Цель: проверка уровня усвоения материала и умения применять изученное на практике.

Вернемся к закону, который мы получили, и посмотрим, как его можно применять для расчета одной величины, зная две другие.

Задача № 1. Сопротивление тела рыбы в среднем равно 180 (Ом), напряжение, вырабатываемое электрическим скатом 60 В. Установите какое значение имеет для него сила тока?

Дано:

R=180 Ом

U=60 В

Найти:

I — ?

Решение.

I = U/R,

I=180 В/60 (Ом)= 3 А

Ответ: I=3 А

Задача № 2. Сила тока в спирали электрической лампы 0,7 А, сопротивление лампы 310 (Ом). Определите напряжение, под которым находится лампа.

Дано:

I=0,7 А R=310 Ом

Найти:

U — ?

Решение.

I = U/R, U=I∙R

U=0,7 А∙310 (Ом) = 217 В

Ответ: U=217 В

Задача №3. Какое сопротивление имеет тело человека от ладони одной руки до ладони другой, если при напряжении 200 В по нему течет ток силой 2А?

Дано:

U=200 В

I=2 А

Найти:

R — ?

Решение.

I = U/R, R=U/I

R=200 В/2 А= 100 (Ом)

Ответ: R=100 (Ом)

— Чтобы наш труд на уроке не прошел даром, материал нужно будет закрепить дома. Откройте дневники и запишите домашнее задание.

Цель: закрепление нового материала, вовлечение учащихся в творческую деятельность.

Домашнее задание:

1. § 44,

2. упр.19 (4,5)

Цель: Соотнесение поставленных целей достигнутым результатам.

— Ребята, сегодня на уроке вы познакомились с одним из важных законов при изучении электрических явлениях “Закон Ома для участка цепи”. Научились на основе фактов, выдвижения гипотезы, предлагаемой модели, устанавливать зависимость физических величин путем проведения эксперимента. Мне бы хотелось бы узнать:

1. Что понравилось на уроке?

2. Что бы вы хотели выполнить ещё раз?

Поставьте себе оценки в оценочный лист, и мы увидим, справились ли вы с поставленной задачей на уроке.

Как определить силу электрического тока в цепи? каким прибором

Электрическая цепь представляет собой совокупность различных элементов, соединенных определенным образом, через которые осуществляется протекание тока и выполняется соответствующая полезная работа. Для обеспечения необходимого функционирования всех устройств, включенных в электрическую схему, необходимо соблюдение ряда параметров, а именно физических характеристик к которым относятся сила тока, напряжение и сопротивление всех элементов цепи. Все эти величины связаны между собой и имеют определенную зависимость согласно закону Ома.

На практике нередко возникает проблема не только как определить силу тока цепи в электрической цепи, но и остальные параметры если точные входные параметры имеются в недостаточном объеме.

Способы определения параметров электрической цепи

Существует два основных варианта как определить силу электрического тока в проводнике, а также остальные характеристики – это косвенный способ вычислений и прямой метод измерения с помощью соответствующих приборов.

Прямой способ определения силы электрического тока

Данный вариант основан на использовании контрольно-измерительного устройства, которое называется амперметр. Свое наименование данный прибор получил от ампера – единицы силы тока принятой в международной системе СИ. В отличие от вольтметра, который позволяет определить разность потенциалов (напряжение), амперметр применяется довольно редко. В домашних и большинстве производственных условий напряжение в сети известно, а зная потребляемую мощность электрических устройств, не составляет особого труда определить остальные параметры, взаимосвязь которых будет показана ниже.

Сложнее ситуация, когда электрическая цепь имеет свои особенности, например, электропроводка автомобиля, которая включает в себя огромное количество различных устройств. Нередко возникает вопрос как определить силу тока в электрической лампочке или другом элементе бортовой системы, чтобы это не отразилось на его безопасной эксплуатации.

Особенностью таких схем является неоднородность параметров электрической цепи на отдельных участках. Вот здесь и пригодится амперметр. Измерение силы тока в электрической лампочке автомобиля представляет собой простую операцию – достаточно в месте ее установки последовательно включить амперметр и считать показания на шкале. Еще одним прибором каким измеряют силу электрического тока является многофункциональный тестер (фото ниже).

С его помощью можно получить данные о напряжении или сопротивлении на отдельных участках любой цепи.

Косвенный метод определения силы электрического тока в проводнике

Данный способ определения силы тока основан на определении силы тока через измерение остальных параметров электрической цепи. Для этого необходимо воспользоваться законом Ома, который описывает зависимость основных параметров относительно друг друга. Данный закон устанавливает прямую зависимость силы тока (I) от разности потенциалов (U), а также обратную связь от сопротивления (R) проводника на определенном участке цепи, что отображается формулой I=U/R.

Таким образом, если возникает такая проблема, как определение силы электрического тока в проводнике при отсутствии амперметра, необходимо воспользоваться вольтметром и омметром. Как правило, данные устройства объединены в едином корпусе, но могут представлять и самостоятельные приборы. Измерив требуемые параметры и подставив их в вышеприведенную формулу получаем искомую величину силы тока.

Необходимо отметить что использование многофункционального тестера значительно облегчает нахождение всех параметров электрической цепи. Единственное на что требуется обратить внимание при определении силы тока в любом элементе электрической схемы с помощью тестера или амперметра – это выбор правильного диапазона измерений. При отсутствии предварительных данных, измерения необходимо начинать при выставлении максимальных величин и постепенно их уменьшать до отображения достоверных данных.

Взаимосвязь основных параметров электрической цепи

Как отмечалось выше электрическая цепь представляет собой совокупность элементов и устройств выполняющие определенную работу при перемещении по ней заряженных частиц. Каждый элемент обладает своем сопротивлением, что влияет на величину силы тока и напряжения на выходе.

Взаимосвязь этих значений как раз-таки подчиняется закону Ома!

Но определение силы электрического тока в проводнике возможно и через потребляемую мощность устройства (Р). Формула расчета мощности выглядит следующим образом:. Для примера рассмотрим проблему как определить силу тока в электрической лампочке, зная ее мощность. Исходные данные – сеть с напряжением 220 вольт, мощность лампы 100 Вт., следовательно, сила тока в электролампе будет равна 0,45А (100Вт/220В). Аналогично можно определить данный параметр для всех элементов электрической цепи.

Расчет напряжения тока с помощью формулы: сопротивления через силу тока и напряжение

g84jsm9tB4S

В электротехнике принято считать, что простая цепь – это цепь, которая сводится к цепи с одним источником и одним эквивалентным сопротивлением.

Свернуть цепь можно с помощью эквивалентных преобразований последовательного, параллельного и смешанного соединений. Исключением служат цепи, содержащие более сложные соединения звездой и треугольником.

Расчет цепей постоянного тока производится с помощью закона Ома и Кирхгофа.

Два резистора подключены к источнику постоянного напряжения 50 В, с внутренним сопротивлением r= 0,5 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 20 и R2 = 32 Ом. Определить ток в цепи и напряжения на резисторах.

Так как резисторы подключены последовательно, эквивалентное сопротивление будет равно их сумме. Зная его, воспользуемся законом Ома для полной цепи, чтобы найти ток в цепи.

Проверить правильность решения можно несколькими способами. Например, с помощью закона Кирхгофа, который гласит, что сумма ЭДС в контуре равна сумме напряжений в нем.

Но с помощью закона Кирхгофа удобно проверять простые цепи, имеющие один контур. Более удобным способом проверки является баланс мощностей.

В цепи должен соблюдаться баланс мощностей, то есть энергия отданная источниками должна быть равна энергии полученной приемниками.

Мощность источника определяется как произведение ЭДС на ток, а мощность полученная приемником как произведение падения напряжения на ток.

Преимущество проверки балансом мощностей в том, что не нужно составлять сложных громоздких уравнений на основании законов Кирхгофа, достаточно знать ЭДС, напряжения и токи в цепи.

Общий ток цепи, содержащей два соединенных параллельно резистора R1=70 Ом и R2=90 Ом, равен 500 мА. Определить токи в каждом из резисторов.

