Основы электроники. Ток, напряжение, сопротивление.

На нашем сайте вышел обновленный курс по электронике! Мы рады предложить Вам новые статьи по этой теме:

Эта статья положит начало циклу статей, посвященных изучению основ электроники! Мы будем последовательно двигаться от самых азов до всяческих тонкостей при разводке плат и составлении принципиальных электрических схем. И начнем мы с рассмотрения основополагающих понятий электроники – тока, напряжения и сопротивления.

Напряжение.

По определению напряжение – это энергия или работа, которая тратится на перемещение единичного положительного заряда из точки с низким потенциалом в точку с более высоким потенциалом. Напряжение представляет собой разность потенциалов между двумя точками. Сразу же остановимся и рассмотрим подробнее понятие – электрический потенциал.

Для определения электрического потенциала необходимо выбрать точку нулевого потенциала, относительно которой будет вестись отсчет.

Обычно за ноль потенциала принимают минус питания – это так называемая «земля». Рассмотрим простейшую цепочку, состоящую из источника напряжения и нагрузки – то есть резистора. Пусть напряжение источника равно 10 В, а сопротивление – 5 Ом.

Земля будет точкой отсчета, потенциал в этой точке равен 0. Тогда электрический потенциал в точке 1 будет равен напряжению источника питания, то есть 10 В. Соответственно, в точке 2 потенциал снова уменьшится до нуля, а напряжение на нагрузке будет равно 10 В (разность потенциалов между точками 1 и 2). Вроде бы все несложно и понятно, но это довольно важный момент, надо сразу уяснить для себя понятия напряжения и разности потенциалов, разницу и взаимосвязь между ними.

Ток.

Ток – скорость перемещения заряда в определенной точке, измеряются эта величина в Амперах. Тут тоже есть момент, который важно понять раз и навсегда. Если напряжение мы меряем между(!) двумя точками, то ток всегда проходит через(!) какую-либо точку схемы, либо через какой-либо элемент схемы. И если говорить о напряжении в какой-то точке схемы, то подразумевается напряжение между этой точкой и землей (потенциал в нашей точке минус потенциал земли, равный нулю).

Существует один важный закон для токов, называется он первым законом Кирхгофа и заключается он в том, что «сумма втекающих в точку токов равна сумме вытекающих из этой же точки токов». Для полного понимания смотрим на схему:

Тут у нас втекающие токи – I_1, I_2, I_3, а вытекающие – I_4, I_5. И по первому закону Кирхгофа мы имеем: I_1 + I_2 + I_3 = I_4 + I_5.

Сопротивление.

Сопротивление помогает связать напряжение и ток в цепи. Есть такая потрясающая штука – закон Ома, который говорит нам, что «сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению рассматриваемого участка цепи». Поясним на простеньком примере:

Итак, по закону Ома имеем: I = \frac{U}{R}.

Таким образом, можно сказать, что резистор позволяет нам преобразовать ток в напряжение, ну и, соответственно, напряжение в ток.

Рассмотрим возможные соединения резисторов, а именно, последовательное и параллельное. Пусть имеются три резистора, соединенных последовательно:

Общее сопротивление равно сумме каждого из сопротивлений в отдельности, то есть: R_0 = R_1 + R_2 + R_3.

Рассмотрим параллельное соединение:

Для параллельного соединения резисторов формула выглядит иначе: \frac{1}{R_0} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}.

Очевидно, что при последовательном соединении резисторов общее сопротивление всегда получается большим, чем сопротивление отдельно взятого резистора, а при параллельном соединении резисторов, наоборот, общее сопротивление получается меньшим, чем сопротивление отдельных резисторов. Это важно запомнить и иметь ввиду при разработке электрических схем.

И еще важный момент – не нужно зацикливаться на точном определении значений сопротивления резисторов. Напротив, очень важно выработать способность быстро прикидывать в голове, какой резистор нужно поместить в схему в каждом конкретном случае.

Думаю тут еще надо рассмотреть такую вещь как делитель напряжения, раз уж речь идет о резисторах и сопротивлениях. Выглядит схема делителя так:

Делители напряжения, кстати, очень широко используются в схемах, можете взять какую-нибудь и обязательно там найдете с десяток делителей. Но что-то я забежал вперед, сначала рассмотрим, что же это такое. Простейший делитель напряжения – это схема, которая на выходе создает напряжение, равное части напряжения, которое имеется на входе.

Ток в цепи: I = \frac{U_{вх} }{R_1 + R_2} .

Тогда что же будет на выходе? Правильно: U_{вых} = IR_2 = \frac{U_{вх}R_2}{R_1 + R_2}.

Вот и получили, что на выходе напряжение равно части входного напряжения. Так работает делитель напряжения.

Итак, мы и рассмотрели понятия тока, напряжения и сопротивления. Наверное, на этом стоит остановиться, а то получится очень громоздко 🙂 Продолжим в следующих статьях, так что оставайтесь на связи!

Задачи

Задачи к уроку 50/14

1.       Космическая ракета при старте с Земли движется вертикально вверх с ускорением a = 25 м/с². Определите вес космонавта массой m = 100 кг. Ускорение свободного падения считать равным 10 м/с².

2.      Парашютист, достигнув в затяжном прыжке скорости υ₁ = 60 м/с, раскрыл парашют, после чего его скорость за t = 2 с уменьшилась до υ₂ = 10 м/с. Чему равен вес парашютиста массой m = 70 кг во время торможения? Ускорение свободного падения считать равным 10 м/с

2.

3.      Самолет, двигаясь с постоянной скоростью 720 км/ч, совершает фигуру высшего пилотажа – «мертвую петлю» – радиусом 1000 м. Чему равна перегрузка летчика в верхней точке петли? (g = 10 м/с²).

 

Задачи д/з к уроку 48/12

1.         Во сколько раз изменится сила Всемирного тяготения, если массу одного тела увеличить в 3 раза, а другого уменьшить в 9 раз?

2.         Во сколько раз изменится сила Всемирного тяготения, если расстояние между телами уменьшить в 5 раз?

3.

         С каким ускорением всплывает тело массой 25 кг, если на него действует сила Архимеда 300 Н?

Задачи д/з к уроку 60  

1. Почему невозможно, из положения сидя прямо на стуле, встать на ноги, не наклонившись предварительно вперед?

2. Почему однородный прямоугольный кирпич можно положить на край стола, только если с края стола свисает не более половины длины кирпича?

3. Почему вы вынуждены отклоняться назад, когда несете в руках тяжелый груз?

Задачи д/з к уроку 58/7 

1. Какова средняя сила давления F на плечо при стрельбе из автомата, если масса пули m = 10 г, а скорость пули при вылете из канала ствола v = 300 м/с? Автомат делает 300 выстрелов в минуту.

2. Для проведения огневых испытаний жидкостный ракетный двигатель закрепили на стенде. С какой силой он действует на стенд, если скорость истечения продуктов сгорания из сопла 150 м/с, а расход топлива за 5 секунд составил 30 кг?

3. Ракета массой 1000 кг неподвижно зависла над поверхностью земли. Сколько топлива в единицу времени сжигает ракета, если скорость истечения продуктов сгорания из ракеты равна 2 км/с?

Сила токаНапряжениеСопротивлениеЗакон Ома

Сила тока Напряжение Сопротивление Закон Ома

Физика, 8 класс

Кристаллическая решетка металла

В узлах кристаллической решетки расположены «+» ионы, между которыми хаотично движутся  свободные   электроны

Металлы являются хорошими проводниками благодаря свободным заряженным частицам – электронам

Электрический ток

Электрический ток — упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц

Условия возникновения электрического тока в проводнике :

• наличие свободных заряженных частиц (электронов, ионов)
• электрическое поле

Направление электрического тока: от + к –

в металле:

• электроны движутся от – к +
• ток направлен в сторону, противоположную направлению движения электронов

Сила тока

Сила тока  — физическая величина, равная заряду, прошедшему через поперечное сечение проводника за единицу времени

Обозначение: I

Единица измерения: 1А (Ампер)

Формула:

Измерительный прибор: амперметр

Амперметр

А

Амперметр включается п о с л е д о в а т е л ь н о

А

При включении амперметра в цепь не имеет значения, с какой стороны (слева или справа) от исследуемого элемента его подключать.

 

Амперметр лабораторный

Шкала амперметра

Цена деления и пределы измерения прибора

Цена деления:

Пределы измерения:

Напряжение

Напряжение  – скалярная физическая величина, равная работе электрического поля по перемещению единичного положительного заряда

Обозначение: U

Единица измерения в СИ: 1В (вольт)

Формула:

Измерительный прибор: вольтметр

Вольтметр

V

Вольтметр включается п а р а л л е л ь н о

V

Вольтметр лабораторный

Вольтметр СССР, 1940 год

Шкала вольтметра

Цена деления и пределы измерения прибора

Цена деления:

Пределы измерения:

Ток через лампочку и напряжение на ней

А

V

Сопротивление

Сопротивление – скалярная физическая величина, характеризующая свойство проводника противодействовать электрическому току

Обозначение: R

Единица измерения: 1 Ом (Ом)

Измерительный прибор: Омметр

Причина электрического сопротивления:

взаимодействие электронов при их движении по проводнику с ионами кристаллической решетки.

+

+

+

+

+

+

+

+

Направленному движению электронов мешают их столкновения с колеблющимися тяжелыми и большими ионами кристаллической решетки. Это и создает сопротивление движению электронов — вызывает электрическое сопротивление металла.

Электрическое сопротивление металлов прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения:

 – удельное сопротивление

l – длина проводника

S – площадь поперечного сечения проводника

Удельное сопротивление – скалярная физическая величина, численно равная сопротивлению цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади поперечного сечения

Зависит от вещества и его состояния (температуры)

Единица измерения: 1 Ом  м

Резистор – устройство с постоянным сопротивлением.

Реостат – устройство с переменным сопротивлением, предназначенное для регулирования силы тока и напряжения в электрической цепи.

