Закон Ома простыми словами | Статьи ЦентрЭнергоЭкспертизы

Администрация2022-02-01T10:09:07+03:00

Статьи закон Ома, напряжение 0 Комментариев

Из школьного курса физики многим из нас наверняка известен закон Ома, хотя для большинства это знание не дает гарантии его понимания. Тем не менее, он является базовым для всех людей связанных с электрикой и электроникой, поэтому попробуем найти простое объяснение одному из главных законов электротехники. Для начала попробуем разобраться с основными понятиями физики, характеризующими простейшую электрическую цепь.

1. Электрический ток можно представить в виде потока свободных заряженных частиц (электронов), протекающих в проводнике. Чем большее количество электронов проходит через него за единицу времени, тем больше сила тока I, физическая величина, измеряемая в амперах (А).
2. Движение свободных электронов не происходит само по себе, оно обусловлено разностью потенциалов, приложенных к обоим концам проводника и определяющих другую физическую величину – напряжение. Чем выше величина напряжения U, измеряемого в вольтах (В) тем больше поток электронов.
3. В процессе движения свободные электроны сталкиваются с атомами кристаллической решетки металла проводника, вызывая его разогрев. «Потревоженные» атомы оказывают дополнительное препятствие передвижению заряженных частиц, такое свойство материалов, через которые вынужден протекать ток, называется электрическим сопротивлением R и измеряется в омах (Ом).

Итак, мы подошли непосредственно к закону, открытому эмпирическим путем немецким физиком Георгом Симоном Омом, имя которого закон и носит.

Суть и разнообразие формулировок закона

Как становится очевидным, Ом вывел взаимную зависимость напряжения, силы тока и сопротивления нагрузки для участка цепи (коим, собственно, эта нагрузка является), которая оказалась фундаментальным физическим законом. Согласно ему сила тока, протекающая через участок цепи, пропорциональна приложенному к нему напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка:

I = U/R,

в иной интерпретации он выглядит как:

U = I·R или R = U/I.

Эти простейшие физические формулы справедливы для участка цепи питаемого постоянным током, в несколько видоизмененном виде законы Ома действительны для полной (замкнутой) цепи или для любых электрических цепей, питаемых переменным током.

Для полной цепи необходимо учитывать как сопротивление нагрузки, так и включенное с ним последовательно внутреннее сопротивление источника питания r, величина напряжения при этом равна ЭДС источника ε. Закон Ома в этом случае выглядит как:

I = ε⁄(R+r)·

В случае переменного тока приходится учитывать реактивный характер нагрузок, поэтому активное сопротивление R следует заменить полным сопротивлением Z, учитывающим реактивные составляющие.

Чтобы понять суть закона, на практике часто приводят примеры из гидравлики, где:

• роль напряжения исполняет водонапорная башня;
• роль тока поток воды в отводящей трубе;
• аналог сопротивления диаметр самой трубы.

Легко представить, что чем выше резервуар с водой, тем больше потенциальная энергия ею запасенная (аналог напряжения) и тем сильнее будет напор жидкости в трубе (сила тока), определяющий расход. Кроме того на расход жидкости влияет диаметр трубы (аналог сопротивления) – чем он меньше (сопротивление выше) тем меньше расход.

Запомнить формулы закона Ома для участка цепи проще воспользовавшись треугольником Ома, разбитым на три части. В верхней, представляющей собой числитель находится U, в разбитом надвое знаменателе (нижняя часть) расположены I и R. Прикрывая искомую величину, мы получаем формулу для ее определения.

Остались вопросы?

Заполните форму обратно связи ниже, наши специалисты свяжутся с Вами, проконсультируют, расскажут про возможные способы решения Вашей задачи.

заказать консультацию

Ваше имя (обязательно)

Ваш e-mail (обязательно)

Телефон

Сообщение

Прикрепить файл

Даю согласие на обработку данных

---

Закон Ома для участка цепи и для полной электрической цепи — формула соотношения силы тока, напряжения и сопротивления

19 мая, 2022

1 мин

Физ 🔬

17867

0

Закон Ома для участка цепи

Закон Ома гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Открыт немецким учителем физики Георгом Омом в 1826 году.