Два последовательно соединенных резистора ничто иное, как делитель тока. Определить токи, протекающие через каждый резистор можно с помощью формулы делителя, при этом напряжение в цепи нам не нужно знать, потребуется лишь общий ток и сопротивления резисторов.

В данном случае удобно проверить задачу с помощью первого закона Кирхгофа, согласно которому сумма токов сходящихся, в узле равна нулю.

Если у вас возникли затруднения, прочтите статью законы Кирхгофа.

Если вы не помните формулу делителя тока, то можно решить задачу другим способом. Для этого необходимо найти напряжение в цепи, которое будет общим для обоих резисторов, так как соединение параллельное. Для того чтобы его найти, нужно сначала рассчитать сопротивление цепи

• А затем напряжение
• Зная напряжения, найдем токи, протекающие через резисторы
• Как видите, токи получились теми же.

В электрической цепи, изображенной на схеме R1=50 Ом, R2=180 Ом, R3=220 Ом.

Найти мощность, выделяемую на резисторе R1, ток через резистор R2, напряжение на резисторе R3, если известно, что напряжение на зажимах цепи 100 В.

Чтобы рассчитать мощность постоянного тока, выделяемую на резисторе R1, необходимо определить ток I1, который является общим для всей цепи. Зная напряжение на зажимах и эквивалентное сопротивление цепи, можно его найти.

  Интернет магазин паровой утюг

1. Эквивалентное сопротивление и ток в цепи
2. Отсюда мощность, выделяемая на R 1
3. Ток I2 определим с помощью формулы делителя тока, учитывая, что ток I1 для этого делителя является общим
4. Так как, напряжение при параллельном соединении резисторов одинаковое, найдем U3, как напряжение на резисторе R2
5. Таким образом производится расчет простых цепей постоянного тока.
6. Резистор тока выполняет сразу несколько очень важных задач: служит ограничителем электрического тока в цепи, создает падение напряжения на отдельных ее участках и разделяет пульсирующий ток.

Помимо номинального сопротивления, одним из наиболее важных параметров резистора является рассеиваемая мощность. Она зависима от напряжения и тока. Мощность – это то тепло, которое выделяется на резисторе, когда под воздействием протекающего тока он нагревается. При пропуске тока, превышающего заданное значение мощности, резистор может сгореть.

Мощность постоянного тока может быть рассчитана по простой формуле P(Вт) = U(В) * I(А),

Чтобы избежать сгорания резистора тока, необходимо учитывать его мощность. Соответственно, если схема указывает на замену резистора с мощностью 0,5 Ватт – 0,5 Ватт в данном случае – минимум.

Мощность резистора может зависеть от его размеров. Как правило, чем меньше резистор — тем меньше мощность его рассеивания. Стандартный ряд мощностей резисторов тока состоит из значений:

Рассмотрим на примере: номинальное сопротивление нашего резистора тока – 100 Ом. Через него течет ток 0,1 Ампер. Чтобы узнать мощность, на которую рассчитан наш резистор тока, необходимо воспользоваться следующей формулой: P(Вт) = I2(А) * R(Ом),

• P(Вт) – мощность,
• R(Ом) – сопротивление цепи (в данном случае резистора),
• I(А) – ток, протекающий через резистор.

Внимание! При расчётах следует соблюдать размерность. Например, 1 кА= 1000 А . Это же касается и других величин.

Итак, рассчитаем мощность для нашего резистора тока: P(Вт) = 0,12(А) *100 (Ом)= 1(Вт)

Получилось, что минимальная мощность нашего резистора составляет 1 Ватт. Однако в схему следует установить резистор с мощностью в 1,5 – 2 раза выше рассчитанной. Соответственно идеальным для нас будет резистор тока мощностью 2 Вт.

Бывает, что ток, протекающий через резистор неизвестен. Для расчёта мощности в таком случае предусмотрена специальная формула:

Соединение цепи может быть последовательным и параллельным. Однако никакого труда не составляет рассчитать мощность резистора тока как в параллельной, так и в последовательной цепи. Следует учитывать лишь то, что в последовательно цепи через резисторы течет один ток.

Например, нам необходимо произвести замену резистора тока сопротивлением 100 Ом. Ток, протекающий через него – 0,1 Ампер. Соответственно, его мощность – 1 Ватт.

Следует рассчитать мощность двух соединенных последовательно резисторов для его замены. Согласно формуле расчёта мощности, мощность рассеивания резистора на 20 Ом – 0,2 Вт, мощность резистора на 80 Ом – 0,8 Вт.

Стандартный ряд мощностей поможет выбрать резисторы тока:

  Как починить москитную сетку ручки

R1 – 20 Ом (0.5 Вт)

R2 – 80 Ом (1 Вт)

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что разное сопротивление резисторов гарантирует их разную выделяемую мощность, так как она распределяется между резисторами разных номиналов.

Если не учитывать это обстоятельство, то можно столкнуться с большим количеством трудностей. Если один из резисторов выбран неправильно – второй работает в тяжелом температурном режиме.

Также присутствует угроза возгорания резистора из-за несоблюдения правил мощности.

Для того, чтобы сэкономить время и не рассчитывать мощность каждого отдельного резистора тока нужно запомнить одно простое правило: мощность заменяемого резистора должна быть равна мощности каждого резистора, составляющего параллельную или последовательную цепь. То есть при замене резистора мощностью 0,5 Вт надо следить за тем, чтобы каждый из резисторов для замены имел мощность не менее 0,5 Вт.

При параллельном соединение резисторов важно помнить, что чем меньше сопротивление резистора, тем больший ток через него протекает, а значит на нем будет рассеяна большая мощность.

В упрощенном понимании электрическая цепь представляет собой совокупность элементов, реализующих определенные задачи при взаимодействии с электрическим током. При этом каждая из деталей выполняет свои функции при строго определенных параметрах. Они могут значительно отличаться от входящих значений. Одним из самых распространенных элементов электрической схемы является резистор.

Резистор выступает своеобразным ограничителем силы тока. По своей сути этот элемент является дополнительным сопротивлением, которое измеряется в омах. Собственно, зная это значение можно определить силу тока в резисторе, а также напряжение в цепи после него.

Определение силы тока на резисторе при разных типах соединения

Самым простым способом определить силу тока в резисторе можно воспользовавшись мультиметром. Измерение проводятся в разрыве цепи после резистора. На тестере выставляется максимальный диапазон величин, а щупы прибора подсоединяются к месту разъединения проводника. На дисплее мультиметра будут отображены результаты измерения силы тока в резисторе.

Но данный вариант не всегда возможен. Под рукой может не оказаться тестера или технически невозможно разорвать цепь чтобы измерить силу тока на резисторе. В такой ситуации на помощь придет известный из школьной физики закон Ома, который выглядит следующим образом:

• I = U/R, где у нас I – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление.
• В системе СИ эти величины измеряются в амперах (А), вольтах (В), омах (Ом) соответственно.
• Подставляя необходимые значения в формулу можно определить сопротивление, напряжение и силу тока на резисторе или любом участке, или элементе электрической цепи.

Последовательное соединение резисторов

Рассмотрим электрическую цепь, в которой три резистора расположены последовательно, т.е. друг за другом. Общее их сопротивление (R) будет рано сумме сопротивлений отдельного резистора (r).

  Как починить сломанную ножку стула

Для наглядности примера, в качестве резисторов рассмотрим обычные 40 Вт лампы накаливании. В данном случае вольфрамовая нить обладает своим сопротивлением и ее вполне можно считать резистором. Также введем понятие мощности нагрузки или резистора (P), которая измеряется в ватах (Вт).

Она имеет прямолинейную зависимость от силы тока и напряжения и вычисляется по формуле: P=I х U. С помощью несложных вычислений мы можем найти силу тока на резисторе, в качестве которого выступает лампочка.

Сила тока (I) = Мощность лампы (Р) / Напряжение (U) = 40 Вт / 220 В = 0,1818 А.