Физика, 7-11 кл. Библиотека наглядных пособий (1С)

Зависимость силы тока

от напряжения и сопротивления

V

А

R

Результаты

I , А

R 1

Таблица 1

R =

R 2

№

1

U , В

2

I , А

3

R 3

U , В

R 1

Закон Ома

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна его сопротивлению

Закон Ома наглядно

Ампер Андре Мари

1775-1836

Георг Ом

1787 — 1854

Алесандро Вольта

1745 — 1827

Вопросы для самоконтроля

• Дайте определение электрического тока.
• При каких условиях возникает электрический ток?
• Чем отличается движение заряженных частиц в проводнике в отсутствие и при наличии внешнего электрического поля?
• Как направлен электрический ток?
• В каком направлении движутся электроны в металлическом проводнике, по которому протекает электрический ток?
• Что называют силой тока?
• Какова единица измерения силы тока?
• Каким прибором измеряют силу тока? Как он подключается?
• Что такое напряжение?
• Какова единица напряжения?
• Каким прибором измеряют напряжение? Как он подключается?
• Что такое сопротивление? Какова причина сопротивления?
• Какова единица сопротивления?
• Каким прибором измеряют сопротивление? Как он подключается?
• Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

Ток, напряжение, сопротивление — основные понятия

1. ТОК

При наличии внешней силы движение электронов направлено от отрицательно заряженных атомов к положительно заряженным. Этот поток электронов называется током (I). Ток измеряется суммой зарядов всех электронов, прошедших через заданную точку.
Электрон имеет очень маленький заряд, такой, что заряд Q 280 000 000 000 000 000 электронов, собранных вместе, называется кулоном (Кл). Когда заряд в один кулон проходит через заданную точку за одну секунду, это означает, что по проводнику течет ток в один ампер (А). Единица силы тока названа в честь французского физика Андре Мари Ампера (1775-1836). Сила тока измеряется в амперах.

2. НАПРЯЖЕНИЕ

Если имеет место избыток электронов (отрицательный заряд) на одном конце проводника и дефицит электронов (положительный заряд) на другом конце проводника, то по проводнику течет ток. Ток будет течь до тех пор, пока эти условия выполняются. Источник, который создает избыток электронов на одном конце проводника и дефицит электронов на другом конце, характеризуется потенциалом. Потенциал; это способность источника выполнять электрическую работу.

Реальная работа, производимая в цепи, является результатом наличия разности потенциалов на двух концах проводника. Именно эта разность потенциалов заставляет электроны двигаться или течь в цепи. Разность потенциалов связана с электродвижущей силой (э.д.с.) или напряжением. Напряжение; это сила, которая перемещает электроны в цепи. Напряжение можно представить как давление или насос, перемещающий электроны.

Символ Е используется в электронике для обозначения напряжения. Единицей измерения напряжения является вольт (В), названный в честь графа Алессандро Вольта (1745-1827), изобретателя первого элемента, вырабатывающего электричество. Один вольт; это потенциал, приложенный к проводнику сопротивлением в один ом, для получения тока в один ампер.

3. СОПРОТИВЛЕНИЕ

Когда свободные электроны перемещаются по цепи, они встречают на своем пути атомы, которые не очень охотно уступают им дорогу. Это противодействие потоку электронов (току) называется сопротивлением (R).

Каждый материал обладает некоторым сопротивлением или противодействием току. Степень сопротивления материала зависит от его размера, формы и температуры.

Материалы с низким сопротивлением называются проводниками. Проводники содержат много свободных электронов и оказывают малое сопротивление току. Как упоминалось раньше, серебро, медь, золото и алюминий являются примерами хороших проводников.

Материалы с высоким сопротивлением называются изоляторами. Изоляторы, содержат немного свободных электронов и оказывают высокое сопротивление току. Как упоминалось ранее, стекло, резина и пластмасса являются примерами хороших изоляторов.

Сопротивление измеряется в омах (Ом), эта единица названа в честь немецкого физика Георга Симона Ома (1787- 1854). Один ом; это такое сопротивление, которое позволяет течь току в один ампер при приложенном напряжении в один вольт. Символом, обозначающим ом, является греческая буква омега.

 

Зависимость силы тока от напряжения. Сопротивление

На прошлых уроках мы с вами познакомились с понятиями «сила электрического тока» и «напряжение». Давайте вспомним, что силой тока называется физическая величина, численно равная электрическому заряду, протекающему через поперечное сечение проводника за единицу времени.

Напряжение — это физическая величина, характеризующая работоспособность электрического поля.

Таким образом, сила тока и напряжение характеризуют электрический ток и его действия. Значит, сила тока должна каким-то образом зависеть от напряжения. Давайте установим эту зависимость. Для чего воспользуемся установкой, представленной на рисунке.

В качестве потребителя тока в цепи используется резистор — это металлический проводник в виде спирали. Параллельно резистору подключён вольтметр, измеряющий напряжение на этом участке цепи. Остальная часть цепи состоит из источника тока, ключа и амперметра. В качестве источника тока будем использовать устройство, которое позволяет регулировать напряжение на концах проводника.

 Будем изменять напряжение на резисторе и следить за соответствующими изменениями силы тока в цепи, а все измерения заносить в таблицу:

Уже из этих данных следует, что сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на проводнике: I ~ U.

Подключим теперь к источнику тока другую спираль, например, спираль осветительной лампы и повторим опыт.

Как видим, при тех же значениях напряжения, что и в первом случае, мы получили другие значения силы тока. Однако и в этом проводнике сила тока прямо пропорциональна напряжению.

Наблюдаемую нами зависимость силы тока в проводнике от напряжения между концами этого проводника можно изобразить графически. На таком графике в условно выбранном масштабе по оси абсцисс откладывается напряжение, а по оси ординат — сила тока.

Такой график в физике называют вольт-амперной характеристикой проводника.

Теперь, по результатам проведённых опытов, вычислим отношение напряжения к силе тока для каждого из измерений:

Как видим, оно постоянно для каждого из проводников, но имеет разное значение для разных проводников.

Следовательно, существует физическая величина, характеризующая свойства проводника, по которому течёт электрический ток. Эту величину называют электрическим сопротивлением проводника или просто сопротивлением. Обозначают сопротивление латинской буквой R.

За единицу сопротивления принимают ом. Она получила своё название в честь немецкого учёного Г. Ома, открывшего основной закон электрической цепи.

1 Ом — это сопротивление проводника, в котором при напряжении 1 В проходит ток силой 1 А.

Это небольшое сопротивление. У спиралей обычных электроламп оно составляет сотни ом, поэтому сопротивление часто выражают в кратных единицах:

Попытаемся теперь объяснить, почему проводник обладает электрическим сопротивлением. Вспомните, что электрический ток в металлах представляет собой направленное движение свободных электронов. Движущиеся под действием электрического поля электроны взаимодействуют с атомами и ионами кристаллической решётки металла. Следовательно, атомы и ионы препятствуют движению электронов, то есть оказывают сопротивление их движению. Это ведёт к уменьшению скорости направленного движения электронов, а значит, и силы тока в проводнике.

Электрическое сопротивление можно сравнить с трением, которое всегда препятствует движению. Как мы знаем, любое тело быстрее скатится с гладкой поверхности, чем с шершавой.

Подобно этому, электроны в плохом проводнике двигаются медленнее, чем в хорошем. В диэлектриках, электрическое сопротивление бесконечно большое, поэтому они и не проводят ток.

Таким образом, новая величина — сопротивление — отражает противодействие среды движению в ней свободных носителей заряда. В соединительных проводах это противодействие, как правило, незначительно, что позволяет сопротивлением соединительных проводов при решении большинства задач пренебречь.

Определённым сопротивлением обладают и измерительные приборы. При включении последовательно в цепь амперметра его сопротивление добавляется к полному сопротивлению цепи. Это вызывает нежелательное уменьшение силы тока. Чтобы этого не случилось, сопротивление амперметра должно быть мало́. Идеальным был бы амперметр без сопротивления. Именно таким мы и будем считать сопротивление амперметра в задачах.

Наоборот, добавление вольтметра параллельно некоторому прибору создаёт току ещё один «обходной» путь, что также резко изменяет параметры цепи. Чтобы избежать этих нежелательных последствий, надо применять вольтметры с максимально больши́м сопротивлением.

И ещё об очень важном. При слишком малом сопротивлении цепи сила тока в ней может принять недопустимо большое значение. При замыкании цепи, представленной на рисунке, ток в ней пройдёт, фактически не испытывая сопротивления. Это — короткое замыкание.

В таком режиме могут быть испорчены и прибор, и источник тока, а перегрев проводов может привести к пожару.

Пример решения задачи.

Задача. Когда напряжение увеличили на 3 В, сила тока в цепи возросла вдвое, и ток за 1 с совершил работу 3 Дж. Найдите значения силы тока после увеличения напряжения.

Электрические измерения силы тока, напряжения и сопротивления

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ СИЛЫ ТОКА, НАПРЯЖЕНИЯ И СОПРОТИВЛЕНИЯ  [c. 81]

Диагностирование рабочих характеристик сварочных линий осуществляется с помощью измерения или записи электрических характеристик силы тока, напряжения, сопротивления цепи. Здесь может применяться также дистанционное измерение температуры. В автоматическом оборудовании для точечной и стыковой  [c.151]

Количество подведенной от электрического нагревателя теплоты определяется по напряжению 11 и силе тока I. Напряжение измеряется вольтметром класса точности 0,1. Сила тока определяется по падению напряжения на образцовой катушке сопротивления. Считая погрешность электрического сопротивления образцовой катушки пренебрежимо малой по сравнению с погрешностью определения падения напряжения, принимаем относительную погрешность измерения силы тока такой же, как и погрешность измерения падения напряжения. Падение напряжения измеряется тем же самым вольтметром, что и напряжение и-. Во  [c.134]

Электрические свойства такого диэлектрика—-диэлектрическая проницаемость и потери определяются в основном путем расчета с использованием силы тока, напряжения, сопротивления, емкости и частоты, которые измеряются путем непосредственного отсчета по прибору. Поэтому, на наш взгляд, является весьма целесообразным для измерения неэлектрических величин использовать емкость, определяемую с помощью емкостных преобразователей. Измерение плотности или содержания отдельных компонентов в стеклопластике с помощью емкостных преобразователей основано на изменении емкости преобразователя за счет изменения содержания связующего или стеклонаполнителя в стеклопластике. Однако следует отметить, что емкость преобразователя в значительной степени зависит от типа преобразователя, его геометрических размеров, диэлектрической проницаемости материала, используемой частоты переменного тока, температуры и других параметров. Поэтому при расчете и конструировании датчика, а также при составлении корреляционной связи между плотностью стеклопластика и емкостью датчика, необходимо все это учитывать.  [c.101]

Понятие об электрическом токе. Проводники и изоляторы электрического тока. Напряжение. Единицы измерения напряжения — вольт. Сила тока. Единица измерения силы тока — ампер. Сопротивление. Единица измерения сопротивления — ом. Закон Ома.  [c.551]

В качестве источника электрической энергии использована аккумуляторная батарея, развивающая электродвижущую силу Е и имеющая собственное внутреннее сопротивление г. Потребителем, имеющим сопротивление К, может служить электродвигатель, лампочка, нагревательное устройство и др. Для измерения силы тока и напряжения в цепи имеются амперметр и вольтметр.  [c.5]

Для проверки собранной электрической части лифта применяются приборы для измерения силы тока (амперметры), напряжения тока (вольтметры) и сопротивления изоляции между проводами разных фаз и между каждым проводом и землей (мегомметры или меггеры) .  [c.95]

Мощность электрического нагревателя может быть измерена ваттметром сейчас имеются ваттметры класса 0,5 и даже 0,2. При необходимости повысить точность измерения мощности применяют схему с потенциометром. Эта электрическая схема в точности повторяет схему измерения сопротивления термометра сопротивления (см. рис. 3.13), где вместо термометра ставится нагреватель. Питание электрического нагревателя проводится от мощной батареи аккумуляторов или от сети переменного тока через выпрямитель так как сила тока в такой схеме весьма велика, то это надо учесть при выборе образцового сопротивления Кы- Измерение падения напряжения на образцовом сопротивлении дает возможности рассчитать силу тока /, проходящего через нагреватель падение напряжения на самом нагревателе А6 также измеряется потенциометром и мощность определяется как  [c.170]

Принято различать прямые и косвенные измерения. При прямом измерении мы непосредственно сравниваем величину нашего объекта с величиной единичного объекта, например, прикладывая образцовый метр к измеряемой длине либо определяя искомое число прямо по показаниям измерительного прибора — силу тока по амперметру, вес по показаниям пружинных весов и т. д. Однако гораздо чаще измерения проводят косвенно, например, площадь прямоугольника -по измерению его сторон, электрическое сопротивление — по измерениям сипы тока и напряжения, концентрацию примеси — по интенсивности ее спектральных пиний и т.д. Во всех этих случаях интересующее нас значение измеряемой величины получается путем соответствующих расчетов.  [c.6]

Практические измерения по определению опасности коррозии или эффективности катодной защиты являются преимущественно электрическими по своей природе. В принципе вопрос всегда сводится к измерению трех наиболее известных величин в электротехнике напряжения, силы тока и сопротивления. Определение потенциалов металлов в грунте или в растворах электролитов является измерением (не создающим нагрузки на цепь тока) падения напряжения между объектом и электродом сравнения, находящимися в среде с высоким сопротивлением (см. раздел 2.2).  [c.81]

Электролизер для получения алюминия — сложный электрометаллургический агрегат. Конструктивное и технологическое состояние процесса оценивается параметрами — геометрическими (длина, ширина, площадь, объем и т.д.), электрическими (напряжение, сила тока, мощность, электрическое сопротивление), магнитными (напряженность и индукция магнитного поля электромагнитная сила и т.д). Тепловые характеристики определяются тепловыми и энергетическими параметрами — температурой, теплопроводностью, теплоемкостью и пр. Значение каждого из этих параметров позволяет оценить те или иные особенности работы электролизера. Для измерения каждого из этих параметров применяются различные методы, специальные приборы и приспособления.  [c.355]

Для измерения различных электрических величин пользуются электроизмерительными приборами. Напряжение измеряют вольтметром, силу тока — амперметром, сопротивление —омметром и т. д.  [c.199]

Через 81 год после изобретения электрометра Георг Ом экспериментально открыл основной закон электрической цепи (закон Ома), связавший между собой напряжение, силу тока и сопротивление. Соотношение этих величин можно было открыть и без измерений, теоретически. Но, чтобы соотношение стало законом, его обязательно нужно подтвердить экспериментами. С законом Ома, кстати, было наоборот теоретический вывод последовал через год после экспериментального открытия.  [c.10]

Исследованиями ЭНИМСа установлено, что наиболее подверженными воздействию токов, текущих во вспомогательном контуре станка при ПМО, оказываются подшипники шпинделя. Прохождение тока через них может вызвать образование электрической дуги и, как следствие, выход узла из строя. Расчетный ресурс работы подшипника сохраняется, если падение напряжения на нем не превышает 0,8 В. Эту величину и следует принимать в качестве исходной при проектировании системы защиты станка от паразитных токов, связанных с ПМО. Падение напряжения на подвижных узлах станка существенно возрастает с увеличением частоты вращения шпинделя. Так, при одной и той же силе тока дуги падение напряжения на подшипниках карусельного станка 1540 составляло 0,16 В при частоте вращения шпинделя п==3 мин-, а возрастало до 0,45 В при п=80 мин-. Контроль падения напряжения на подшипниках станка, модернизируемого для ПМО, должен проводиться при максимальном токе дуги, наибольшей частоте вращения шпинделя и неработающем резце. В цепь между шпинделем и корпусом станка должен включаться вольтметр с внутренним сопротивлением порядка 10 Ом. Измерение падения напряжения должно производиться при запуске станка в эксплуатацию, а далее периодически  [c.175]

Весьма точным прибором, пригодным для измерения не только осредненных по времени скоростей, но также и мгновенных скоростей пульсирующего турбулентного потока, является термоанемометр, представляющий собой тонкую короткую проволочку, нагреваемую пропускаемым через нее электрическим током. При погружении в поток газа или жидкости проволочка охлаждается тем сильнее, чем больше скорость потока. С уменьшением же температуры проволочки увеличивается ее электрическое сопротивление, которое определяется по разности напряжений на ее концах, измеряемой милливольтметром или осциллографом. Проволочку изготовляют из платины, учитывая постоянство ее электрических и термических свойств, а также высокую температуру плавления. При измерении скоростей движения воды ввиду ее электропроводности (вследствие имеющегося в ней обычно загрязнения) проволочку запаивают в стеклянную трубку, толщину которой принимают с учетом величины и изменчивости измеряемых скоростей, а также силы тока, пропускаемого через проволочку. Диаметр проволочки должен быть равен примерно 0,1 мм, внешний диаметр стеклянной трубки составляет 0,25—0,3 мм, длина проволочки — около 10 мм. Такие малые размеры прибора позволяют измерять распределение скоростей в очень малых моделях и, что особенно ценно, в непосредственной близости от ограничивающих поток стенок.  [c.66]

Как видно, более острые выступы значительно скорее и легче осуществляют пробой промежутка и вслед за этим металлический контакт, чем сильно закругленные, тупые полированные микровыступы. Но отсюда следует и еще один вывод о неопределенности электрических сопротивлений холодных контактов, если их измерение производится при различной разности потенциалов, или, что тоже самое, при различных силах тока, пропускаемых через контакт. Это имеет место при измерении падения напряжения на контакте и определения средней величины полного сопротивления контакта.  [c.37]

Контрольные измерения тока. Для контрольных измерений напряжения и силы переменного и постоянного, тока, а также для измерения сопротивлений постоянному току предназначается ампервольтметр Ц-315. Он является переносным прибором, с помощью которого электромеханик или электромонтер может проверить напряжение и установить его падение при пуске лифтового электродвигателя, а также проверить величину изоляции электрических цепей.  [c.160]

Если искомую величину определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, найденными прямыми измерениями, то этот вид измерений называют косвенным. Например, объем параллелепипеда находят умножением трех линейных величин (длины, ширины и высоты) электрическое сопротивление — делением падения напряжения на силу электрического тока. Уравнение косвенного измерения у =f x ,x ,. ..,xn), где х, — i-Pi результат прямого измерения.  [c.118]

На практике нагревание калориметра проводят при помощи электрического тока, а количество теплоты рассчитывают исходя из данных измерения силы тока, напряжения и времени протекания тока. Обычно точность этих измерений настолько высока, что обработка полученных кривых не вызывает затруднений (см. разд. 6.2.1). Часто вместо параметров электрического тока измеряют изменение температуры калориметрической системы при помощи термометра сопротивления. Чувствительность измерений в таких экспериментах вьпие на порядок. Удельную теплоемкость рассчитывают как Ср =AQ/(ATm), если измерения выполняют при постоянном давлении, или Су=АОЦАТт), если измерения выполняют при постоянном объеме.  [c.67]

Разделение котодного и анодного пространств при измерении силы тока контактной пары с помощью электрического ключд приводит к созданию условий, чаще всего отсутствующих на практике, поэтому падение напряжения на ключе также необходимо компенсировать по принципу схемы с нулевым сопротивлением, иначе результаты будут занижены. Уменьщить сопротивление между электродами можно, разделяя их электрохимическим мостиком, не имеющим шлифов. Концы такого мостика заполняются агар-агаром.  [c.145]

В квазимонохромати-ческнх пирометрах используют лампы с вольфрамовой нитью, обладающей значительным температурным коэффициентом сопротивления. Таким образом, сила тока через лампу, напряжение на ее зажимах либо электрическое сопротивление нити лампы могут служить мерой ее яркостной температуры. В соответствии с этим в квазимонохроматических пирометрах в качестве показывающего прибора используют амперметр, включенный последовательно с лампой вольтметр, измеряющий падение напряжения на зажимах лампы логометр или мост, показания которых зависят от сопротивления лампы. В лабораторных и образцовых пирометрах силу тока в лампе обычно измеряют компенсационным методом. На нижнем пределе измерения сила тока в пирометрической лампе равна примерно половине величины, соответствующей верхнему пределу измерения ( 400 С). В связи с этим в пирометрах применяют амперметры с подавленным нулем или дифференциальные амперметры. Аналогичный принцип осуществляется при использовании вольтметров неиспользованной остается первая треть шкалы. Применение логометра или уравновешенного моста позволяет использовать всю шкалу показывающего при-бора. Точность отсчета и измерения значительно повышается при использовании уравновешенного моста.  [c.337]

Для измерения электрических параметров в бортовой цепи в продаже имеются так называемые комбинированные измерительные приборы, которые в одном устройстве объединяют вольтметр для измерения напряжения, амперметр для измерения силы тока и омметр для измерения сопротивления. Имеющиеся в продаже измерительные устройства различаются между собой главным образом диапазоном и точностью измерений. Диапазоном измерения устанавливается, в какой области должны находиться ре-тстрируемьй напряжение и сопротивление  [c.160]

Во время опыта калориметр герметически соединяется с печью через охлаждаемый фланец, имеющий отверстие для затвора 5, через которое ампула с исследуемой жидкостью попадает в калориметр. Перед началом измерений теплоемкости проводится определение теплового значения А калориметра расчетным или экспериментальным путем. При экспериментальном определении Ср,кк1ГА/(кг-град) значения А количество 0,5 тепла, вводимого в калориметр за время нагревания т, определяется по силе тока, проходящего через нагреватель, и падению напряжения на нем. Измерение электрических величин осуществляется при помощи потенциометрической схемы измерений. По показаниям термометра сопротивления находится зависимость температуры калориметра от времени. Графическая обработка этой зависимости дает возможность учесть поправку на теплообмен с окружающей средой [Л. 140]. Тепловое значение А калориметра определялось в интервале температур от 20 до 45°С. Погрешность в измерении теплового значения калориметра составляла 0,25—0,3%.  [c.145]

На рис. 21 ириведена функциональная схема батареи конденсаторов с элек1ромагнитиым устройством для калибровки ударных акселерометров. Это устройство может работать как по методу изменения скорости, так и по методу измерения силы. Принцип действия устройства основан на преобразовании накопленной электрической энергии в механическую при разряде батареи конденсаторов на выталкивающую катушку, которая возбуждает магнитное поле, взаимодействующее с расположенными вблизи выталкивающей катушки проводпиком-спа-рядом, сообщая ему мощный импульс ускорения. В исходном состоянии проводник-снаряд / устанавливают на. электромагнит батареи кондепсаторов2. При зарядке от источника постоянного тока 5 электронный выключатель 4 замкнут, через ограничивающий блок сопротивлений 5 заряжаются конденсаторы ё. Напряжение на конденсаторах контролируют при помощи специального измерительного контура. По достижении требуемого напряже-  [c.368]

Четыре первых члена этой формулы характеризуют влияние погрешностей электрических величин, необходимых для вычисления количества тепла, выделяемого электрическим током. Ясно, что для уменьшения этих погрешностей надо использовать амперметр и вольтметр высокой точности, причем сопротивление обмотки вольтметра должно быть большим. Однако для проведения наиболее точных экспериментов следует вообще отказаться от схемы, использующей амперметр и вольтметр, и применить метод компенсации. При этом калориметрический нагреватель включается по четырехпроводной системе и вся измерительная схема выглядит аналогично схеме для измерения сопротивления термометра сопротивления (рис. 3-11). только в случае необходимости к потенциометру добавляется делитель напряжения. Применение метода компенсации позволяет существенно уменьшить ошибки измерения напряжения и силы тока нагревателя, а ошибка, зависящая от сопротивлений вольтметра и нагревателя, выпадает совсем.  [c.271]

Измерение электрического сопротивления систем с клеевыми соединениями г производилось путем определения силы тока через образец и падения напряжения на участке образца. В целях проверки пригодности полученных расчетных зависимостей для термического сопротивления наполненной клеевой прослойки, обработанной в магнитном поле, была проведена серия экспериментальных исследований. Объектами исследования были клеевые композиции на основе полиэфирной смолы ПН-1 со стиролом в качестве полимеризуюш его растворителя, а также на основе эпоксидной смолы ЭД-5 и ПЭПА с диспергированными в них железным (карбонильный) Р-50 или никелевым (карбонильный) ПНК порошками. Склеивались стандартные образцы из стали 45 с поверхностями, обработанными шлифованием с последующей зачисткой шкуркой до 7а класса чистоты. Давление отверждения поддерживалось на у]ровне (2—3)-10 Па. Толщина клеевой прослойки выдерживалась в пределах 0,3 мм.  [c.216]

При проведении электрических стендовых испытаний источников питания измерения производят измерительными приборами класса не ниже 0,5 при государственных испытаниях и не ниже 1,5 при приемо-сдаточных. Во всех случаях снимаются внешние статические характеристики или их характерные точки, в частности, значения напряжения холостого хода и силы тока при нормированном рабочем напряжении. Изоляцию силовых развязывающих трансформаторов испытывают на сопротивление и электрическую прочность между обмотками, а также между каждой обмоткой и корпусом. Прочность проверяют повышенным переменным напряжением 2. .. 4 кВ, а межвит-ковую прочность — двойным (к номинальному напряжению) при повышенной частоте 100. .. 400 Гц. Источники питания, режим работы которых предполагает или допускает короткие замыкания нагрузок, испытывают на прочность единичными кратковременными, имитирующими замыкания, нагрузками с нормированным сопротивлением (обычно 10 МОм).  [c.48]

Измерение электрического сопротивления и излучательных характеристик металлов производится на цилиндрических образцах длиной 300 и диаметром 1 мм, нагреваемых постоянным током в вакууме. Измеряется сила тока, протекающего через образец, падения напряжения на рабочем участке и его температура. По этим данным определяется электрическое сопротивление и излучательная способность. Указанные характеристики исследованы для вольфрама, молибдена и других элементов в интервале от 800 до 2400 3000° С. Таблиц 4, библиогр. И назв.  [c.183]

Для определения электрических свойств лакокрасочных материалов и покрытий существуют гостированные методы и приборы. В частности, удельное объемное сопротивление определяют по ГОСТ 6433.2—71, диэлектрическую проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь в зависимости от частоты — по ГОСТ 6433.4—71 или ГОСТ 22372—77, а электрическую прочность — по ГОСТ 6433.3—71. Для определения р1/ пользуются приборами типа ПУС-1, М-218, или тераомметром Е6-3 (МОМ-4). Принцип измерения основан на оценке напряжения и силы тока, который проходит через образец, находящийся между двумя электродами. В случае порошковых красок применяют таблети-рованные образцы. Значение ру рассчитывают по формуле  [c.138]

ОММЕТР, прибор для измерения электрического (омического) сопротивления. В зависимости от диапазона измерений различают микроомметры, мегомметры, тераомметры. В простейших О. с магнитоэлектрическим измерительным механизмом реализуется метод вольтметра-амперметра при пост, напряжении источника питания сила тока, протекающего через подвижную рамку механизма, и отклонение указателя определяются измеряемым сопротивлением. Осн. недостаток таких О.— зависимость их показаний от напряжения источника питания, поэтому перед применением рассматриваемого О. нач. положение указателя обязательно корректируется. О. с логометром нечувствительны к отклонению напряжения питания от номин. значения (в пределах примерно  [c.486]

Предусилители для пьезодатчиков. Пьезоэлектрические датчики ускорениий н сил наиболее часто используют в аппаратуре для измерения параметров механических колебаний. Пьезоэлектрический преобразователь этих датчиков имеет емкостное внутреннее сопротивление и вырабатывает электрический заряд, пропорциональный измеряемому сигналу. Пьезоэлектрический преобразователь момшо рассматривать как источник заряда, тока или напряжения. Соответственно различаюг предусилители заряда, тока и напряжения. Выходные сигналы пропорциональны соответственно указанным входным величинам. Наибольшее применение находят предуси-  [c.234]

Для своих опытов по кипению мы несколько видоизменили метод Джеффри. Использованная в настоящей работе схема показана на фиг. 2. Постоянный ток силой около 30 а пропускали через трубку с паром и стандартное манганиновое сопротивление 0,0005 ом. Падение напряжения на трубке составляло около 0,007 в. Эти показания регистрировались с точностью 10 в потенциометром типа К-2 ( Лидс и Нортрап ) с гальванометром, 1 мм шкалы которого соответствовал 0,5 10″ в. Тепло, выделяемое электрическим током, составляло всего 0,2 вт, что представляло собой малую величину по сравнению с теплом, выделяющимся при конденсации пара. Максимальная погрешность измерения температуры металла вследствие электрических и прочих источников неточности оценивается приблизительно величиной 2,2°С.  [c.262]

---

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА А) Сила тока Б) Напряжение В) Сопротивление А Б В

Вопросы для экзамена по физике.

8 класс.

Вопросы для экзамена по физике. 8 класс. 1. Внутренняя энергия. Способы изменения внутренней энергии. Объяснение изменения внутренней энергии на основе представления о молекулярном строении вещества. 2.