📌 Записывается следующей формулой: I = U / R.

Формула справедлива для постоянного тока, для переменного она имеет небольшие отличия!

Закон Ома для полной электрической цепи

📍 Закон Ома для полной электрической сети звучит так: сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению.

Короткое замыкание — соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи.

Мгновенное возрастание силы тока приводит к сильному нагреву, расплавлению металлов, а иногда и к пожарам.

💡 Замечание: при коротком замыкании, когда R -> 0, сила тока возрастает в R/r раз.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter. Мы обязательно поправим!

Редакция Без Сменки

Честно. Понятно. С душой.

43 подписчиков

+ Подписаться

Вам также будет интересно

Редакция Без Сменки

29 июня, 2022

1 мин

Физ 🔬

Удельное сопротивление вещества

Оно характерно для всех веществ и зависит от трёх показателей: 〰️ материала проводника тока; 〰️…

Редакция Без Сменки

01 июля, 2022

1 мин

Хим 🧪

АРЕНЫ

Простейший представитель аренов — бензол! 🔹 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 🔹 НОМЕНКЛАТУРА При наличии. ..

Редакция Без Сменки

29 июня, 2022

1 мин

Ист 🤴

Новая экономическая политика (НЭП)

👉🏻 Причины введения: — массовое недовольство народа политикой военного коммунизма, падение…

Редакция Без Сменки

30 июня, 2022

1 мин

Рус 📖

СУФФИКСЫ ПРИЧАСТИЙ

🔸 Если причастие образовано от глагола первого спряжения, то суффиксы причастий — -ущ-, -ющ-, -ем-,…

---

Определение закона Ома, формула, пример

Определение закона Ома, формула, пример Подробное объяснение.

Закон Ома описывает взаимосвязь между напряжением, сопротивлением и током, где В напряжение (В) пытается заставить заряд течь, R сопротивление (R) сопротивляется этому потоку, и фактический результат C текущий (я).

Закон Ома

Содержание

Определение закона Ома

1. Закон Ома гласит, что электрический ток пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.
2. Математически закон гласит, что В = IR , где В — разность напряжений, I — ток в амперах, а R — сопротивление в Омах.

Кто изобрел закон Ома?

Закон Ома назван в честь великого немецкого физика и математика Георга Симона Ома. Он родился 16 марта 1789 г.и умер 6 июля 1854 года.

Георг Симон Ом исследовал батарею, изобретенную итальянским ученым Алессандро Вольта.

Он завершил свое исследование формулой, которая утверждает, что ток, протекающий через проводник, прямо пропорционален разности потенциалов ( напряжению ) и обратно пропорционален сопротивлению. Это соотношение известно как закон Ома.

Георг Саймон Ом

Формула закона Ома

Формула закона Ома помогает рассчитать напряжение, ток и сопротивление.

I = V / R ; где

• I = Электрический ток, протекающий через резистор
• В = падение напряжения на резисторе
• R = R сопротивление резистора, измеренное в Омах (Ом)

Понимание закона Ома

В соответствии с законом мы можем утверждать, что:

1. Большое напряжение и низкое сопротивление создают большой ток.
2. Большое сопротивление ограничивает ток до низких значений.

Вопрос : Почти каждая электрическая цепь сложнее, чем простая схема с батареей и резистором. Так к какому напряжению относится формула?

Ответ : Ну, это относится к напряжению на резисторе, напряжению между двумя клеммами.

С другой стороны, это напряжение создается резистором.
Резистор ограничивает поток заряда, замедляя его, и это создает пробку с одной стороны, формируя избыток заряда по отношению к другой стороне.

Любая такая разница в заряде или разделение приводит к возникновению напряжения между двумя точками.

Закон Ома говорит нам, как рассчитать это напряжение, если мы знаем номинал резистора и ток. Это падение напряжения аналогично падению давления воды через маленькую трубку или маленькое сопло.

Примеры

Пример-1 : Найдите силу тока в электрической цепи с сопротивлением 100 Ом и напряжением питания 10 Вольт.

Решение :

• В = 10 В
• R = 100 Ом
• I = В / R = 10 В / 100 Ом = 0,1 А = 100 мА

Пример 2 : Найти напряжение, приложенное к резисторам 100 кОм, когда через них протекает ток 5 мА

Решение : V = 100 кОм * 5 мА = 500 В резистора, на котором падает напряжение 100 В при протекании через него тока 50 мА.

Решение : R = 100 В / 50 мА = 200 Ом

Видео: понимание закона Ома

Словарь по электронике

Правила параллельных и последовательных электрических цепей

Зачем изучать электронику

Символы, значения и чертежи электропроводки

Что такое электронная схема?

Что такое плата?

Основы и физика полупроводниковых устройств

Электронные схемы для начинающих

Основные электронные компоненты – типы, функции, символы

Статическое электричество и антистатическая защита (ESD-Safe)

Резонансная схема или резонансная схема в мобильном телефоне

Как производится, передается и распределяется электроэнергия?

Как работает электронная/электрическая схема

Структура атома

Колесо закона Ома в 2022 году: бесплатный калькулятор закона Ома!

Если вы электрик или специалист по системам вентиляции и кондиционирования , вам необходимо четко понимать закон Ома.

Помогает описать электрические цепи и взаимосвязь между напряжением и током.

Понимание закона Ома позволит вам контролировать ток в цепи и знать, когда добавлять резисторы.

Все равно? Просто нажмите здесь для нашего бесплатного калькулятора колеса закона Ома.   Вот оно!

✅ Как использовать закон Ома

Закон Ома гласит, что ток между двумя точками прямо пропорционален напряжению в двух точках электрического проводника.

Лучший способ узнать этот закон — использовать круговую диаграмму Закона Ома.

В нем используется простая формула с тремя электрическими переменными: напряжением, током и сопротивлением.

R — сопротивление, измеряемое в омах, Ω

I — ток, измеряемый в амперах или амперах , V) в углу треугольника с V наверху.

Эта визуализация демонстрирует взаимосвязь между переменными .

Он также может помочь вам определить, сколько ампер будет потреблять цепь, если вы не можете использовать амперметр.

Диаграмма закона Ома

Поместите палец на единицу , которую вы хотите рассчитать, будь то сопротивление, напряжение или ток.

Об остальном позаботится формула закона Ома.

Это потому, что ток через две точки проводника прямо пропорционален его напряжению.

При этом электрический ток обратно пропорционален сопротивлению.

Вы можете представить колесо закона Ома, используя следующие математические уравнения:

• I (ток) x R (сопротивление) = V (напряжение)
• В (напряжение) / I (ток) = R (сопротивление)
• В (напряжение) / R (сопротивление) = I (текущий)

Если у вас есть два известных значения, вы можете рассчитать оставшуюся единицу, используя эти формулы.

Сначала подставьте известные значения в формулу.

Во-вторых, умножьте или разделите их (или используйте калькулятор) в зависимости от других значений. Это так просто. 😉

✅

Примеры закона Ома

Мы хотим найти сопротивление электрической цепи, измеренное в омах.

Мы знаем, что напряжение составляет 24 вольта, а сопротивление цепи равно шести омам.

Как рассчитать электрический ток? Подставив известные значения в формулу закона Ома:

• 24 вольта / 6 Ом = 4 ампера

Теперь вы  знаете значение отсутствующей переменной .

Вы можете использовать закон Ома, если в формуле известны две единичные переменные.

Вот еще один пример, в котором у вас есть 200 вольт и 20 ампер:

• 200 вольт / 20 ампер = 10 Ом

✅

Ом Закон Формула ОГОВЫ переменная: мощность (P) измеряется в Вт .

В этом случае мощность определяется как скорость передачи энергии по цепи в единицу времени, выраженная в ваттах.

Колесо формул объединяет круговую диаграмму с законом Ома. Он содержит четыре единицы.

Хотя колесо формул может показаться сложным, им так же легко пользоваться, как круговой диаграммой.

Каждый квадрант диаграммы  содержит формулы, выражающие взаимосвязь между двумя переменными, независимо от того, прямо пропорциональны они или нет.

В каждом квадранте вы найдете по три формулы.

📋

Вот четыре шага, которые необходимо выполнить при использовании колеса закона Ома.

1) Определите, для какой переменной вам нужно найти: мощность (P), сопротивление (R), ампер (I) и вольт (E или V).

2) Определите, какие переменные вам уже известны: мощность (P), сопротивление (R), амперы (I) и вольты (E или V).

3) Найдите формулу, в которую можно подставить два ваших значения.

4) Решить уравнение.

При решении формулы используйте совместимые единицы измерения.  Если вы используете омы и амперы, это нормально, потому что они работают вместе.

Однако, если у вас есть килоомы, вы должны преобразовать число в омы, прежде чем вычислять ответ.

В противном случае вы получите гораздо меньший результат, чем ожидали.

То же самое применимо, если вы используете киловатты вместо ватт или миллиамперы вместо ампер.

✅

Принципы закона Ома

Закон Ома предлагает полезный способ изучения взаимосвязи между переменными.

Все, что вам нужно сделать, это изменить значение одной переменной в формуле.

В результате вы увидите пропорциональное увеличение или уменьшение ответа.

Допустим, вы хотите увеличить сопротивление. Это повлияет на другие компоненты в уравнениях.

Вот три примера, которые изображают эту динамику:

• 240 вольт / 5 Ом = 48 ампер
• 240 вольт / 10 Ом = 24 А.

Эти формулы показывают постепенное увеличение сопротивления.

Что происходит в результате?

Напряжение тоже растет, при условии, что сопротивление цепей не меняется.

Давайте снова попробуем этот пример при изменении напряжения:

• 240 вольт / 10 Ом = 24 ампер
• 480 вольт / 10 Ом = 48 ампер
• 960 Volts / 10 Омы = 96.

Напряжение в этих уравнениях неуклонно растет.

При этом сопротивление остается прежним.

Следовательно, электрическая энергия тока увеличивается пропорционально напряжению.

✅

Когда использовать закон Ома

У закона Ома нет недостатка в реальных приложениях .

Вы можете использовать формулы для решения широкого круга проблем в мире HVAC.

Например, это удобный вариант при работе с рабочей схемой.

Допустим, вы не можете измерить сопротивление рабочей цепи .

Одним из вариантов было бы отключить цепь и таким образом измерить сопротивление.

Однако этот вариант требует ненужного количества времени и усилий.

Колесо закона Ома позволяет рассчитать значение сопротивления в секундах.

Закон Ома также часто сочетается с законом Джоуля (в котором используется формула P (мощность) = IV для расчета мощности резистивных элементов, когда переменная неизвестна.

Например, если вы знаете ток (I) и сопротивление (R), но не напряжение, вы можете заменить V в законе Джоуля на закон Ома, чтобы найти мощность в ваттах.Вы получите P = I (IR).

Как правило, закон Ома лучше всего работает при постоянном напряжении или токе возбуждения .

Цепи постоянного тока (DC) имеют постоянный поток электричества, который легко измерить.

Если у вас нет этой стабильности, определение напряжения и тока становится сложнее.

Например, вы не можете применять формулы при работе с цепями переменного тока, также известными как изменяющиеся во времени цепи .

Это потому, что они  не учитывают реактивное сопротивление , который вы найдете в этом типе схемы.

Обратите внимание, что вы можете настроить формулы для учета импеданса (Z) , но это урок для другой статьи.

✅

Калькулятор закона Ома

Вам нужно рассчитать электрический ток в крайнем случае?  

Мы подготовили для вас калькулятор закона Ома.

Калькулятор может работать с уравнениями, в которых используются мощность, напряжение, ток и сопротивление.

Введите два значения и нажмите «Ввод», чтобы решить формулу.

Хотя этот калькулятор облегчит вашу работу, закон Ома служит основой для работы с электричеством наряду с другими важными формулами.

Независимо от того, являетесь ли вы учеником HVAC или опытным техником, вам необходимо четко понимать эти концепции.

Вы можете  использовать формулы для решения различных задач  при работе с электроэнергией, резистивными элементами, напряжением, током и т. д., и у вас не всегда может быть доступ к калькулятору!

Посетите наш блог, чтобы узнать больше советов, рекомендаций и идей.