Для последовательного соединения элементов в электрической цепи справедливо правило, что силы тока протекающие через все проводники одинакова. Таким образом сила тока в резисторе r2 или r3 также будет 0,1818 А.

Но в нашем варианте с лампочками будет отмечена одна особенность – яркость свечения уменьшится. Это происходит из-за того, что резистор выступает в качестве делителя напряжения. Этот нюанс часто используют для продления срока службы не ответственных устройств.

Например, впаяв сопротивление перед лампочкой можно продлить срок ее службы, но при этом придется смерится с недостатком освещенности.

Параллельное соединение резисторов

При параллельном расположении резисторов в сети, они имеют общую точку контакта на входе и на выходе. В этом случае общее напряжение будет соответствовать значению напряжения на каждом отрезке, а вот ток будет суммироваться (I об= I1 + I2 +I3). Это соотношение имеет большое значение для практического применения и получило название – закон разветвленной цепи.

Несмотря на то, что общий ток в цепочке резисторов, соединенных параллельно на выходе равен сумме токов в самостоятельной ветке, для конкретного участка он может отличаться. Это обусловлено тем же законом Ома, при условии разности сопротивлений.

Чтобы узнать силу тока на каждом резисторе в соответствующей ветке, необходимо знать их сопротивление. При параллельном соединении, напряжение на обособленном участке, является постоянной величиной.

Соответственно сила тока отельного резистора легко вычисляется по закону Ома для участка цепи.

Смешанное соединение резисторов в цепи

В чистом виде параллельные и последовательные цепи в электротехнике встречаются крайне редко. Как правило, присутствует их совместная комбинация.

Для того чтобы найти силу тока в каждом резисторе при смешанном соединении, необходимо цепь разбить на участки. Таким образом при расположении элементов друг после друга, т.н.

«каскадом», применяются правила и формулы для последовательного соединения.

Результаты измерения силы тока в резисторе. Различные типы резисторов.

Необходимо отметить, что для упрощения расчетов параллельно расположенные резисторы можно группировать. При вычислении силы тока на определенном участке, они принимаются за самостоятельный элемент. Соответственно в этом случае формулы используются как для расчета параметров при параллельном соединении.

Источник: https://pechi-sibiri.ru/kak-najti-silu-toka-na-kazhdom-rezistore/

Закон Ома

Закон Ома, основанный на опытах, представляет собой в электротехнике основной закон, который устанавливает связь силы электрического тока с сопротивлением и напряжением.

Появление смартфонов, гаджетов, бытовых приборов и прочей электротехники коренным образом изменило облик современного человека. Приложены огромные усилия, направленные на исследование физических закономерностей для улучшения старой и создания новой техники. Одной из таких зависимостей является закон Ома.

Георг Симон Ом

• Закон Ома – полученный экспериментальным путём (эмпирический) закон, который устанавливает связь силы тока в проводнике с напряжением на концах проводника и его сопротивлением, был открыт в 1826 году немецким физиком-экспериментатором Георгом Омом.
• Строгая формулировка закона Ома может быть записана так: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника.
• Формула закона Ома записывается в следующем виде:

1. где
2. I – сила тока в проводнике, единица измерения силы тока — ампер [А];
3. U – электрическое напряжение (разность потенциалов), единица измерения напряжения- вольт [В];
4. R – электрическое сопротивление проводника, единица измерения электрического сопротивления — ом [Ом].

Согласно закону Ома, увеличение напряжения, например, в два раза при фиксированном сопротивлении проводника, приведёт к увеличению силы тока также в два раза

И напротив, уменьшение тока в два раза при фиксированном напряжении будет означать, что сопротивление увеличилось в два раза.

Рассмотрим простейший случай применения закона Ома. Пусть дан некоторый проводник сопротивлением 3 Ом под напряжением 12 В. Тогда, по определению закона Ома, по данному проводнику течет ток равный:

Существует мнемоническое правило для запоминания этого закона, которое можно назвать треугольник Ома. Изобразим все три характеристики (напряжение, сила тока и сопротивление) в виде треугольника. В вершине которого находится напряжение, в нижней левой части – сила тока, а в правой – сопротивление.

Правило работы такое: закрываем пальцем величину в треугольнике, которую нужно найти, тогда две оставшиеся дадут верную формулу для поиска закрытой.

Где и когда можно применять закон Ома?

Нужна помощь в написании работы?

Закон Ома в упомянутой форме справедлив в достаточно широких пределах для металлов. Он выполняется до тех пор, пока металл не начнет плавиться. Менее широкий диапазон применения у растворов (расплавов) электролитов и в сильно ионизированных газах (плазме).

Работая с электрическими схемами, иногда требуется определять падение напряжения на определенном элементе. Если это будет резистор с известной величиной сопротивления (она проставляется на корпусе), а также известен проходящий через него ток, узнать напряжение можно с помощью формулы Ома, не подключая вольтметр.

Значение Закона Ома

Закон Ома определяет силу тока в электрической цепи при заданном напряжении и известном сопротивлении.

Он позволяет рассчитать тепловые, химические и магнитные действия тока, так как они зависят от силы тока.

Закон Ома является чрезвычайно полезным в технике(электронной/электрической), поскольку он касается трех основных электрических величин: тока, напряжения и сопротивления. Он показывает, как эти три величины являются взаимозависимыми на макроскопическом уровне.

Если бы было можно охарактеризовать закон Ома простыми словами, то наглядно это выглядело бы так:

Из закона Ома вытекает, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно. Сила тока окажется настолько большой, что это может иметь тяжелые последствия.

Источник: https://zakon-oma.ru/

Закон ома

Электроника сейчас получила большое распространение, у всех дома много радиоприёмников, телефонов, компьютеров, планшетов, телевизоров фонариков и т.д. Это всё радиоэлектроника, поэтому некоторые люди заинтересовываются этим хобби, но не знают с чего начать. Наша цель рассказать в данном материале всё о Законе Ома.

Обозначения напряжения, тока, сопротивления

Всё же многие радиолюбители начинают с закона Ома. В закон Ома входят три единицы: напряжение, ток, сопротивление.

• Напряжение измеряется  в вольтах (В) и обозначается U.
• Сопротивление измеряется в Омах (Ом) и обозначается R.
• Ток в Амперах (А) и обозначается I.

Расчёт напряжения, тока и сопротивления

Закон Ома предназначен для того, чтобы найти неизвестную третью, если известны первая и вторая. С этого по подробней, чтобы облегчить закон Ома, будем пользоваться треугольником Ома. Вот этот треугольник:

Давайте разберёмся с напряжением, чтобы найти напряжение, используя треугольник Ома, надо закрыть рукой напряжение — U, остались только I-ток и R-сопротивление, передними стоит вертикальная черта, вертикальная это черта снизу вверх, это вертикальная линия обозначает  умножение, значит, чтобы найти напряжение надо ток умножить на сопротивление.

   Вот такая формула получилась: U=I*R, где U-напряжение, I-ток, R-сопротивление.

Теперь давайте попробуем найти ток, прикроем рукой I, теперь перед напряжением и сопротивление стоит горизонтальная черта, горизонтальная, это та черта, которая идёт слева направо. Горизонтальная черта означает деление. Значит, чтобы найти ток, надо напряжение разделить на сопротивление.

   Формула получилась следующая: I= UR, где I-ток, U-напряжение, R-сопротивление. 

Найдём сопротивление, закроем рукой R, то получим опять горизонтальную черту перед напряжением и током, значит нужно делить.

   Формула получилась для расчёта сопротивления: R=UI, где R-сопротивление, U-напряжение, I-ток. Итак, мы научились пользовать треугольником Ома и узнали о Законе Ома. Теперь, пожалуй, поучимся на примерах.

Примеры расчётов закона Ома

Давайте, найдём напряжение, если ток равен 0,9 Ампер, а сопротивление 100 Ом, пользуясь треугольником, прикрываем напряжение рукой, смотрим, вертикальная черта, значит умножить. Опять пользуемся той формулой, только подставляем числа, U = 0,9 А * 100 Ом, считаем, получиться 90, значит U = 90 вольт. 

Теперь рассчитываем сопротивление, берём те же единицы, только убираем сопротивление, получиться вот такая формула: R = 90 В 0,9 А, получим 100 Ом. 

Чтобы рассчитать ток, опять же убираем ток, получаем эту формулу I = 90 В 100 Ом, получаем  0,9 Ампер.

Итак, на этом всё, кстати, закон Ома действует там, где нет катушек индуктивности и конденсаторов, не забивайте голову конденсаторами и катушками индуктивности, просто, запомните, что закон Ома действует, там, где нет катушек индуктивности и конденсаторов. Надеюсь, моя статья была полезной, всем удачи, с вами был Дмитрий Цывцын.

   Справочники радиодеталей

Источник: https://elwo.ru/publ/spravochniki/zakon_oma/2-1-0-898

10 формул

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Формулы составляют скелет науки об электронике.

Вместо того, чтобы сваливать на стол целую кучу радиоэлементов, а потом переподключать их между собой, пытаясь выяснить, что же появится на свет в результате, опытные специалисты сразу строят новые схемы на основе известных математических и физических законов. Именно формулы помогают определять конкретные значения номиналов электронных компонентов и рабочих параметров схем.

Точно так же эффективно использовать формулы для модернизации уже готовых схем.

К примеру, для того, чтобы выбрать правильный резистор в схеме с лампочкой, можно применить базовый закон Ома для постоянного тока (о нем можно будет прочесть в разделе “Соотношения закона Ома” сразу после нашего лирического вступления). Лампочку можно заставить, таким образом, светить более ярко или, наоборот — притушить.

В этой главе будут приведены многие основные формулы физики, с которыми рано или поздно приходится сталкиваться в процессе работы в электронике. Некоторые из них известны уже столетия, но мы до сих пор продолжаем ими успешно пользоваться, как будут пользоваться и наши внуки.

Закон Ома представляет собой взаимное соотношение между напряжением, током, сопротивлением и мощностью. Все выводимые формулы для расчета каждой из указанных величин представлены в таблице:

• В этой таблице используются следующие общепринятые обозначения физических величин:
• U — напряжение (В),
• I — ток (А),
• Р — мощность (Вт),
• R — сопротивление (Ом),

Потренируемся на следующем примере: пусть нужно найти мощность схемы. Известно, что напряжение на ее выводах составляет 100 В, а ток— 10 А. Тогда мощность согласно закону Ома будет равна 100 х 10 = 1000 Вт.

Полученное значение можно использовать для расчета, скажем, номинала предохранителя, который нужно ввести в устройство, или, к примеру, для оценки счета за электричество, который вам лично принесет электрик из ЖЭК в конце месяца.

А вот другой пример: пусть нужно узнать номинал резистора в цепи с лампочкой, если известно, какой ток мы хотим пропускать через эту цепь. По закону Ома ток равен:

I = U / R

Схема, состоящая из лампочки, резистора и источника питания (батареи) показана на рисунке. Используя приведенную формулу, вычислить искомое сопротивление сможет даже школьник.

Что же в этой формуле есть что? Рассмотрим переменные подробнее.

> U пит (иногда также обозначается как V или Е): напряжение питания. Вследствие того, что при прохождении тока через лампочку на ней падает какое-то напряжение, величину этого падения (обычно рабочее напряжение лампочки, в нашем случае 3,5 В) нужно вычесть из напряжения источника питания. К примеру, если Uпит = 12 В, то U = 8,5 В при условии, что на лампочке падает 3,5 В.

>  I: ток (измеряется в амперах), который планируется пропустить через лампочку. В нашем случае – 50 мА. Так как в формуле ток указывается в амперах, то 50 миллиампер составляет лишь малую его часть: 0,050 А.

1. > R: искомое сопротивление токоограничивающего резистора, в омах.
2. В продолжение, можно проставить в формулу расчета сопротивления реальные цифры вместо U, I и R:
3. R = U/I = 8,5 В / 0,050 А= 170 Ом

Рассчитать сопротивление одного резистора в простой цепи достаточно просто. Однако с добавлением в нее других резисторов, параллельно или последовательно, общее сопротивление цепи также изменяется. Суммарное сопротивление нескольких соединенных последовательно резисторов равно сумме отдельных сопротивлений каждого из них. Для параллельного же соединения все немного сложнее.

Почему нужно обращать внимание на способ соединения компонентов между собой? На то есть сразу несколько причин.

> Сопротивления резисторов составляют только некоторый фиксированный ряд номиналов. В некоторых схемах значение сопротивления должно быть рассчитано точно, но, поскольку резистор именно такого номинала может и не существовать вообще, то приходится соединять несколько элементов последовательно или параллельно.

> Резисторы — не единственные компоненты, которые имеют сопротивление. К примеру, витки обмотки электромотора также обладают некоторым сопротивлением току. Во многих практических задачах приходится рассчитывать суммарное сопротивление всей цепи.

• Формула для вычисления суммарного сопротивления резисторов, соединенных между собой последовательно, проста до неприличия. Нужно просто сложить все сопротивления:
• Rобщ = Rl + R2 + R3 + … (столько раз, сколько есть элементов)
• В данном случае величины Rl, R2, R3 и так далее — сопротивления отдельных резисторов или других компонентов цепи, а Rобщ — результирующая величина.
• Так, к примеру, если имеется цепь из двух соединенных последовательно резисторов с номиналами 1,2 и 2,2 кОм, то суммарное сопротивление этого участка схемы будет равно 3,4 кОм.

1. Все немного усложняется, если требуется вычислить сопротивление цепи, состоящей из параллельных резисторов.

   Формула приобретает вид:

2. R общ = R1 * R2 / (R1 ­­+ R2)
3. где R1 и R2 — сопротивления отдельных резисторов или других элементов цепи, а Rобщ -результирующая величина.

   Так, если взять те же самые резисторы с номиналами 1,2 и 2,2 кОм, но соединенные параллельно, получим

4. 776,47 = 2640000 / 3400
6. Для расчета результирующего сопротивления электрической цепи из трех и более резисторов используется следующая формула:
7. Здесь снова величины Rl, R2, R3 и так далее — сопротивления отдельных резисторов, a Rобщ — суммарная величина.

Формулы, приведенные выше, справедливы и для расчета емкостей, только с точностью до наоборот. Так же, как и для резисторов, их можно расширить для любого количества компонентов в цепи.

• Если нужно вычислить емкость цепи, состоящей из параллельных конденсаторов, необходимо просто сложить их номиналы:
• Собщ = CI + С2 + СЗ + …
• В этой формуле CI, С2 и СЗ — емкости отдельных конденсаторов, а Собщ суммирующая величина.

1. Для вычисления общей емкости пары связанных последовательно конденсаторов применяется следующая формула:
2. Собщ  = С1 * С2 /( С1+С2)
3. где С1 и С2 — значения емкости каждого из конденсаторов, а Собщ — общая емкость цепи

В схеме имеются конденсаторы? Много? Ничего страшного: даже если все они связаны последовательно, всегда можно найти результирующую емкость этой цепи:

И здесь опять величины C1, С2, СЗ и так далее — емкости отдельных конденсаторов, а Собщ. — суммарная величина.

Так зачем же вязать последовательно сразу несколько конденсаторов, когда могло хватить одного? Одним из логических объяснений этому факту служит необходимость получения конкретного номинала емкости цепи, аналога которому в стандартном ряду номиналов не существует. Иногда приходится идти и по более тернистому пути, особенно в чувствительных схемах, как, например, радиоприемники.

Наиболее широко на практике применяют такую единицу измерения энергии, как киловатт-часы или, если это касается электроники, ватт-часы. Рассчитать затраченную схемой энергию можно, зная длительность времени, на протяжении которого устройство включено. Формула для расчета такова:

ватт-часы = Р х Т

В этой формуле литера Р обозначает мощность потребления, выраженную в ваттах, а Т — время работы в часах. В физике принято выражать количество затраченной энергии в ватт-секундах, или Джоулях. Для расчета энергии в этих единицах ватт-часы делят на 3600.

В электронных схемах часто используются RC-цепочки для обеспечения временных задержек или удлинения импульсных сигналов. Самые простые цепочки состоят всего лишь из резистора и конденсатора (отсюда и происхождение термина RC-цепочка).

Принцип работы RC-цепочки состоит в том, что заряженный конденсатор разряжается через резистор не мгновенно, а на протяжении некоторого интервала времени. Чем больше сопротивление резистора и/или конденсатора, тем дольше будет разряжаться емкость. Разработчики схем очень часто применяют RC-цепочки для создания простых таймеров и осцилляторов или изменения формы сигналов.

Каким же образом можно рассчитать постоянную времени RC-цепочки? Поскольку эта схема состоит из резистора и конденсатора, в уравнении используются значения сопротивления и емкости. Типичные конденсаторы имеют емкость порядка микрофарад и даже меньше, а системными единицами являются фарады, поэтому формула оперирует дробными числами.

T = RC

В этом уравнении литера Т служит для обозначения времени в секундах, R — сопротивления в омах, и С — емкости в фарадах.

Пусть, к примеру, имеется резистор 2000 Ом, подключенный к конденсатору 0,1 мкФ. Постоянная времени этой цепочки будет равна 0,002 с, или 2 мс.

Для того чтобы на первых порах облегчить вам перевод сверхмалых единиц емкостей в фарады, мы составили таблицу:

Частота сигнала является величиной, обратно пропорциональной его длине волны, как будет видно из формул чуть ниже. Эти формулы особенно полезны при работе с радиоэлектроникой, к примеру, для оценки длины куска провода, который планируется использовать в качестве антенны. Во всех следующих формулах длина волны выражается в метрах, а частота — в килогерцах.

Предположим, вы хотите изучать электронику для того, чтобы, собрав свой собственный приемопередатчик, поболтать с такими же энтузиастами из другой части света по аматорской радиосети.

Частоты радиоволн и их длина стоят в формулах бок о бок. В радиолюбительских сетях часто можно услышать высказывания о том, что оператор работает на такой-то и такой длине волны.

Вот как рассчитать частоту радиосигнала, зная длину волны:

Частота = 300000 / длина волны

Длина волны в данной формуле выражается в миллиметрах, а не в футах, аршинах или попугаях. Частота же дана в мегагерцах.

• Ту же самую формулу можно использовать и для вычисления длины волны радиосигнала, если известна его частота:
• Длина волны = 300000 / Частота
• Результат будет выражен в миллиметрах, а частота сигнала указывается в мегагерцах.

Приведем пример расчета. Пусть радиолюбитель общается со своим другом на частоте 50 МГц (50 миллионов периодов в секунду). Подставив эти цифры в приведенную выше формулу, получим:

6000 миллиметров = 300000 / 50 МГц

Однако чаще пользуются системными единицами длины — метрами, поэтому для завершения расчета нам остается перевести длину волны в более понятную величину. Так как в 1 метре 1000 миллиметров, то в результате получим 6 м. Оказывается, радиолюбитель настроил свою радиостанцию на длину волны 6 метров. Прикольно!

Источник: http://radio-stv.ru/nachinayushhim-radiolyubitelyam/10-formul

Ом — StatPearls — Книжная полка NCBI

Введение

Закон Ома — это взаимосвязь между тремя физическими явлениями: током, напряжением и сопротивлением. Ток определяется как поток положительного заряда от источника к источнику отрицательного заряда. Единицами измерения тока являются Кл / с для количества заряда (Кл), который проходит за единицу времени (с). Ампер (А) — это обычная единица измерения тока, равная 1 Кл / с, а символом тока является I. Ток является внутренним свойством, так как он зависит от других аспектов, таких как размер системы.Чтобы точно сравнить величину тока для разных систем, ток нормализован по площади или массе системы. Это описывается следующим образом:

Где J — плотность тока в л / (м · м) или л / г, в зависимости от того, как сравниваются системы, I — ток (A), A — площадь поперечного сечения. (m · m), а m — масса (г). Обратите внимание, что часто j используется для тока вместо I, чтобы избежать путаницы с мнимыми числами. Поэтому следует обратить внимание на определения символов, так как они могут варьироваться в зависимости от случая.

Напряжение — это еще одна часть закона Ома, который устанавливает объем работы, необходимый для перемещения заряда. Единица измерения напряжения — Дж / Кл, что равно широко распространенной единице Вольт (В). Напряжение измеряет электрический потенциал объекта по отношению к заряду. Путем подачи напряжения на заряд совершается работа, которая обеспечивает движение заряда. Величину заряда по сравнению с отдельным зарядом, известную как точечный заряд, можно определить следующим образом:

Где V — электрический потенциал (В), k — постоянная 8.99 E 9 Н · м · м / (Кл · К), q — это заряд точки (Кл), а r — расстояние от точечного заряда (м).

Сопротивление — это противостояние движению заряда. Сопротивление аналогично эффектам трения в текущей воде или скользящем предмете. Единицы измерения сопротивления — Ом, что обозначается заглавной греческой буквой Омега. Чтобы вычислить величину сопротивления в объекте, можно использовать следующее уравнение:

Где R — сопротивление (Омега), Rho — удельное сопротивление объекта (Омега · м), l — длина объекта (м ), а A — площадь поперечного сечения объекта (м · м).Удельное сопротивление различно для каждого объекта и зависит от структуры материала. Расчет удельного сопротивления выходит за рамки данной статьи.

Сопротивление также можно нормализовать, чтобы обеспечить точное сравнение в каждом конкретном случае. Нормализованное сопротивление определяется по формуле:

, где R — нормализованное сопротивление (Омега · м · м). Сопротивление, препятствующее прохождению заряда, обратно пропорционально току. Поскольку текущая нормализация относится к единицам площади, нормализация сопротивления умножается на единицы площади поперечного сечения из-за обратной зависимости.

Сопротивление, обратное сопротивлению (1 / R), называется проводимостью, которая измеряет способность объекта проводить заряд, выраженный в единицах Сименс (S). Дальнейшее обсуждение поведения выходит за рамки данной статьи; Однако стоит отметить обратную зависимость проводимости от сопротивления.

Учитывая ток, напряжение и сопротивление, закон Ома определяется как:

Размерный анализ необходим для обеспечения согласованности единиц. [1] [2] [3] [4]

Функция

Закон Ома изначально был эмпирическим выводом, основанным на соотношении между током и напряжением; тем не менее, это остается неизменным в микроскопических и макроскопических наблюдениях.Закон Ома широко используется в электронике и при создании схем, а также при разработке аккумуляторов и других электрохимических приложениях. Сфера применения закона Ома не ограничивается схемами, так как его также можно использовать для создания молекул и полимеров. Каждый атом содержит протоны и электроны, которые можно использовать для создания химических связей с другими атомами. При приложении напряжения к материалу происходит окислительно-восстановительная реакция, когда один электрон удаляется из одной молекулы и присоединяется к другой.У этого есть множество исследовательских приложений, таких как хранение энергии, химия материалов, органическая химия и многое другое. Эти приложения используют закон Ома и позволили ученым создавать материалы новыми способами.

Чтобы выбрать правильное напряжение, необходимо учитывать сопротивление, а также количество необходимого заряда. Если сопротивление велико, а напряжение мало, тока не хватит для подачи заряда повсюду. И наоборот, если напряжение слишком велико, ток может повредить схему устройства или разрушить молекулы.Использование электричества по закону Ома требует внимания к потребностям приложения для получения желаемой мощности.

Проблемы, вызывающие озабоченность

Основная проблема, вызывающая беспокойство в связи с законом Ома, заключается в том, что вычисления могут усложняться из-за сложных схем и электрохимических явлений. Например, общее сопротивление состоит из различных типов сопротивления, таких как омическое сопротивление, сопротивление массопереносу и сопротивление переносу заряда. При оптимизации электрических характеристик устройств существует компромисс: уменьшение одного сопротивления может увеличить другое.Это главное соображение в исследованиях проектирования и оптимизации, чтобы найти, какие значения лучше всего подходят для данного приложения. Часто эти различные типы сопротивления трудно измерить, и для получения точных значений требуются сложные машины. Кроме того, сопротивление также изменяется со временем, поскольку структурная целостность устройства ухудшается. Это также может изменить ожидаемые результаты закона Ома, если это не учитывать. [5] [6]

Клиническая значимость

Закон Ома используется в каждом электрическом устройстве для подачи правильного количества заряда с учетом сопротивления.Хотя клиницистам не нужно быстро рассчитывать напряжение, ток и сопротивление для этих устройств, понимание взаимосвязи может дать интуитивное представление о том, как работают электрические устройства. Закон Ома также присутствует в человеческом теле и имеет множество применений. Например, нервы нервной системы используют электрические свойства для передачи сообщений друг другу. Эти электрические сигналы могут быть отображены датчиками и лучше поняты клиницистами. Gao et al. и Su et al. изучили электрические свойства костей и продвинулись в лечении заболеваний костей.В человеческом теле есть множество электрических путей и процессов. Понимая фундаментальное управляющее уравнение, врачи могут работать над решением проблем по-новому.

Улучшение результатов команды здравоохранения

Закон Ома — это взаимосвязь между тремя физическими явлениями: током, напряжением и сопротивлением. Ток определяется как поток положительного заряда от источника к источнику отрицательного заряда. Закон Ома изначально был эмпирическим выводом, основанным на соотношении между током и напряжением; тем не менее, это остается неизменным в микроскопических и макроскопических наблюдениях.Закон Ома широко используется в электронике и при создании схем, а также при разработке аккумуляторов и других электрохимических приложениях.

Понимание закона Ома — Pi My Life Up

Закон Ома — одна из основ электроники и невероятно удобен для быстрого расчета тока, напряжения или сопротивления цепи. Вам нужно будет знать как минимум два значения.

Закон Ома определяет математическое соотношение между током, напряжением и сопротивлением сети.

Этот закон был назван в честь немецкого физика и математика XIX века Георга Ома. Ом обнаружил взаимосвязь еще в то время, когда не было возможности легко измерить ток, напряжение или сопротивление.

Несмотря на холодный прием при первой публикации, он стал обязательным для всех, кто интересуется электрическими схемами. Закон Ома стал частью нашего нынешнего понимания электрических схем.

Если вы выполняете какие-либо из наших проектов электроники Raspberry Pi, которые связаны со схемами, то это руководство может вам пригодиться.

Что такое закон Ома?

Закон Ома гласит, что ток, проходящий через проводник между двумя точками, прямо пропорционален напряжению в этих двух точках и обратно пропорционален сопротивлению между двумя точками.

Проще говоря, если в цепи удваивается ток, то удваивается и напряжение. Точно так же, если сопротивление в цепи увеличится вдвое, ток упадет вдвое.

Хотя это может показаться немного сложным, фактическая математика, лежащая в основе этой теории, невероятно проста для понимания и запоминания.

Формула закона Ома

К счастью для нас, формула закона Ома невероятно проста для понимания.

Закон Ома можно выразить математической формулой, как показано ниже.

Эта формула говорит, что напряжение ( В, ) равно току ( I ), умноженному на сопротивление ( R ).

Во всех формулах закона Ома мы используем следующие переменные.

• В = напряжение, выраженное в вольтах.
• I = ток, выраженный в амперах.
• R = Сопротивление, выраженное в Ом.

Хотя формулу можно использовать для расчета напряжения, ею также можно управлять, чтобы вместо этого вычислить ток или сопротивление в цепи.

Для начала давайте изменим формулу так, чтобы мы могли вычислить ток ( I ) цепи.

Мы также можем изменить базовую формулу закона Ома, чтобы мы могли рассчитать сопротивление ( R ) цепи.

Калькулятор закона Ома

Чтобы использовать этот калькулятор закона Ома, сначала выберите, хотите ли вы рассчитать напряжение, ток или сопротивление.

При выбранном режиме все, что вам нужно сделать, это ввести два требуемых значения. Калькулятор автоматически рассчитает правильные значения.

Треугольник закона Ома

Один из самых простых способов запомнить три различных формулы закона Ома — это треугольник.

Средний горизонтальный делитель треугольника представляет деление, то есть всякий раз, когда в формуле участвует напряжение ( В, ), все остальные буквы делятся на него.

Например, если мы хотим вычислить ток ( I ), нам нужно разделить напряжение ( В, ) на сопротивление ( R ).

Обведя кружком « I » в треугольнике, мы видим, что формула остается в треугольнике с V по R .

Мы также можем использовать тот же треугольник, чтобы разработать формулу для расчета сопротивления ( R ) цепи.

Обведя сопротивление ( R ), мы можем увидеть формулу, которую мы должны использовать: напряжение ( В, ), деленное на ток ( I )

Вертикальная линия в треугольнике представляет собой умножение.Эта линия используется только при расчете напряжения (В).

Снова используя треугольник закона Ома, мы можем быстро увидеть формулу, которую нам нужно использовать, обведя кружком « V », поскольку это значение, которое мы хотим вычислить.

Из этого легко понять, что для расчета напряжения ( В, ) все, что нам нужно сделать, это умножить ток ( I ) на сопротивление ( R ).

Пример закона Ома в действии

Далее мы рассмотрим три различных примера схем.

Эти примеры будут касаться использования каждого варианта трех различных формул закона Ома.

Пример напряжения

В этом первом примере мы собираемся начать с формулы закона базового сопротивления для расчета напряжения цепи.

Для расчета напряжения нам необходимо знать сопротивление ( R ) и ток ( I ) цепи.

В этой примерной схеме вы можете видеть, что у нас есть сопротивление ( R ) 200 Ом и ток ( I ) 5 А.

Чтобы вычислить напряжение, нам нужно вставить два наших значения в формулу закона Ома.

После заполнения формулы вы можете видеть, что все, что нам нужно сделать, это умножить 200 на 5 , чтобы рассчитать напряжение.

Если умножить сопротивление и ток, мы увидим, что напряжение для схемы в примере равно 1000 вольт .

Пример тока

В этом втором примере мы будем использовать модифицированную версию формулы закона Ома для расчета тока следующей цепи.

Из этой схемы мы знаем, что сопротивление ( R ) составляет 50 Ом, и что напряжение ( В, ) составляет 24 В, .

Нам нужно поместить эти значения в формулу закона Ома, которая использовалась для расчета тока ( I ).

Используя значения сопротивления и напряжения, введенные в формулу, мы видим, что нам нужно разделить 24 на 50 , чтобы вычислить ток.

Используя закон Ома, мы рассчитаем, что ток в цепи равен 0.48 ампер .

Пример сопротивления

В нашем третьем и последнем примере мы будем использовать третью версию формулы закона Ома. В этом случае мы будем использовать формулу для расчета сопротивления цепи.

Чтобы рассчитать сопротивление цепи, нам нужно знать напряжение ( В, ) и ток ( I ) цепи.

Из этой примерной схемы мы можем видеть, что наша примерная схема имеет ток 10 ампер и напряжение 20 вольт .

Нам нужно вставить эти два значения в формулу сопротивления закона Ома.

Отсюда мы можем рассчитать необходимое нам сопротивление, разделив напряжение 20 на 10 ампер .

Рассчитав это, мы видим, что сопротивление нашей схемы в нашем примере должно быть 2 Ом .

Надеюсь, что теперь у вас есть понимание закона Ома и то, как его использовать. Мы рассмотрели, как можно использовать треугольник закона Ома как простой способ запоминания трех различных формул.

Вы найдете эти уравнения очень удобными в проектах, использующих схемы, таких как все наши проекты Arduino.

Если у вас есть какие-либо советы или отзывы, не стесняйтесь оставлять комментарии ниже.

Закон и ток Ома — College Physics

Если вы считаете, что контент, доступный через Веб-сайт (как определено в наших Условиях обслуживания), нарушает или другие ваши авторские права, сообщите нам, отправив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее в информацию, описанную ниже, назначенному ниже агенту.Если репетиторы университета предпримут действия в ответ на ан Уведомление о нарушении, оно предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, которая предоставила такой контент средствами самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении прав может быть отправлено стороне, предоставившей доступ к контенту, или третьим лицам, таким как в виде ChillingEffects.org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатам), если вы существенно искажать информацию о том, что продукт или действие нарушает ваши авторские права.Таким образом, если вы не уверены, что контент находится на Веб-сайте или по ссылке с него нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к юристу.

Чтобы отправить уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись правообладателя или лица, уполномоченного действовать от их имени; Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены; Описание характера и точного местонахождения контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права, в \ достаточно подробностей, чтобы позволить репетиторам университетских школ найти и точно идентифицировать этот контент; например нам требуется а ссылка на конкретный вопрос (а не только на название вопроса), который содержит содержание и описание к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба; Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; и Ваше заявление: (а) вы добросовестно считаете, что использование контента, который, по вашему мнению, нарушает ваши авторские права не разрешены законом, владельцем авторских прав или его агентом; (б) что все информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство, что вы либо владелец авторских прав, либо лицо, уполномоченное действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему уполномоченному агенту по адресу:

Чарльз Кон Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

Закон Ома и Закон Уоттса

Калькулятор закона Ома и закона Ватта с примерами

Как пользоваться калькулятором:
Введите любые два известных значения и нажмите Вычислить , чтобы найти остальные.
Всегда нажимайте Сбросить перед каждым новым вычислением.

Закон Ома:
Устанавливает взаимосвязь между током (амперы), сопротивлением (Ом) и напряжением.
Вольт = Ампер x Ом
Ампер = Вольт / Ом
Ом = Вольт / Ампер

Закон Ватта:
Устанавливает взаимосвязь между мощностью (ватты), током (амперы) и напряжением.
Ватт = Вольт x Ампер
Вольт = Ватт / Ампер
Ампер = Ватт / Вольт

У вас есть коробка с роторами 27SI, и вам нужно определить, какие из них — 12 вольт, а какие — 24 вольт.

Вы хотите использовать омметр для проверки каждого ротора, но вы не знаете значение сопротивления (Ом) для каждого типа катушки ротора.Компания Delco-Remy опубликовала только значения тока возбуждения (амперы), но не сопротивления (Ом).

• Роторы на 12 В потребляют примерно 4,60 А при 12 В
• Роторы на 24 В потребляют приблизительно 2,15 А при 24 В

Введите в калькулятор 24 В и 2,15 А, и он покажет сопротивление катушки как 11,16 Ом.

Теперь, когда вы знаете значение сопротивления каждого типа катушки, вы можете быстро оценить каждый ротор. (Не забудьте их отметить!).

Вы устанавливаете грузовик со снегоочистителем и хотите добавить фонари для плуга.
Вы выбрали лампы мощностью 65 Вт.

• Какое реле максимальной силы тока использовать.
• Какого размера провести провод от реле к фарам.

• Максимальное рабочее напряжение фар: 14,5 вольт
• Мощность каждой лампы: 65 Вт (поскольку есть две лампы, удвойте мощность)

Теперь вы знаете, что потребляемая мощность усилителя находится в пределах диапазона мини-реле Bosch на 40 А.

Используйте таблицу размеров проводки ERA, чтобы определить длину проводов от реле к фарам. Например, если длина провода составляет 8 футов, а сила тока составляет 10 ампер или меньше, используйте провод 14 AWG.

6 примеров закона Ома в повседневной жизни — StudiousGuy

Ома — это соотношение между током, напряжением и сопротивлением, полученное немецким физиком Джорджем Саймоном Омом .Область применения закона Ома варьируется от бытовой техники, такой как обогреватели, до высоковольтных проводов и крупных проектов, таких как ракеты и космические корабли.

«Закон Ома гласит, что при постоянной температуре ток (I), протекающий через резистор, прямо пропорционален напряжению или разности потенциалов (V), приложенным к резистору».

Константа пропорциональности записывается как R, и это значение сопротивления резистора

В = RI

Давайте узнаем о его применении в нашей повседневной жизни.

Мы можем контролировать скорость вентиляторов в наших домах, перемещая регулятор взад и вперед. Здесь ток, протекающий через вентилятор, регулируется путем регулирования сопротивления с помощью регулятора. Круговую ручку на компоненте можно вращать, чтобы добиться переменного сопротивления на выходных клеммах. Для любого конкретного значения входа мы можем рассчитать сопротивление, ток и, следовательно, мощность, протекающую по закону Ома.

Электрические обогреватели широко используются зимой во всем мире. Нагреватели имеют металлическую катушку, которая имеет высокое сопротивление, которое позволяет протекать через них определенному количеству тока, чтобы обеспечить необходимое тепло. Также по этому закону рассчитывается мощность, подаваемая на нагреватели.

В электрочайнике и утюге много резисторов.Резисторы ограничивают количество тока, протекающего через них, чтобы обеспечить необходимое количество тепла. Размер используемых в них резисторов определяется по закону Ома.

Электронным устройствам, например портативным компьютерам и мобильным телефонам, требуется источник постоянного тока с определенным током. Многим устройствам для работы требуется определенное количество тока и напряжения. Закон Ома говорит нам, какое сопротивление нам нужно, чтобы установить определенный ток с определенным напряжением.

Предохранители — это компоненты защиты, которые ограничивают величину тока, протекающего по цепи, и устанавливают определенное значение напряжения. В устройстве они соединены последовательно. Закон Ома используется для определения того, какие резисторы необходимы.

для мобильных и портативных компьютеров используют в работе источник постоянного тока. Источник питания постоянного тока обеспечивает переменное выходное напряжение в зависимости от сопротивления, а общая работа регулируется законом Ома.

Как рассчитать значения тока, напряжения и сопротивления в цепи?

Я обсуждал ряд интересных электронных схем и проектов в Bright Hub — некоторые из них очень простые, а другие не такие простые. Хотя я изо всех сил старался ответить и решить проблемы и проявил любопытство читателей, поскольку электронная тема была настолько обширной, что представленные до сих пор объяснения выглядят неполными.

В ходе этой продолжающейся работы я попытался написать еще одну статью — эту! — посвященную одному из запросов читателя Патрика Ваза о том, как можно вычислить значения тока, напряжения и сопротивления в цепи. без использования сложных для понимания и сложных формул или просто с помощью простых и понятных выражений.

Давайте начнем обсуждение с рисунка ниже. Он показывает простейшую форму электрической цепи, состоящей из лампы и батареи (электродвижущая сила). Расчет падения потенциала (напряжения на нагрузке), тока и сопротивления здесь очень прост, как мы все знаем, это можно сделать с помощью закона Ома:

Er = RI,

Где Er — падение напряжения на нагрузке, здесь лампочка (резистивная), пропорционально I , мгновенному току, а R — константа пропорциональности, более известная как сопротивление.

Если мы предположим, что приложенное напряжение здесь составляет 3 вольта, а ток, потребляемый лампой, равен 200 мА, тогда сопротивление, используя приведенную выше формулу, можно рассчитать как: 3 = R × 0,2, следовательно, R = 15 Ом — довольно элементарно, не правда ли?

Цепи, включающие катушки индуктивности и конденсаторы, более сложны по своему поведению. Обычно индуктор всегда будет противодействовать изменению тока, проходящего через него, по механической аналогии это можно вполне сравнить с инерцией, генерируемой в движущейся массе.Что касается следующей схемы, которая включает в себя катушку индуктивности, согласно закону Ома падение напряжения на катушке индуктивности пропорционально скорости изменения тока во времени.

Следовательно, Eɩ = LdI / dt , где L — константа пропорциональности. Она называется индуктивностью и измеряется в генри.

Для конденсатора падение напряжения пропорционально мгновенному электрическому заряду на конденсаторе, то есть Ec = Q / C , где C — емкость, а Q — заряд.C измеряется в фарадах, а Q — в кулонах

Что такое реактивное сопротивление в индукторах и конденсаторах?

Как обсуждалось в предыдущем разделе, катушка индуктивности всегда противодействует и пытается сбалансировать изменение тока. Анализируя этот коэффициент с помощью диаграммы, показанной ниже, мы обнаруживаем, что индуктор L при воздействии переменного тока уравновешивает повышение величины тока за счет создания противоположного противоположного потенциала (отрицательного напряжения), и когда значение тока падает, индуктор пытается подтяните его к исходной величине, подав положительный потенциал с потоком тока.Построенный график просто показывает диаграмму напряжения и тока на катушке индуктивности. Эта тенденция индуктора называется его реактивным сопротивлением и определяется как:

X__ɩ = 2__πfL

Где f — частота напряжения в Гц, L — это индуктивность в мельничных генри, а Xɩ в Ом. Таким образом, в основном для катушек индуктивности и конденсаторов значение реактивного сопротивления эквивалентно «сопротивлению», возникающему на пути приложенного переменного потенциала. После расчета реактивного сопротивления ток в цепи можно просто рассчитать, используя закон Ома.

Для катушек индуктивности реактивное сопротивление прямо пропорционально наведенной частоте.

Однако для конденсаторов реактивное сопротивление задается как:

X__ɩ = 1 / 2__πfC, , что ясно показывает, что оно обратно пропорционально наведенной частоте, что означает, что с увеличением частоты реактивное сопротивление уменьшается, и наоборот.

Мы можем применить приведенные выше формулы для расчета напряжения, тока, сопротивления (реактивного сопротивления для конденсаторов и катушек индуктивности) в следующем примере; это поможет нам универсально понять приложения для многих других конфигураций.

Пример принципиальной схемы, показанной ниже, представляет собой инновационную конструкцию емкостного источника питания; два конденсатора на двух входах гарантируют, что источник питания будет изолирован от опасных потенциалов переменного тока и защищен от поражения электрическим током (разработано мной).

Здесь нам может быть интересно сначала узнать токоподъемность цепи. Для этого становится важным найти сопротивление или импеданс, обеспечиваемый конденсаторами приложенному переменному току. Поскольку конденсаторы включены последовательно, чистая емкость может быть рассчитана как:

Предполагая, что Ca и Cb оба = 1 мк / 400 В

1 / C = 1 / Ca + 1 / Cb

= 1/1 + 1/1 = 2

Следовательно, полезная емкость = 0.5 мкФ или 0,0000005F

Использование формулы реактивного сопротивления для конденсаторных двигателей:

X__ɩ = 1 / 2__πfC = ½ × 3,14 × 50 × (0,0000005 ) = 6369,4 Ом,

: Теперь используем закон

Er = RI,

220 = 6369,4I,

Следовательно, I = 35 мА,

Приведенный выше результат предоставляет информацию о максимальном выходном токе источника питания при 220 В после выпрямления на выходе становится 220 В постоянного тока, 35 мА.Хотя напряжение может выглядеть огромным, практически обнаружено, что из-за ограничения максимального тока при 35 мА напряжение резко падает при подключении нагрузки. Однако, поскольку для светодиода даже этот выход может быть потенциально опасным, добавление резистора становится обязательным. Значение сопротивления можно рассчитать по следующей формуле:

R = (напряжение питания VS — прямое напряжение светодиода VF) / ток светодиода IL,

Следовательно, R = (220 — 3,5) / 0,020 = 10825 Ом. или 10 К , однако на практике вы обнаружите, что любое значение выше 100 Ом работает достаточно хорошо из-за низкого тока в цепи.Если вы используете несколько светодиодов последовательно, прямое напряжение просто необходимо соответствующим образом изменить, а остальные параметры можно оставить без изменений. Например, если используются шесть светодиодов, прямое падение напряжения на них становится = 3,5 × 6 = 21 вольт, что можно использовать в приведенной выше формуле для расчета номинала последовательного резистора.

Я что-нибудь пропустил? Пожалуйста, ответьте своими ценными комментариями. (Комментарии требуют модерации и появятся через некоторое время).

Ссылка

Книга: Advanced Engeering Mathematics Эрвин Крейсциг

Swagatam Innovations.

Понимание основ электричества, представляя его как воду

«Мы считаем, что электричество существует, потому что электрическая компания продолжает присылать нам счета за него. Но мы не можем понять, как он перемещается по проводам ». — Дэйв Барри

Основные законы электричества математически сложны. Но использование воды в качестве аналогии предлагает простой способ получить базовое понимание.

Электричество 101 — Напряжение, ток и сопротивление

Три основных компонента электричества — это напряжение, ток и сопротивление.

• НАПРЯЖЕНИЕ похоже на давление, которое проталкивает воду через шланг. Он измеряется в вольтах (В).
• ТОК как диаметр шланга. Чем он шире, тем больше воды будет протекать через него. Он измеряется в амперах (I или A).
• СОПРОТИВЛЕНИЕ — это как песок в шланге, который замедляет поток воды. Он измеряется в омах (R или Ω).

Напряжение, ток и сопротивление взаимосвязаны. Если вы измените один из них в цепи, другие тоже изменятся.В частности, напряжение равно току, умноженному на сопротивление (V = I x R). Думая о воде, если вы добавите песок в шланг и сохраните давление на том же уровне, это будет похоже на уменьшение диаметра шланга … меньше воды будет течь.

Электричество 201 — постоянный ток, переменный ток, батареи и трансформаторы

Как электричество работает в электронике и электросети?

ПРЯМОЙ ТОК или постоянный ток аналогичен нормальному потоку воды в шланге — он течет в одном направлении, от источника до конца.Исторически сложилось так, что DC был первоначально защищен Томасом Эдисоном в знаменитых Текущих войнах конца 1800-х годов. DC проиграл войну за энергосистему, но нашел еще более захватывающую роль в современной электронике, такой как компьютеры, телефоны и телевизоры.

ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК или переменный ток подобен воде, которая течет взад и вперед по шлангу много раз в секунду. Аналогия с водой здесь немного нарушается, но переменный ток легко создается электрическими генераторами (также называемыми генераторами переменного тока). Никола Тесла и Джордж Вестингауз отстаивали AC над DC, и в конце концов они победили.В настоящее время кондиционер является мировым стандартом для подачи электроэнергии в дома и здания через сеть.

БАТАРЕИ можно рассматривать как водяные насосы, которые перекачивают воду через шланг, который по замкнутому контуру возвращается к батарее. Существует множество показателей емкости батарей, и не все сразу логичны. Они включают ампер-часы и киловатт-часы. Батареи могут генерировать только постоянный ток.

ТРАНСФОРМАТОРЫ — это как если бы вы частично держали большой палец за конец шланга, чтобы вода распылялась дальше.Объем воды (мощность) остается прежним, но давление (напряжение) увеличивается с уменьшением диаметра (силы тока). Именно это делают трансформаторы для воздушных линий электропередач. Электричество может перемещаться дальше с меньшими потерями, потому что сопротивление (песок) не препятствует подаче электричества (воды), когда сила тока ниже (шланг меньшего диаметра). Трансформаторы работают только с переменным током. Способность передавать электричество на большие расстояния — основная причина, по которой переменный ток превзошел постоянный ток столетие назад.

Электричество 301 — Мощность и энергия

Теперь давайте продолжим использовать аналогию со шлангом, чтобы погрузиться в мутные воды цепей (каламбур, извините).

МОЩНОСТЬ похожа на объем воды, который составляет , вытекающую из шланга, при заданном давлении и диаметре. Электрическая мощность измеряется в ваттах (Вт). А более крупные системы измеряются в киловаттах (1 кВт = 1000 Вт) или мегаваттах (1 МВт = 1 000 000 Вт).

ENERGY — это как измерение объема воды, которую протекла через шланг за период времени , как наполнение 5-галлонного ведра за минуту.