые для проведения исследований электричества и магнетизма, явлений, которые интенсивно исследовались в начале 1820-х годов после открытия Гансом Кристианом Орстедом, что эти два явления связаны между собой. Работа Ома в конечном итоге привела к его публикации Die galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet (Гальваническая цепь, исследованная математически) в 1827 году.Трактат содержал отчет о его электромагнитных теориях и включал все компоненты закона Ома.

В отличие от большинства немецких ученых того времени, Ом использовал математический подход при рассмотрении электричества и магнетизма. Это могло быть частично причиной того, что трактат вначале был плохо принят многими его современниками. За годы, прошедшие после публикации, положение Ома среди коллег-ученых постепенно улучшилось, особенно в других странах.В конце концов, в 1840-х он обрел успех, которого стремился добиться на протяжении большей части своей жизни. В 1841 году он получил престижную медаль Копли от Королевского общества Англии, а в следующем году был удостоен чести иностранного членства в той же ассоциации. Вскоре последовало дополнительное членство в других научных организациях. Возможно, наиболее значимым для Ома было его назначение профессором Мюнхенского университета в 1849 году, которое, наконец, положило конец его долгому потоку переходов на неудовлетворительные преподавательские должности.Незадолго до смерти он был удостоен кафедры физики в университете, что стало последним показателем значительного успеха Ома.

В наше время имя Ома настолько знакомо, что трудно поверить в трудности, с которыми он столкнулся при жизни. Помимо закона Ома, его имя связано с международной единицей электрического сопротивления. В цепи присутствует сопротивление в один Ом, когда один вольт генерирует один ампер тока.

изобретений

изобретения



Источник:
http: // projects.sd3.k12.nf.ca/scibios/ohm.htm


Георг Ом родился в Эрлангене, Германия. 16 марта 1789 года. Его отец, старший инженер-механик, учил ему базовые практические навыки. В молодости Ома стремился стать ученым и работать в одном из великих немецких университетов. Он учился в Университете Эрлангена и в 24 года начал преподавание физики и математики в Реальном училище в Бамберге.Он остался там почти четыре года, прежде чем стать профессором математики для иезуитской коллегии в Кельне в 1817 году.

Ом. Основной интерес был ток электричество, которое недавно было усовершенствовано изобретением Алессандро Вольта батареи. Ом зарабатывал очень скромно, и в результате его экспериментальные оборудование было примитивным. Несмотря на это, он сам изготовил металлическую проволоку, производя диапазон толщины и длины неизменно высокого качества.Девять годы, проведенные в иезуитском колледже, он провел значительные экспериментальные исследования о природе электрических цепей. Он приложил немало усилий, чтобы жестоко точен в каждой детали своей работы.

В 1827 году он смог показать своими экспериментами, что существует простой соотношение между сопротивлением, током и напряжением. Закон Ома гласил, что величина постоянного тока через материал прямо пропорциональна напряжению на материале при некоторой фиксированной температуре.Это математически выражается как I = V / R. Он открыл распространение электродвижущих сил. сила в электрической цепи, и установила определенную взаимосвязь соединительное сопротивление, электродвижущая сила и сила тока. Ом был боялся, что чисто экспериментальная основа его работы подорвет важность его открытия. Он пытался сформулировать свой закон теоретически, но его бессвязные математические доказательства сделали его объектом насмешек.

В последующие годы Ом жил в бедности, частным образом обучая Берлин.Он не получит должного признания за свои открытия, пока его не назначат директором. Политехнической школы Нюрнберга в 1833 году. В 1841 году Королевское общество в Лондоне признали важность его открытия и наградили его Медаль Копли. В следующем году они приняли его в члены. В 1849 г. всего за 5 лет до его смерти мечта всей жизни Ома осуществилась, когда он был получил профессуру экспериментальной физики в Мюнхенском университете. 7 июля 1854 года он скончался в Мюнхене в возрасте 65 лет.

Закон Ома

Закон Ома — это математическое соотношение между электрическим током и сопротивлением. и напряжение. Принцип назван в честь немецкого ученого Георга Симона. Ом. Ом продемонстрировал, что не бывает «идеальных» электрических проводников. через серию экспериментов в 1825 году. Каждый проводник, которого он проверял, предлагал некоторый уровень сопротивления. Эти эксперименты привели к закону Ома. Закон Ома 1826 г. гласит, что если заданная температура остается постоянной, текущая протекание через определенные проводники пропорционально разности потенциалов (напряжение) на нем.Другими словами, ток равен напряжению, разделенному на сопротивление.

Семья Ома

Георг Симон Ом происходил из протестантской семьи. Его отец, Иоганн Вольфганг Ом был слесарем, а его мать Мария Элизабет Бек была дочерью. портного. У них было семеро детей, и выжили только трое, Георг, его брат Мартин, который впоследствии стал известным математиком, и его сестра Елизавета.

Самое важное открытие Ома

Самое важное открытие Ома было в 1826 году, когда он открыл математическую Закон электрического тока, называемый «Законом Ома»

Некоторые факты об Оме

У Георга Ома есть кратер на Луне, названный в его честь.

Ом экспериментировал с оптикой, акустикой и электропроводностью жидкостей, хотя реального прогресса в этих областях он не добился.
Для информации по истории аккумулятора см. на следующем сайте! http://inventors.about.com/library/inventors/blbattery.htm

Вернуться к Дом | Вступление | Проверить это | Узнать больше | Ты понял? Иди вперед к Организуйте это

.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *