zakon-oma.ru — Викиреальность
Логотип сайта
zakon-oma.ru («Закон Ома») — интернет-сайт, посвященный закону Ома. Озаглавлен: «Закон Ома. Формула Закона Ома».
Содержание
|
Общая информация
Сайт посвящен изложению закона Ома во всевозможных вариантах и формулировках.
Заглавная содержит информацию о законе Ома в его классической общеизвестной форме.
В правом сайдбаре, озаглавленном «Законы Ома», приведены ссылки на страницы с другими версиями и формулировками закона Ома: Закон Ома для участка цепи, Закон Ома для полной цепи, Закон Ома в дифференциальной форме, Закон Ома для замкнутой цепи, Закон Ома для однородного участка цепи, Закон Ома для неоднородного участка цепи, Закон Ома в интегральной форме, Закон Ома для магнитной цепи, Закон Ома для переменного тока, Закон Ома в комплексной форме, а также ссылки на связанные статьи: Георг Симон Ом (с биографией автора закона), Закон Кирхгофа и Единицы измерения.
В шапку страниц сайта вынесен логотип, состоящий из стилизованного названия сайта.
Страницы сайта содержат иллюстрации и формулы в виде картинок.
На сайте в виде pdf-файла выложен ГОСТ 8.417-2002 «Государственная система обеспечения единства измерений» об единицах измерения, принятых в России.
Выходные данные
Домен zakon-oma.ru был зарегистрирован 4 февраля 2017 года на Private person в зоне .ru.
В подвале страниц присутствует надпись «Копировать информацию с сайта Закон Ома можно только с активной ссылкой».
Рейтинги и награды
На сайте есть счетчик от Яндекс.Метрика.
Сайт имеет ИКС (бывший тематический индекс цитирования) от Яндекса, равный 110.[2]
Согласно рейтингу от Alexa Rank — у сайта 799,468-е место по посещаемости в мире и 90 079-е место по России (на 12 ноября 2018 года).
[3]. По оценке alexa.com, 49,8 % трафика поступает на сайт из России; 3,5 % — из Казахстана; 2,6 % — из Украины; 1,7 % — из Белоруссии.
Разное
Примечания
- ↑ https://www.nic.ru/whois/?query=zakon-oma.ru
- ↑ https://webmaster.yandex.ru/tic/zakon-oma.ru/
- ↑ https://www.alexa.com/siteinfo/zakon-oma.ru
Ссылки
- Закон Ома
| ||||||||||||||||||
ру • Живые и биокосные системы • Национальный корпус осетинского языка • Элементы.ру • Eternalmind.ru • go2starss • Induction Magnetometer • kosmogid.ru • Mineraly-kamni.ru • pop-science.ru • RetroMap • Russianchange • Sci-Hub • scintific.narod.ru
top • nanoworld88Закон Ома « Попаданцев.нет
Сколько времени надо чтобы разобраться с законом Ома для полной цепи? «I = U / ( R + r )» — четыре переменных, знак равенства и два арифметических действия. Возможно, где-нибудь во вселенной и живет разумный вид, способный сделать это быстро, но у Homo Sapiens на это ушло примерно столетие.
Эта история началась в лаборатории Генри Кавендиша в конце восемнадцатого века. Ученый исследовал процесс статического разряда. Напряжение он определял электроскопом, силу тока, за отсутствием еще не изобретенного амперметра, приходилось оценивать пропуская заряд через собственное тело.
Кавендиш заметил, что сила электрического удара прямо пропорциональна напряжению, что и считается первой формулировкой закона Ома. Великий затворник не утруждал себя публикациями в научных журналах, так что о его открытии узнали лишь в конце девятнадцатого века при разборе архивов.
Наука тем временем узнавала о электричестве все больше и больше — природа молний, вольтов столб, электромагнит. Последнее изобретение позволило создать гальванометр и исследовать электрические процессы основываясь на показаниях электрических приборов, а не ощущениях экспериментатора.
Тем не менее от изобретения гальванометра до публикации Омом закона для полной цепи прошло 7 лет и признание он получил давно не сразу. Чтобы понять причину такого промедления, надо взглянуть на доступные экспериментаторам источники электричества.
Статические генераторы генерировали высокие напряжения при высоком внутреннем напряжении. Сила тока была маленькой и очень мало менялась в зависимости от величины внешнего сопротивления.
Точно определить связь напряжения и тока в таких условиях было непросто.
Вольтов столб — очень простой в устройстве источник электрического тока, но его характеристики удручают. Он состоит из множества элементов — цинковых и медных пластин, разделенных прокладкой, пропитанной кислотой. Атом цинка отдает пару электронов, отделяется от цинковой пластины и в виде иона отправляется в плавание в кислоту. Электроны проходят по цепи и возвращаются в батарею, восстанавливая ионы водорода до газа. На медной пластине возникает множество мельчайших пузырьков водорода, быстро увеличивающих внутреннее сопротивление батареи в несколько раз, это явление было названо поляризацией батареи. То что водород восстанавливается у медной пластины, связано с разностью стандартных электродных потенциалов цинка и меди, детальное рассмотрение этого понятия выходит за рамки статьи.
Идеальная очистка цинка — недешевое удовольствие даже сейчас, а во времена изобретения вольтова столба она была банально невозможна.
Мельчайшие частички примесей в цинке — железо, углерод, свинец, мышьяк и другие, действовали аналогично медному электроду, восстанавливая водород электролита. Между ними и пластиной цинка возникал электрический ток, который немедленно возвращался в цинковую пластину через электролит — на ничтожных расстояниях между пластиной цинка и частичкой примеси на его поверхности его электрическое сопротивление невелико. Эти процессы расходовали цинк без какого-либо полезного эффекта и были названы местным действием(local action).
Местное действие научились устранять лишь в 1835, много позже работ Ома, периодической очисткой цинкового электрода ртутью, а поляризация была устранена в 1836 Даниелем за счет использования гораздо более сложного устройства гальванического элемента.
Так что вольтов столб был неэкономичным и капризным электрическим источником. Из-за постоянно меняющегося внутреннего сопротивления, вывести закон Ома было очень непросто, и, несомненно, автору это удалось лишь благодаря огромному усердию и мастерству.
Тем не менее, полученные результаты выглядели не слишком убедительно и Ому пришлось провести вторую серию экспериментов уже с термоэлементом из висмута и из меди, один из спаев которого находился в кипящей воде, а другой — в тающем снеге. Только так ему удалось добиться постоянства характеристик источника.
Признан закон Ома был далеко не сразу. Нам сейчас трудно даже представить дикую мешанину теорий о природе электричества в начале девятнадцатого века — теории одной и двух жидкостей, животное электричество, учения о разной природе гальванического и статического электричества и многие другие(см. например The Electric Current in Early Nineteenth-Century French Physics by Theodore M. Brown, Resistance to Ohm’s Law by Morton L. Schagrin). Отдельно стоит упомянуть разве что закон Барлоу, задержавший развитие телеграфии на несколько лет.
Тем не менее в 1840-х, с началом развития телеграфии, правота Ома стала очевидной. Но главный факап безволосых обезьян еще ждал своего часа.
Якоби сделал свою электрическую моторную лодку еще в 1834, запитав двигатель от вольтового столба.
В связи с дрянными характеристиками источника он был заинтересован в извлечении максимальной мощности, поэтому он сформулировал простое правило — максимальная мощность снимается в том случае, если внутреннее и внешнее сопротивления равны.
Улучшения в технологии гальванических батарей и первые генераторы на слабых постоянных магнитах из железа не слишком исправили положение — источники оставались маломощными. Электротехники были заинтересованы в первую очередь в высокой мощности и старались уравнивать внутреннее и внешнее сопротивление. Шли годы и простое правило превратилось в догму.
В чем проблема такого решения? Мощность максимальна при равенстве сопротивления нагрузки и источника, но при этом половина энергии выделяется внутри источника в виде бесполезного тепла. Для эффективного использования нужно чтобы внутреннее сопротивление было как можно меньше внешнего.
Использование в генераторе электромагнитов резко увеличило их мощность. Промышленные динамо начинают выпускаться по крайней мере с 1867, но их конструкторы даже не пытаются минимизировать внутреннее сопротивление.
Dynamo-Elecric Machines, The Jornal of Franklin Institute, 1878 — возможно первое в истории тестирование эффективности генераторов. В нем уже правило уравнивания сопротивления источника и нагрузки упоминается как данность. Исследованию подверглись 6 генераторов, КПД генератора-рекордсмена — 38%! Механические потери составили всего 7%, 21% ушел на вихревые токи, 33% потрачено на преодоление сопротивления обмоток. Остальные генераторы выдали на нагрузку 31%, 27%, 22%, 14% и 12%! При этом электротехническая проволока, с сопротивлением всего на 15% хуже современной производилась по крайней мере 8 лет, с 1870-го!
Внутреннее сопротивление эти генераторов составляло несколько Ом, при том что уменьшить его на порядок не составляло никакого труда, а о индуктивных потерях никто явно даже не думал. В 1878 году над проблемой электрификации начинает работать Эдисон. Он быстро замечает допущенную профессионалами ошибку и создает собственную конструкцию генератора. Его прототип, прозванный «длинноногой Мери» из-за характерной формы магнитов, имеет внутреннее сопротивление всего пол-Ома, а его якорь сделан из дерева, для уменьшения индукционных потерь.
Это позволяет Эдисону добиться КПД в 90% — мировой рекорд.
После публикации описания этого генератора в Scientific America, #41 1879: 242, поднялся настоящий shitstorm(см. например SA #41 1879: 276, SA #41 1879: 305). Профессионалы легко и непринужденно ссылались на учебники, подкрепляя эти ссылки пространными рассуждениями. Понадобилось вмешательство самого лорда Кельвина, для того чтобы разобраться в разности между максимальной мощностью и максимальной эффективностью. Ситуация живо напоминает реакцию некоторых специалистов-ракетчиков на схему спасения первой ступени Фалькона — псевдонаучная болтовня маскирующая незамысловатое «предки так не делали, а они не дураки были».
Эдисон построил первую в мире электростанцию на полмегаватта на Pearl Street в Манхеттане, начав победоносное шествие постоянного тока по планете. Которое было бесцеремонно прервано током переменным — благодаря трансформаторам тот легко передавался на сотни и тысячи километров по высоковольтным линиям, в то время как низковольтная Эдисоновская система несла неоправданно большие потери даже при передаче электричества из одного конца Манхеттана в другой.
Опять таки банальный закон Ома — высокое напряжение позволяет уменьшить ток и потери.
Не правда ли, поучительный набор промедлений и заблуждений?
Закон Ома — Академия MEP
Узнайте, как работает закон Ома и как использовать его для решения проблем.
Чтобы посмотреть БЕСПЛАТНУЮ версию этой презентации на YouTube, прокрутите вниз.
Что такое закон Ома
Существует взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением, которую легко объяснить с помощью закона Ома. Немецкий физик по имени Георг Ом разработал теорию, которую мы собираемся объяснить здесь.
Что такое закон ОмаМы можем вычислить любой из трех факторов, составляющих закон Ома, если у нас есть любые два фактора. Вот три варианта формулы.
Напряжение (В) = Ток (I) x Сопротивление (R).
Ток (I) = напряжение (В) / сопротивление (R).
Сопротивление (R) = напряжение (В) / ток (I).
КОЛЕСО ЗАКОНА ОМ Формулы легко запоминаются с помощью колеса закона Ома.
Вы также можете увидеть версию этого с использованием треугольника.
Каждая из трех формул представлена одним из трех колес, при этом продукт пытались решить, окрашенный в красный цвет. Все, что вам нужно сделать, это закрыть красную букву или букву, которую вы пытаетесь решить. Например, если вы закроете «V» для напряжения, вы увидите только ток (I) и сопротивление (R). Когда буквы стоят рядом, вы умножаете, когда напряжение «V» находится над любой буквой, вы делите на напряжение.
Колесо Ома — Простой метод определения формулы закона ОмаПросто закройте букву, которую вы хотите решить, и формула откроется сама собой.
Решение для амперС помощью цифрового измерителя мы можем определить, сколько ампер проходит через цепь, подобную этой здесь.
Закон Ома для расчета ампер Если мы закроем (I) колеса Ома, пытаясь найти ампер или ток, протекающий через систему, мы увидим, что два известных значения 6 вольт и 2 ома сопротивление отлично работает в рамках формулы.
Это дает нам 6 вольт разделить на 2 ома = 3 ампера.
Соединяя батареи последовательно, вы суммируете общее напряжение. Как показано в приведенном здесь примере, две последовательно соединенные 6-вольтовые батареи равны 12 вольтам.
Закон Ома для определения силы тока при удвоении напряженияУдвоив напряжение и сохранив сопротивление неизменным, мы эффективно удвоили силу тока. Теперь у нас есть 12 вольт, разделенных на те же 2 ома сопротивления, чтобы получить вдвое больше ампер, чем раньше, 6 ампер вместо 3.
Помните, поскольку напряжение всегда стоит в числителе, каждый раз, когда вы увеличиваете напряжение, будет увеличиваться сила тока, если сопротивление останется прежним.
Удвоение сопротивленияУвеличив сопротивление вдвое и сохранив напряжение на том же уровне, мы фактически сократили силу тока вдвое.
Удвоение сопротивления в электрической цепи уменьшит силу тока вдвое.
Ток или амперы обратно пропорциональны сопротивлению. При увеличении сопротивления ток уменьшается, и наоборот, при уменьшении сопротивления в Омах увеличивается сила тока в цепи.
Сопротивление в амперах в электрической цепи с фиксированным напряжением Нахождение сопротивления (Ом)Чтобы найти сопротивление (R) в цепи, закройте букву «R» на колесе Ом и введите два известных значения Напряжение (В) и Ампер (I).
Нахождение сопротивления по закону ОмаЗная напряжение и измеряя ток, протекающий через цепь, мы можем определить сопротивление. Есть три 6-вольтовых батареи, которые эквивалентны 18-вольтовым, плюс цифровой счетчик показывает 3 ампера. С этими двумя значениями мы получаем 18 вольт, разделенных на 3 ампера, равно 6 Ом.
Решение для напряжения Решение для напряжения требует знания значения сопротивления и силы тока. Используя цифровой измеритель, можно определить амперы. При этом мы вводим сопротивление и амперы в формулу, чтобы определить напряжение.
Напряжение — это сила, которая толкает ампер через цепь, в то время как омы создают сопротивление протекающему току.
Другие способы измеренияПомните, что существуют и другие способы определения напряжения, тока и сопротивления в цепи, но эта презентация была предназначена для демонстрации использования закона Ома.
Напряжение можно определить напрямую, подключив к клеммам аккумуляторов с помощью мультиметра.
Мультиметр для измерения напряжения, силы тока и сопротивления.Измерение сопротивления можно выполнить с помощью того же цифрового измерителя, настроив его на чтение в омах и установив два щупа с каждой стороны резистора. Мультиметр имеет внутреннюю батарею, которая пропускает ток через резистор.
Измерение силы тока или силы тока можно выполнить, как показано выше, или с помощью амперметра типа клещей, который изолирует провод. Вместо того, чтобы быть соединенным последовательно со схемой, пробник усилителя охватывает провод.
Эти измерительные клещи могут измерять как переменный, так и постоянный ток.
5 способов зарядить учащихся энергией О законе Ома
Ом – это основной закон электричества. Это первый закон, который определил математическую зависимость между током, напряжением и электрическим сопротивлением. Хотя его вариант использования ограничен только проводниками, он заложил основу для расчета, используемого при разработке базовой схемы. Основные электрические законы в электронике основаны на этом законе.
Законы абстрактны и объяснить их ученикам непросто. С учетом множества концепций закон Ома также сложнее понять учащимся.
Читайте дальше, чтобы узнать о трех причинах, по которым учащимся трудно, и о пяти способах заинтересовать учащихся законом Ома.
GIF из Labster’s Симуляция электрического сопротивления и закона Ома .
Что делает закон Ома более сложным для понимания учащимися?Физика — интересный предмет, однако такие темы, как электрическое сопротивление и закон Ома, могут быть сложными для понимания учащимися. Вот список из трех причин:
1. Это абстрактноТермин «сопротивление» может быть очень абстрактным для учащихся. Хотя учащиеся знают, что это означает противостояние какой-то силе, они не могут представить, что это относится к электричеству. Поскольку это нельзя увидеть или почувствовать, студенты не мотивированы учиться, если вы не процитируете некоторые примеры из реальной жизни.
2. Это сложно Чтобы понять закон Ома, учащиеся сначала должны изучить понятие сопротивления и удельного сопротивления. Будучи синонимичными терминами, они обычно смешивают их. Однако, как известно, сопротивление есть противодействие течению тока.
Это свойство зависит от материала и физического состояния проводника, т. е. длины, площади и температуры. Принимая во внимание, что удельное сопротивление является исключительно свойством материала; это не зависит ни от каких факторов.
Кроме того, при работе с законом Ома учащиеся сталкиваются с различными формулами, которые им бывает трудно запомнить. Они часто путают расчеты в последовательных и параллельных схемах из-за отсутствия надлежащих знаний и понимания.
3. Принципиальные схемы сложно решитьВы преподаете закон Ома и никак не можете не обсуждать принципиальные схемы. Принципиальные схемы являются фактическим применением закона Ома. Однако для студентов нахождение неизвестных значений тока, напряжения и сопротивления может быть затруднено.
Более того, в основном при совмещении параллельных и последовательных цепей им становится еще труднее разобраться и решить эти схемы.
Фрагмент из Labster’s Моделирование электрического сопротивления и закона Ома .
Имея в виду некоторые вещи, которые учащиеся могут создать проблемы для учащихся, вот пять способов, с помощью которых вы можете сделать тему более увлекательной для учащихся.
1. Покажите им людей, которые его открылиСтуденты могут не проявить никакого интереса к изучению этого теоретического закона, пока вы не объясните им, как изложить закон в форме истории. Например, вы можете рассказать им об ученом, который его открыл, и о том, как он пришел к такому выводу.
Истории часто вызывают интерес к предмету, и учащиеся обычно связывают персонажей с рассматриваемой темой. Это помогает им запомнить тему надолго. В данном случае можно упомянуть историю жизни Джорджа Саймона Ома, предложившего закон Ома.
Человек, стоящий за законом Ома: Джордж Саймон Ом
Джордж Саймон Ом был немецким учителем математики, который преподавал в местных школах. Кроме того, он также экспериментировал в школьной физической лаборатории.
В его карьере произошел скачок, когда в 1817 году он был назначен профессором математики в иезуитском колледже. Но в то время не было никаких приборов для измерения тока или напряжения. Единственными доступными ресурсами были теория электромагнетизма Эрстеда для обнаружения тока, электрохимическая ячейка Вольта и термопара Зеебека.
Со всеми доступными ресурсами он разработал очень интересную экспериментальную установку. Он использовал два крошечных сосуда; один с кипящей водой при 100 ℃, а другой со снегом при 0 ℃. Идея состояла в том, чтобы создать термопару, которую он выполнил, используя две медные и одну висмутовую полоски.
Чтобы электрический ток протекал по цепи, он поместил один конец меди в кипящую воду, а другой конец в снег, как показано на схеме. Поскольку ему нужно проверить ток на нескольких проводниках, он вставил тестовый проводник (который можно было изменить) в две чашки ртути.
Когда ток протекал по цепи, стрелка компаса, состоящая из металлической проволоки, отклонялась под действием магнитного поля.
Для возврата иглы в исходное положение использовался торсионный элемент. Величина тока рассчитывалась с точки зрения кручения, необходимого для возврата иглы в исходное положение.
Для изменения сопротивления Ом использовал испытательные проводники разной длины и из разных материалов. По результатам своего эксперимента он пришел к выводу, что ток, проходящий через проводник, прямо пропорционален напряжению, приложенному к его концам, и обратно пропорционален сопротивлению проводника.
Этот закон был опубликован в его книге Die Galvanische Kette mathematisch beavbeitet, но не был воспринят учеными очень хорошо. Один профессор из Берлина, профессор Дэйв, назвал это голой паутиной фантазий. Однако со временем, когда исследователи осознали ценность этого закона. В 1841 году он был награжден медалью Копли. Позже, после его смерти, единица электрического сопротивления Ом была названа в его честь.
2. Используйте физические аналогии для объяснения абстрактных понятий Для упрощения абстрактных понятий можно использовать различные аналогии.
Для объяснения закона Ома лучшей аналогией может быть вода, циркулирующая в трубах. Представьте себе, что у вас есть насос, который нагнетает воду в трубу с ограничителем, размер которого можно варьировать. В этом случае давление насоса — это напряжение, расход воды — это ток, ограничение — это сопротивление трубы, а клапан действует как выключатель цепи.
Источник изображения: Xaktly
Теперь, сохраняя постоянное сопротивление потоку, если мы увеличим давление насоса (напряжение), скорость потока увеличится (ток). Это формулировка закона Ома: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению.
↑V = ↑I . R (const.)
Точно так же, если мы сохраним давление (напряжение) постоянным, но увеличим размер ограничения, т.е. сделаем поток слишком трудным, скорость потока, очевидно, уменьшится.
В пост. = I . ↑ R
Наконец, если скорость потока (ток) должна поддерживаться постоянной, небольшое ограничение (сопротивление) потребует меньшего давления насоса (напряжения).
↓V = I (пост.). ↓R
3. Воспользуйтесь помощью пирамиды ОмаНекоторым учащимся трудно запомнить формулы, даже если они довольно простые. Для закона Ома, как известно, существуют три формы.
V=IR, I= V/R, R=V/I
Эти три формулы легко запомнить, нарисовав пирамиду Ома или треугольник Ома. Сначала сделайте треугольник и разделите его на три части. В верхнем углу пирамиды напишите V . В нижнем левом углу напишите I, и в правом-левом углу напишите R .
Теперь используйте треугольник, чтобы найти неизвестное. Обведи неизвестное и веди его формулу с позиции двух других. Если два значения являются встроенными, они перемножаются. Однако, если они находятся один поверх другого, они разделены. Например, I больше V, чем R, так как V находится на вершине R. С помощью этой пирамиды учащиеся могут легко понять, как найти неизвестные цепи.
4. Упомяните их практическое применение Закон Ома и понятия сопротивления абстрактны и скучны.
Студенты обычно спрашивают своих учителей, где мы применяем этот закон. Где мы используем эти формулы? Упоминание некоторых реальных приложений, с которыми учащиеся могут иметь отношение, побуждает их узнавать о них.
Покажите им резисторы
Большинство учащихся никогда не видели резисторы, они просто знают их по принципиальным схемам в своих учебниках. Вы можете показать им крошечные резисторы, используемые в пульте дистанционного управления устройства. Вы можете рассказать им, почему резисторы являются неотъемлемой частью цепей.
Позвольте им решить задачи, основанные на сценариях
Кроме того, с некоторыми числовыми задачами вы можете показать им, как закон Ома используется для проектирования всех электрических цепей. Например, вы можете поручить им решить простую задачу:
«Каково будет сопротивление провода, если по нему проходит ток силой 2 А при приложении к его концам разности потенциалов 100 Вольт
Объясните тип цепи, используемой в домах
Вы можете объяснить учащимся, почему все наши бытовые приборы подключены параллельно, а не последовательно.