Подробнее

Тест по физике в 9 классе. Вариант 2

Тест по физике в 9 классе Вариант 2 1. Чему равно нормальное атмосферное давление? А. 670 мм рт.ст. В. 760 мм рт.ст. С. 370 мм рт.ст. D. 752 мм рт.ст. Е. 730 мм рт.ст. 2. Как изменяется скорость тел при

Подробнее

Образцы комбинированных заданий Часть 3

Образцы комбинированных заданий Часть 3 1. Автомобиль трогается с места и, двигаясь равноускоренно, через 20 с приобретает скорость 72 км/ч. Чему равна масса автомобиля, если известно, что работа, совершенная

Подробнее

КИМ(ы) по физике 9 класс.

9 класс.. 1.Троллейбус, трогаясь с места, движется с постоянным ускорением 1,5 м/с. Через какое время он приобретет скорость 54 км/ч? 2. С каким ускорением будет двигаться тело массой 400 г. под действием

Подробнее

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) работа тока

Демонстрационный вариант по физике в 8 классе 1.Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются. ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ А) работа тока Б) сила тока B)

Подробнее

U а) 2 А, б) 5 А, в) 10 А

Тест по электротехнике. Вариант 1. 1.Какие приборы изображены на схеме? а) электрическая лампочка и резистор; б) электрическая лампочка и плавкий предохранитель; в) источник электрического тока и резистор.

Подробнее

Постоянный электрический ток

1 Постоянный электрический ток Справочные сведения. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛЫ ТОКА Пусть через некоторую поверхность, площадь которой S, перпендикулярно ей, за время проходит заряд q. Тогда силой тока называется

Подробнее

«Система оценивания на уроках физики»

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа 496 Московского района Санкт-Петербурга Методическая разработка «Система оценивания на уроках физики» Автор: Васильева

Подробнее

/ /12

1. Задание 14 1428 Вариант 3580611 Резистор 1 с электрическим сопротивлением 3 Ом и резистор 2 с электрическим сопротивлением 6 Ом включены последовательно в цепь постоянного тока. Чему равно отношение

Подробнее

ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 4

ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 4 КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ЗАДАЧИ Для выполнения заданий необходимо записать полное решение 1. запись краткого условия задачи (Дано:) 2.запись формул, необходимых и достаточных для решения(решение:)

Подробнее

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ФОРМУЛЫ

На рисунке показана цепь постоянного тока. Внутренним сопротивлением источника тока можно пренебречь. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать (

Подробнее

Законы постоянного тока

Вариант 1 1. Сила тока в проводнике равномерно нарастает от 0 до 3 А в течение 10 с. Определить заряд, прошедший в проводнике за это время. Ответ: 15Кл. 2. Три батареи аккумуляторов с ЭДС 12 В, 5 В и 10

Подробнее

Контрольная работа 1 «Кинематика»

Контрольная работа 1 «Кинематика» Вариант 1 (1часть) 1. Двигаясь равномерно, велосипедист проезжает 40 м за 4 с. Какой путь он проедет при движении с той же скоростью за 20 с? А. 30 м. Б. 50 м. В. 200

Подробнее

9 класс Задачи для повторения

9 класс Задачи для повторения 1 Какое количество теплоты (Q) пойдет на нагревание воды массой 3,5 тонны от 20 до 50 С? Удельная теплоёмкость воды С = 4200 Дж/(кг С). 2 Используя психрометрическую таблицу

Подробнее

Итоговый тест ПО ФИЗИКЕ 7 класс

Итоговый тест ПО ФИЗИКЕ 7 класс 1. Физическое тело обозначает слово 1. вода 2. самолёт 3. метр 4. кипение 2. К световым явлениям относится 1. таяние снега 2. раскаты грома 3. рассвет 4. полёт бабочки 3.

Подробнее

Задачи к билетам с решениями за 8 класс

Задачи к билетам с решениями за 8 класс Билет 1. Задача на параллельное и последовательное соединение проводников. Последовательно соединены n равных сопротивлений. Во сколько раз изменится сопротивление

Подробнее

Тест по физике в 9 классе.

Вариант 6

Тест по физике в 9 классе Вариант 6 1. Как называется единица массы в Международной системе (СИ)? А. Грамм. В. Метр. С. Секунда. D. Тонна Е. Килограмм. 2. По какой формуле определяется Архимедова сила?

Подробнее

ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 1

ПОДГОТОВКА к ОГЭ ЧАСТЬ 1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ 1.Два точечных заряда будут притягиваются друг к другу, если заряды 1.одинаковы по знаку и любые по модулю 2.одинаковы по знаку и обязательно одинаковы по

Подробнее

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 3 ВАРИАНТ 1 1. Три источника тока с ЭДС ξ 1 = 1,8 В, ξ 2 = 1,4 В, ξ 3 = 1,1 В соединены накоротко одноименными полюсами. Внутреннее сопротивление первого источника r 1 = 0,4 Ом, второго

Подробнее

Пробный вариант ОГЭ по физике.

Часть 1.

Пробный вариант ОГЭ по физике. Часть 1. 1. Для каждого физического понятия из первого столбца подберите соответствующий пример из второго столбца. Физические понятия Примеры А) физическая величина Б) единица

Подробнее

10. Электрический ток.

. Оглавление 10.01. Электрический ток. Сила тока. Сопротивление…. 10.0. Закон Ома. Последовательное и параллельное соединение проводников…. 5 10.03.П. Электроизмерительные приборы…. 13 10.04. ЭДС.

Подробнее

а) 0,5 км/с, 2) 250 м/с 3) 22,4 м/с, 4) 501 м/с а) 0,25 V 0 t 0 2) V 0 t 0, 3) 2 V 0 t 0, 4) V 0 t 0 а) 44 0 С, 2) 36,6 0 С, 3) 34 0 С, 4) 301 К

V 1. График зависимости скорости тела от времени имеет вид полуокружности. Максимальная скорость тела V 0, время движения t 0. Определить путь пройденный телом. V 0 t 0 t 6. Снаряд массой 0 кг, летевший

Подробнее

учебный год

Приложение к рабочей программе по физике для 10 класса Примерные оценочные и методические материалы для осуществления текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации учащихся 10-го класса по

Подробнее

Взаимосвязь и разница между напряжением, током и сопротивлением —

Приступая к изучению мира электроники и электричества, очень важно начать с понимания основ напряжения (v), тока (c) и сопротивления. (R) . Эти три фундаментальных принципа являются основными строительными блоками, необходимыми для использования электричества. Поначалу эти концепции могут быть трудными для понимания, потому что мы их не видим. Невозможно увидеть поток энергии по проводу глазами.

Даже молния в небе, хотя и видимая, на самом деле не является обменом энергии, происходящим от облака к планете. Однако это реакция воздуха на энергию, проходящую через него. Итак, чтобы заметить эту передачу энергии, мы должны использовать инструменты измерения, такие как анализатор спектра, мультиметр и осциллограф. Этот осциллограф используется для визуализации того, что происходит с зарядом в системе. Эта статья расскажет вам об основных отношениях и различиях между напряжением и током, а также о соотношении между током и напряжением.

Связь между напряжением, током и сопротивлением.

. .Все материалы состоят из атомов, каждый атом состоит из протонов, нейтронов и электронов. Если протоны имеют положительный электрический заряд, нейтроны не имеют электрического заряда, а электроны имеют отрицательный электрический заряд. Эти трое вместе в атоме. Но если мы отделим их друг от друга, они захотят реформироваться, чтобы проявить потенциал притяжения, называемый разностью потенциалов.

Когда мы строим замкнутую цепь, эти электроны движутся и возвращаются к протонам из-за их притяжения, чтобы создать поток электронов, это называется электрическим током.Электроны не текут свободно из-за ограничения потока электронов, это называется сопротивлением.

Тогда все основные схемы состоят из трех отдельных величин, а именно напряжения, тока и сопротивления.

Электрический заряд

Электричество — это движение электронов, оно создает заряд, который мы можем подключить для выполнения работы, вашего света, телефона, стереосистемы и т. Д. Все они работают с использованием основного источника энергии, то есть движения электронов . Три основных принципа, такие как напряжение, ток и сопротивление, можно обсудить, используя электроны или, точнее, заряд, который они создают.Основное различие между током и напряжением заключается в том, что если приложить разность потенциалов между двумя точками в любом материале, в принципе может существовать ток.

• Напряжение определяется как разность потенциалов между двумя точками электрического заряда.
• Ток — это поток электронов.
• Сопротивление определяется как способность материала ограничивать прохождение тока.

Итак, когда мы обсуждаем эти значения, поведение электронов в замкнутой цепи позволяет заряду перемещаться из одного места в другое.Основные компоненты, используемые в схеме, позволяют нам контролировать заряд и использовать его для работы. Так, баварский ученый Георг Ом изучал электричество. Он описал единицу сопротивления, которая определяется напряжением и током. Разница между напряжением и током и сопротивлением обсуждается ниже.

Закон Ома

Закон Ома определяется как соотношение между тремя величинами, такими как сопротивление, напряжение и ток. Оно выводится по формуле V = IR, где

Закон Ом

• Напряжение V измеряется в вольтах
• Ток I измеряется в амперах
• Сопротивление R измеряется в омах.

В этом уравнении напряжение равно току, умноженному на сопротивление. Используя методы алгебры, мы можем использовать это уравнение в двух вариантах, отдельно для решения тока и напряжения.

V = IR

Из приведенного выше уравнения закона Ома мы можем рассчитать значения тока и напряжения, используя следующие уравнения.
I = V / R
R = V / I
В приведенной ниже схеме есть источники напряжения, сопротивления и тока, а именно аккумулятор для напряжения, лампа является только одним источником сопротивления и тока.Это упрощает применение закона Ома. Если мы знаем любые два значения напряжения, тока и сопротивления, мы можем вычислить третье, используя закон Ома.

Принципиальная электрическая схема V, I и R

В приведенной выше схеме, когда указаны значения напряжения и сопротивления, мы можем вычислить величину тока. Величина тока в приведенной выше цепи составляет
В = 12 В, R = 3 Ом
I = V / R => 12 В / 3 Ом = 4 А

Разница между напряжением, током и сопротивлением

Основное различие между ними в основном заключается в том, что определение напряжения, сопротивления и тока. Различия между V, I и R обсуждаются ниже.

Напряжение определяется как разность зарядов между двумя точками цепи, также называемая электродвижущей силой. Он измеряется в вольтах (1 В = 1 джоуль / кулон (В = Вт / Кл)). Одна точка имеет больше заряда, чем другая. Единица вольт названа в честь изобретения итальянского физика Алессандро Вольта. Термин «вольт» на схемах обозначен буквой V. Измерителем напряжения является вольтметр.Напряжение — это источник, а ток — его результат, это может происходить без тока. Напряжение распределяется по различным электронным компонентам, которые соединены последовательно в цепи, и напряжение в параллельной цепи одинаково для всех компонентов, которые соединены параллельно.

Ток определяется как скорость протекания электрического заряда в цепи. Обозначается символом «I». Единица измерения тока — ампер или сила тока, а 1 ампер = 1 кулон в секунду. Измеритель силы тока — амперметр.Ток одинаков во всех последовательно соединенных компонентах. И ток распределяется при параллельном подключении компонентов.

Сопротивление определяется как сопротивление, которое вещество оказывает потоку электрического тока. Обозначается буквой R. Единицей измерения сопротивления является ом, а измерителем сопротивления — мультиметр.

Разница между напряжением, током и сопротивлением

При описании разницы между напряжением, сопротивлением и током по общей аналогии используется резервуар для воды.Рассмотрим резервуар для воды на определенной высоте от земли. Внизу этого резервуара для воды есть трубка. В этом резервуаре заряд обозначается количеством воды, напряжение обозначается давлением воды, а ток обозначается потоком воды. Для этого запомните следующие термины: заряд — это вода, напряжение — это давление, а ток — это поток воды.

Common Water Tank

Это все о взаимосвязи и разнице между напряжением, током и сопротивлением.Теперь вы должны понять основные концепции этих трех терминов и то, как они связаны. Закон Ома — это основной принцип анализа электрических цепей. Кроме того, если вы хотите изучить более сложные приложения закона Ома, оставьте свой отзыв в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, какие приборы используются для измерения напряжения, тока и сопротивления.

Фото:

Напряжение, ток и сопротивление: (Как они соотносятся?)

Напряжение

Напряжение — это электрическое давление, которое заставляет электрические заряды (электроны) перемещаться в электрической цепи.Напряжение измеряется в вольтах, сокращенно «V».

Чтобы понять концепцию напряжения, рассмотрим водяной насос, перекачивающий воду. Насос заставляет воду течь по трубам. Насос действует как напряжение, а вода действует как заряд.

Однако необязательно, чтобы при приложении напряжения электрические заряды протекали (ток). Заряды нуждаются в полностью замкнутом пути прохождения потока.

Ток

Электрический ток — это количество электронов, проходящих через точку в цепи.Рассмотрим схему, отмеченную буквой «А» в точке. Количество электронов, которые пройдут через точку «А» за одну секунду, и будет током в цепи. Вы можете рассматривать ток в цепи как поток воды в трубах.

Ток в цепи вызывается напряжением, так же как поток воды в трубах вызывается насосом. Электрический ток измеряется в амперах, иногда называемых «амперами». Обозначается буквой «I».

Сопротивление

Сопротивление, как следует из названия, обеспечивает сопротивление электрическому току.Он всегда пытается остановить ток. Каждый материал во всем мире имеет сопротивление электрическому току.

Некоторые материалы имеют очень маленькое сопротивление, называемые проводниками. В то время как другие материалы имеют очень высокое сопротивление, называемые изоляторами. Мы используем проводники в цепи, чтобы электрический ток проходил легко.

Сопротивление зависит от структуры материала:

• Если в материале больше свободных электронов, таких как металлы, он будет действовать как проводник.
• Если в материале меньше свободных электронов, например в резине, он будет действовать как изолятор.

Связь между напряжением, током и сопротивлением

Связь между напряжением, током и сопротивлением можно найти из закона Ома:

V = I * R ; Здесь V = напряжение, I = ток, R = сопротивление

См. Закон Ома для получения дополнительной информации.

AC и DC

В цепи протекает ток двух типов.Один называется DC (постоянный ток), а другой — AC (переменный ток).

DC — постоянный ток

Постоянный ток — это поток электронов в одном направлении. Хотя величина тока может уменьшаться или увеличиваться, но он всегда будет течь в одном направлении в цепи. Аккумуляторы и зарядное устройство вырабатывают постоянный ток.

AC — переменный ток

Переменный ток не течет в одном направлении в цепи. Вместо этого он постоянно меняет свою полярность (направление).Скорость изменения полярности называется частотой переменного тока. Все мы используем переменный ток в наших домах с частотой от 50 до 60 Гц. Зарядные устройства часто преобразуют переменный ток в постоянный для зарядки аккумулятора вашего ноутбука и смартфона.

Интересные факты

• При достаточном напряжении электрический ток может проходить через воздух. Удары молнии, когда напряжение становится достаточным для прохождения через воздух.
• Когда ток проходит через проводник, он создает вокруг него магнитное поле.
• Напряжение измеряется вольтметром. А ток измеряется амперметром.

3. Ток, напряжение и сопротивление

Электричество можно описать в терминах Ток, Напряжение и Сопротивление Ток (символ = I) Электрический ток течет при движении заряда Ток — это мера скорости, с которой заряд проходит через точку в цепи Ток измеряется в Амперах (А) Чем выше ток, тем быстрее течет заряд в этой точке цепи В цепи ток течет от положительного конца источника питания к отрицательному концу источника Напряжение — это мера энергии, переносимой или используемой зарядом. Напряжение можно представить как разность энергии (давления) в начале и в конце цепи. Начало цепи будет под высоким давлением, и по мере протекания тока через цепь давление будет снижаться. к резисторам, таким как шарики Электрохимический элемент или батарея восстанавливают давление заряда, чтобы обеспечить цепь энергией для поддержания потока Напряжение измеряется в Вольт (В) Для того, чтобы американские горки поднялись на подъем, требуется энергия, но, оказавшись на вершине, они скатываются вниз по склону без каких-либо дополнительных действий. В цепи батарея будет поставлять достаточно энергии для перемещения заряда из места с низким уровнем энергии в место с высоким уровнем энергии, точно так же, как двигатель, толкающий американские горки к вершине подъема. В клипе ниже взрослый должен подтолкнуть тележку к верху, прежде чем она скатится, и по рельсам Сопротивление (символ = R) Сопротивление является мерой большой нагрузки, например, свет ограничивает прохождение тока Сопротивление количественно определяет, насколько хорошо проводник проводит электричество Сопротивление измеряется в Ом (Ом) СМОТРЕТЬ ВИДЕО, ВИДЕО, ОПИСАННОЕ ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ ТОКОМ, НАПРЯЖЕНИЕМ И МОЩНОСТЬЮ 49 49

Ток, сопротивление, напряжение и мощность

Текущий
Ток — это мера потока электрического заряда через материал. Материал, который может переносить поток заряда, называется проводником. Ток определяется как количество заряда, которое проходит через проводник за определенное время. Единицей измерения тока является ампер (А), который равен одному кулону в секунду (кулон — единица заряда),

Символ I используется для обозначения тока (хотя J часто используется в инженерные источники). Ток I через проводник зависит от его площади A , концентрации n носителей заряда, величины заряда q каждого носителя и величины их средней (или «дрейфующей») скорости. v _d ,

Плотность тока — это количество тока, протекающего через проводник, деленное на его площадь,

Направление потока тока определяется в терминах потока положительных зарядов (даже если фактические носители заряда отрицательны).Единица измерения плотности тока — Амперы на квадратный метр (А / м ² ).

Удельное сопротивление
Некоторые проводники переносят заряд легче, чем другие. Удельное сопротивление материала описывает, насколько легко может течь заряд. Хорошие проводники имеют небольшое удельное сопротивление, а хорошие изоляторы — большое. Удельное сопротивление ρ (греческая буква «ро») равно величине электрического поля в материале, деленной на плотность тока,

Единица измерения величины электрического поля — вольт на метр (В / м). ), а единицей измерения плотности тока является ампер на квадратный метр (А / м ² ), поэтому единицей измерения удельного сопротивления является вольт-метр на ампер,

Многие проводники подчиняются закону Ома.Материалы, которые подчиняются закону Ома, имеют постоянное удельное сопротивление независимо от значений электрического поля E и плотности тока J. Формулы, относящиеся к цепям, верны для «омических» материалов, а «неомические» материалы в этом курсе не обсуждаются.

Удельное сопротивление омического проводника зависит от температуры материала. Зависящее от температуры удельное сопротивление ρ (T) можно найти по формуле:

Для этой формулы требуется ρ ₀ , удельное сопротивление при эталонной температуре T ₀ . Температурный коэффициент удельного сопротивления α различен для каждого материала. Для температур в градусах Цельсия (℃) температурный коэффициент удельного сопротивления имеет единицы: 1 / ℃ = (℃) ^(-1)

Сопротивление
Удельное сопротивление — это свойство материала, а сопротивление — это свойство определенного куска этого материала. Сопротивление отрезка проводника зависит от его длины L, площади A и удельного сопротивления ρ,

Единицей измерения сопротивления является Ом, который обозначается греческой буквой Ω («омега»).Один Ом равен одному Вольт на Ампер,

Сопротивление зависит от температуры так же, как удельное сопротивление,

Для этой формулы требуется R ₀ , сопротивление при эталонной температуре T ₀ . Температурный коэффициент α отличается для каждого материала, как описано в разделе Сопротивление .

Резистор — это устройство, которое используется в электрических цепях и имеет определенное фиксированное сопротивление. Резисторы изготавливаются путем выбора куска материала с определенным удельным сопротивлением, длиной и площадью и обертывания его изолятором с проводами, выходящими из каждого конца.На принципиальных схемах он представлен символом

Напряжение
Напряжение — это разница электрического потенциала между двумя точками. Если электрическое поле в проводнике однородно, разность потенциалов равна,

Используя уравнения в Ток, удельное сопротивление, и Сопротивление секций, можно найти другое уравнение для разности потенциалов,

Уравнение V = IR означает, что разность потенциалов или напряжение на резисторе можно найти, умножив его сопротивление на ток, протекающий через него.Единицей измерения разности потенциалов является вольт (В), который равен джоуля на кулон (Дж / Кл).

Источник напряжения — это устройство, используемое в электрических цепях, которое имеет фиксированную разность потенциалов между его концами. Источником напряжения может быть батарея или другой источник постоянного тока с фиксированной разностью потенциалов. На принципиальных схемах он представлен символом

. Если концы источника напряжения соединены через цепь с любым количеством резисторов или других компонентов, образуется полная цепь, и ток может течь от одной клеммы к другой. другой.Если ток течет, он будет одинаковым на обоих выводах источника напряжения.

Источник напряжения, который является частью полной схемы, может создавать электродвижущую силу, которая обозначается символом ε («сценарий e»). Единицей электродвижущей силы является вольт (В), который равен джоуля на кулон (Дж / Кл). Для идеального источника электродвижущая сила равна разности напряжений,

Настоящие источники, такие как батареи, не идеальны, поэтому существует некоторое внутреннее сопротивление.Если внутреннее сопротивление батареи равно r, то разница напряжений на батарее равна

. Это также называется напряжением на клеммах батареи. Если полная цепь сделана с использованием резистора с сопротивлением R, ток, протекающий через цепь, можно найти с помощью уравнения V = IR,

Ток равен электродвижущему. сила источника, деленная на полное сопротивление цепи.

Мощность
Мощность (P) — это мера скорости, с которой энергия передается или используется элементом схемы. Источники напряжения обеспечивают питание, а резисторы используют мощность (рассеивая ее в виде тепла). Мощность равна напряжению на элементе схемы, умноженному на ток, протекающий через него,

Единицей измерения мощности является ватт (Вт), который равен джоулям в секунду,

Это соотношение может быть определяется по формуле для мощности:

Мощность, потребляемая или рассеиваемая резистором, может быть найдена по формуле V = IR.Эта формула может использоваться для замены напряжения или тока в формуле мощности,

,

и

Выходная мощность батареи с внутренним сопротивлением может быть найдена по формуле V = ε-Ir и формула для мощности,

Основы закона Ом — напряжение, ток и сопротивление

В предыдущем уроке мы обсудили применение тока, напряжения и важность закона Кулона в электричестве. Но без закона Ома работа электрической цепи становится неполной.

Для выполнения этого также задействован закон Ома . Немецкий физик Георг Симон Ом открыл закон Ома и обнаружил взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением.

Из этого руководства вы узнаете, как применить закон сопротивления к различным приложениям электротехники и электроники.

Как известно, электрический ток течет в виде заряженных электронов.Другими словами, меньший поток электронов означает, что в цепи присутствует высокое сопротивление. А высокий поток электронов означает низкое сопротивление.

Электронный ток — это количество электронов, движущихся за секунду. Однако для практических приложений нам нужно меньшее количество заряда электрона. Для упрощения использовались две единицы измерения, известные как ампер и кулон .

Кулон, обозначенный « Q» , выражает достаточное количество электрического заряда.

Электрический заряд равен 6 миллионам электронов, умноженным на 1 миллион электронов. Этот результирующий заряд снова умножается на один миллион электронов.

Ампер, представленный как ‘A’ — это сила единичного тока или количество электронов, перемещающихся в секунду, в данном случае один кулон в секунду.

Ампер слишком велик для некоторых приложений. Таким образом, он снова делится на части, известные как миллиампер ( мА), и микроампер ( мкА, ).

  1 A = 1000 мА = 1 000 000 мкА
1 мА = 1/1000 А = 1000 мкА
  

Теперь поговорим о сопротивлении. Поскольку состав различных материалов отличается, некоторые материалы обладают более сильным противодействием потоку электронов, чем другие металлы. Это электрическое явление известно как сопротивление .

Теперь, если мы приложим движущую силу или Электромагнитную силу (E.M.F) к проводнику, большое количество электронов потечет быстро. Это доказывает, что сопротивление проводника невелико.

С другой стороны, применение того же Э. М. Ф. к изолятору произведет меньше электронов. Следовательно, сопротивление изолятора высокое.

Сопротивление выражается в Ом и обозначается греческой заглавной буквой «Ω ». Единицей измерения E.M.F является вольт. Один вольт — это движущая сила, необходимая для создания силы тока 1 А в цепи с сопротивлением 1 Ом.

Электрический ток — это измерительный прибор, называемый амперметром, а электрическое сопротивление измеряется с помощью омметра.

Как работает закон Ома?

Закон

Ома связывает электрические величины, такие как ток, напряжение, мощность и сопротивление. Чтобы узнать о практическом применении закона Ома, приведу пример.

Подключите провод определенного сопротивления последовательно к источнику батареи 1,5 В и предположите, что амперметр показывает ток 0,2 А. Теперь, если мы увеличим напряжение до 3 В, измеритель тока покажет большее значение тока, скажем, 0,4 А.

Это означает, что при поддержании постоянного сопротивления и увеличении напряжения ток будет удвоен.Повторяя этот процесс увеличения и уменьшения напряжения, сохраняя неизменным сопротивление, напряжение будет пропорционально току.

То же самое происходит, если мы изменяем длину проводящего провода, сохраняя приложенное напряжение постоянным.

Если мы изменим длину провода на более короткую или более длинную, это будет иметь некоторый эффект из-за сопротивления провода.

Например, при приложении постоянного ЭДС 1,5 В и длине провода 2 м потребляемый ток равен 0.3А.

Теперь, если мы изменим длину провода на 1 м, ток будет меньше 0,1 (но не 0,3) из-за меньшего расстояния, которое нужно преодолеть, и меньшего сопротивления, которое необходимо преодолеть.

Теория закона Ома

Когда вы берете металлический проводник и пропускаете через него ток, разность потенциалов между двумя концами проводника остается постоянной.

Определение закона Ома

Закон

Ом гласит, что «ток, протекающий через электрическую цепь, будет изменяться при приложении напряжения, но сопротивление обратно пропорционально сопротивлению материала проводника».

Формула закона Ома представлена ​​уравнением

В = ИК

‘V’ — падение потенциала (напряжения) на резисторе.

«I» — ток, протекающий в цепи через резистор

.

‘R’ — значение сопротивления резистора, выраженное в омах.

Приведенное выше уравнение I = V / R отражает следующие факты.

• Ток меняется в зависимости от приложенного входного напряжения

Если сопротивление проводника остается постоянным, напряжение будет увеличиваться с увеличением тока и напряжение уменьшаться с уменьшением тока.

• Ток и сопротивление противоположны друг другу

Теперь сохраните напряжение в цепи как постоянный параметр. Если вы измените сопротивление, ток также изменится.

Например, если сопротивление увеличивается, ток в цепи уменьшается, а если сопротивление уменьшается, ток увеличивается.

• Соотношение напряжения и тока

Связь между напряжением и током линейна.то есть с большим напряжением ток будет выше, а с меньшим напряжением — меньший ток.

Аналог закона Ома

Связь между напряжением, током и сопротивлением можно узнать, найдя третью величину из двух известных значений.

Двумя известными значениями могут быть напряжение, ток или сопротивление.

Расчет по закону Ома

Закон Ома можно представить в трех формах. Проще говоря, закон Ом, круг или закон Ом. Треугольник используется в электрических цепях для определения третьей величины из двух других величин.

Метод круга или треугольника используется для запоминания закона Ома.

Здесь я использую круг закона Ома, чтобы узнать напряжение, ток и сопротивление.

1. Чтобы рассчитать напряжение (В) , округлите напряжение (В), как показано ниже. Ток и сопротивление взаимосвязаны.

V = I x R

2. Чтобы рассчитать ток (в амперах) , округлите ток (I), как показано ниже. Это будет ток, протекающий в цепи.

I = V / R

3. Аналогично, , чтобы узнать сопротивление (Ом) , округлив сопротивление (R), вы получите сопротивление проводника.

R = V / I

Комбинируя напряжение, ток и сопротивление, мы можем получить общее соотношение для построения графика закона Ом .

Из графика, если ток в электрической цепи увеличивается, напряжение увеличивается линейно и наоборот.

Для облегчения связи Закон Ома Таблица приведена для быстрого ознакомления.

Закон Ома	Известные значения	Отношение 1	Отношение 2
V = IR	Ток и сопротивление	Напряжение прямо пропорционально току	Напряжение прямо пропорционально сопротивлению
I = V / R	Напряжение и сопротивление	Ток обратно пропорционален сопротивлению	Ток прямо пропорционален напряжению
R = V / I	Напряжение и ток	Сопротивление прямо пропорционально напряжению	Сопротивление обратно пропорционально току

Теперь дайте нам знать , как использовать формулы закона Ома на практике.

Примеры закона Ома

1 . Определение тока в цепи

Дано: напряжение = 5 В, сопротивление = 500 Ом, I =?

Формула:

I = V / R = 5/500 = 0,01 А.

Итак, при приложении потенциала 5 В через резистор на 500 Ом протекает ток 0,01 А.

2. Определение напряжения в цепи

Дано: Сопротивление = 100 Ом, I = 2 А, Напряжение =?

Формула:

В = ИК = 2 * 100 = 200 В

Итак, напряжение АКБ для схемы составляет 200В.

3. Нахождение сопротивления в цепи

Дано: I = 2A, напряжение = 5V, сопротивление =?

Формула:

R = V / I = 5/2 = 2,5 Ом

Таким образом, необходимо последовательно подключить к источнику батареи сопротивление 2,5 Ом.

Практическое применение закона Ома

1. Устройство блока питания (как делитель напряжения)

Закон

Ом полезен при проектировании источников питания для электронных схем.Делители напряжения определяют регулируемый выход для правильного функционирования схемы. Это достигается выбором правильного сопротивления по закону Ома.

2. Аналоговые датчики

Некоторые типы датчиков выдают текущее значение на выходе. Например, радарный датчик выдает выходной ток 4-20 мА.

Этот выходной ток должен быть преобразован в напряжение с помощью уравнения сопротивления. Полученное аналоговое напряжение затем обрабатывается через АЦП (аналого-цифровой преобразователь).

3. Контроль скорости

Закон

Ом широко используется в приложениях, регулирующих скорость. Он используется в потенциометре , также известном как « POT ». Сопротивление ручки изменяется медленно, что увеличивает напряжение и вращает двигатель или вентилятор.

4. Упрощение схем

Он также используется для сокращения сложных электрических цепей с использованием закона напряжения Кирхгофа и уравнения закона тока Кирхгофа .Последовательные и параллельные цепи могут быть реализованы просто с помощью закона Ома.

Заключение

В реальной жизни важно узнать ток и напряжение для любого приложения. Небольшое отклонение выходной нагрузки может привести к возгоранию или повреждению цепи. Чтобы этого избежать, необходимо применить принципы закона Ома и построить действующую электронную систему.

Закон Ома

Мы рассматриваем фундаментальную связь в электронике и физике.

Закон Ома был открыт Георгом Омом в 1837 году, и это основное уравнение, которое управляет многими схемами.Три основных ингредиента — это ток через простую цепь, приложенное напряжение (обычно от батареи) и сопротивление устройства, которое использует ток для выполнения некоторой работы, обычно тепла или света. На этом этапе вы узнаете о

• математическая формулировка закона Ома и основная обратная зависимость, которую он кодирует
• как аналогия с водопроводной трубой может помочь понять значение закона Ома.

Закон Ома

Закон Ома гласит, что если \ (\ normalsize {V} \) — это напряжение (измеренное в вольтах) на резисторе \ (\ normalsize {R} \) (измеренное в омах), которое потребляет ток \ (\ normalsize {I} \) (измеряется в амперах), то \ [\ Large {V = IR}.\] Резистор — это объект, который использует электрическую энергию и преобразует ее во что-то еще, например, тепло или свет. Примером может служить тостер. Электроэнергия, протекающая через тостер, питается от перепада напряжения, подаваемого через электрическую розетку. Чем больше напряжение, тем больше тока \ (\ normalsize {I} \) проходит через тостер. Итак, для фиксированного резистора \ (\ normalsize {R} \) закон Ома устанавливает линейную пропорциональность между напряжением и током. ^{Нити тостера Ник Карсон на en.wikipedia CC BY 3.0, через Wikimedia Commons} Однако мы можем взглянуть на закон и по-другому. Если мы рассматриваем напряжение \ (\ normalsize {V} \) как фиксированное, то сопротивление и ток обратно пропорциональны, поскольку их произведение постоянно и равно фиксированному напряжению. Если мы увеличиваем сопротивление, то ток уменьшается, а если мы уменьшаем сопротивление, то ток увеличивается. Это ситуация с цепью, работающей от батареи, или с электричеством в нашем доме, где подаваемое напряжение является постоянным (\ (\ normalsize {110-120} \) вольт в большинстве стран Америки, \ (\ normalsize { 220-230} \) вольт в Европе, Австралии и большинстве стран Азии).Однако, строго говоря, в этом случае напряжение меняется по направлению. В предельном случае, когда сопротивление становится равным нулю, например, если вы заменяете тостер на провод, то течет бесконечно большой ток. Затем происходит короткое замыкание , часто с катастрофическими последствиями, особенно если у вас нет плавкого предохранителя, который может разорвать цепь в такой аварийной ситуации.

Некоторые примеры

Если мы подключим лампу к цепи, питаемой 6-вольтовой батареей, и потребляем ток 3 ампера, тогда сопротивление \ (\ normalsize R \) будет равно \ [\ Large R = \ frac {V} {I} = \ frac 63 = 2 \; \ text {ohms}.\] Теперь, если мы подключим ту же лампу к 10-вольтовой батарее, то ток \ (\ normalsize I \) будет \ [\ Large I = \ frac {V} {R} = \ frac {10} 2 = 5 \; \ text {amps}. \] Если мы хотим сделать свет ярче, нам нужно увеличить ток, скажем, до 8 ампер, тогда нам нужно увеличить наше напряжение до \ [\ Large V = IR = 8 \ times2 = 16 \; \ text {volts}. \]

Q1 (E): электрическое устройство подключено к напряжению 120 вольт. Найдите ток, если сопротивление 480 Ом.

Q2 (E): Предположим, что у нас есть батарея с некоторым постоянным напряжением, освещающая небольшую лампу, а амперметр показывает 40 мА, где мА означает миллиампер, что составляет одну тысячную амперметра.Если ток упал до 20 мА, что случилось с сопротивлением?

Как резистор сопротивляется?

Резистор — это любое устройство, замедляющее прохождение тока в цепи. Электричество, по сути, перемещает электроны, и, как и вода, если поток прерывается, ограничивается или сопротивляется , проходит меньше. Некоторые материалы имеют низкое сопротивление, например медная проволока, что позволяет электронам проходить через них без особых проблем. Другие материалы, такие как дерево, обладают высоким сопротивлением, практически мгновенно останавливая электрический ток.На практике у нас есть такие вещи, как лампы и тостеры, которые генерируют свет или тепло от электронов, замедляя их, но все же пропуская.

Ом также обнаружил другой закон, который описывает, какое сопротивление имеет данный материал, например кусок проволочной трубки:

\ [\ Large R = \ frac {\ rho L} {A} \]

где \ (\ normalsize L \) — длина резистора, \ (\ normalsize \ rho \) — величина, которая зависит от материала, а \ (\ normalsize A \) — площадь поперечного сечения резистора. .Итак, \ (\ normalsize R \) равен прямо пропорционально длине \ (\ normalsize L \): удвоить длину проволочной трубки, и ее сопротивление удвоится. Но \ (\ normalsize R \) также обратно пропорционален площади поперечного сечения \ (\ normalsize A \): удвоить площадь и половину сопротивления.

3 кв. (E): трубчатый резистор имеет форму проволоки. Если мы утроим его длину и уменьшим вдвое диаметр, что произойдет с его сопротивлением?

Гидравлический аналог

Для понимания закона Ома иногда бывает полезна аналогия с гидравликой для начинающих.Представьте себе воду, текущую по горизонтальной трубе. Давление воды \ (\ normalsize P \) аналогично напряжению \ (\ normalsize V \), потому что это разница давлений между двумя точками вдоль трубы, которая заставляет воду течь. Фактический расход воды \ (\ normalsize F \) тогда является аналогом текущего \ (\ normalsize I \).

А что с аналогом резистора? Это можно представить как нечто, препятствующее потоку воды, например, ограничители или отверстия в трубах. Если вода проталкивается через очень тонкую трубку, то чем длиннее трубка и меньше ее площадь поперечного сечения, тем большее сопротивление \ (\ normalsize R \) она будет оказывать на расход воды \ (\ normalsize F \) .И чем больше сопротивление, тем меньше расход.

Соответствующее уравнение для нашего гидравлического аналога в соответствующих единицах:

\ [\ Large P = FR. \]

Таким образом, если мы сохраним давление фиксированным, то расход и ограничение будут обратно пропорциональны: по мере уменьшения размера ограничения \ (\ normalsize R \) расход \ (\ normalsize F \) должен увеличиваться.

На рисунке ниже мы ожидаем, что более тонкая трубка будет действовать как сопротивление потоку в большой трубке.

ответы

A1. По закону Ома ток можно найти по

\ [\ Large {I = \ frac {V} {R} = \ frac {120} {480} = 0,25 \; \ text {amps}}. \]

A2. При постоянном напряжении соотношение между током и сопротивлением обратное. Следовательно, если ток уменьшается вдвое, сопротивление увеличивается вдвое.

A3. Утроение длины резистора увеличивает его сопротивление в 3 раза, а уменьшение его диаметра вдвое увеличивает площадь поперечного сечения на 1/4.В целом сопротивление изменяется в \ (\ frac {3} {1/4} = 12 \) раз.

Изучение закона Ома | BCHydro Power Smart для школ

Вы построите схему и проведете демонстрацию, чтобы ваши ученики могли наблюдать взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением.

Инструкции

Представьте тему

Настройте схему, как показано здесь:

Просмотрите рабочий лист «Изучение закона Ома» со студентами.

Проведите демонстрацию

• Используя амперметр и вольтметр, покажите учащимся, как считывать значения тока и напряжения в цепи. Пока вы проводите измерения, запишите данные на доске и попросите учащихся записать данные на своих рабочих листах. Напомните им преобразовать мА в А; 1 ампер = 1000 миллиампер.
• Последовательно добавьте сухую ячейку и повторите измерения.
• Если у вас больше сухих ячеек, добавляйте их последовательно по одной и повторяйте измерения каждый раз.

Постройте график сопротивления

Используя данные из таблицы, попросите учащихся построить график зависимости напряжения от тока (V от I). Убедитесь, что они помечают все части своего графика. Объясните, какая линия лучше всего подходит, и попросите учащихся нарисовать ее на своем графике.

Попросите учащихся вычислить наклон линии по наиболее подходящей линии:

• Выберите две точки на прямой (точка A и точка B).
• Рассчитайте разницу между напряжениями в двух точках (НАРАЩИВАНИЕ наклона).
• Рассчитайте разницу между током в двух точках (РАСЧЕТ НАКЛОНА).
• Разделите ПОДЪЕМ на БЕГ. Это наклон линии.

Сопротивление цепи математически отображается в виде алгебраического уравнения:

• Сопротивление = напряжение / ток.

Интерпретация данных

Сравните наклон графиков, созданных вашими учениками, с заявленным сопротивлением резистора, который вы использовали.