Site Loader

Содержание

Закон Ома для участка цепи

Закон Ома для участка цепи — это основной закон в электротехнике. Он устанавливает связь между током, сопротивлением и напряжением. С его помощью можно изучить и рассчитать электрические цепи. Важно не просто выучить закон Ома, а понять его, как он применяется на самом деле. Так как довольно часто происходят ошибки в его применении на практике, из-за не правильного его использования.

Закон Ома определение — ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Стоит поднять напряжение, проходящее по электро цепи, ток так же поднимется догнав напряжение. Подняв сопротивление в цепи, ток снизится во столько же раз, во сколько поднялось сопротивление. Это можно увидеть на простом примере, взять простую трубу и пустить через нее поток воды, чем выше давление тем сильнее поток воды, если же встречается сопротивление то поток воды значительно теряет свою скорость.
В математике принято считать: сопротивление проводника, в котором во время напряжения 1В протекает ток 1А — равняется 1Ом.

Закон Ома формула — расшифровывается как определение тока в амперах с помощью деления напряжения на сопротивление в омах.
I=U/R

Правильные вычисления по закону Ома будут только тогда , когда напряжение отражается в вольтах, сопротивление в Омах, ток в амперах. При использовании различных версий данных величин, следует их преобразовывать в нужные для вычисления величины.

Данный закон одинаков для всего участка цепи. В случае выяснения напряжения на конкретном участке, нужно будет брать размеры всех величин именно с этого участка.



Данный закон можно рассмотреть на примерах:

1)Определим ток в лампе с сопротивлением 2,5ОМ и напряжении 5В. Разделим 5 / 2,5 получим ток = 2А
2) Вычисляем, так же ток в лампе. с напряжением 500В и сопротивлением 0,5мОм (в Омах получается 500000). Разделим 500 / 500000 получим ток = 0,001А либо 1мА.

Когда ток и сопротивление известны, напряжение так же находят с помощью закона Ома. С помощью формулы:
U = IR

Из чего мы видим, напряжение в концах участка цепи ровно пропорционально току и сопротивлению. Так как увеличение тока без изменения сопротивления, возможно только при увеличения напряжения. Следовательно, постоянное сопротивление большему току, преследует большое напряжение. Если использовать постоянно одинаковый ток с разным сопротивлением, с большим сопротивлением нужно большее напряжение.


Вычисление напряжения можно рассмотреть на примере:

Вычислить напряжение с током = 5мАм (0,005А), сопротивление 10кОм (10000 Ом). Умножаем ток * напряжение = 50В.

Связь между током и напряжением называется — сопротивление. Увеличивается напряжение так же происходит и увеличение тока, ровно тоже происходит при уменьшении. Соотношение между напряжением и током = сопротивлению, которое не меняется. При рассмотрении двух участков с одинаковым током и разным напряжением, ясно, что в участке с большим напряжением, большее сопротивление. В случае же когда напряжение одинаково, а ток разный, то на участке где меньшее количество тока будет большее сопротивление.


Вычисление сопротивления можно рассмотреть на примере:

Найти сопротивление, имея напряжение 40В и ток 50мАм (0,05А). Поделим 40/0,05 сопротивление = 800 Ом.

Заметка: Интересуют двухуровневые натяжные потолки SATIN.BY. Перейдите по ссылке натяжной потолок (http://satin.by/natjazhnye-potolki.html) и узнайте подробнее.


Если материал был полезен, вы можете отправить донат или поделиться данным материалом в социальных сетях:

Закон Ома для участка цепи

Основным законом электротехники, при помощи которого можно изучать и рассчитывать электрические цепи, является закон Ома, устанавливающий соотношение между током, напряжением и сопротивлением. Необходимо отчетливо понимать его сущность и уметь правильно пользоваться им при решении практических задач. Часто в электротехнике допускаются ошибки из-за неумения правильно применить закон Ома. 

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

Если увеличить в несколько раз напряжение, действующее в электрической цепи, то ток в этой цепи увеличится во столько же раз. А если увеличить в несколько раз сопротивление цепи, то ток во столько же раз уменьшится. Подобно этому водяной поток в трубе тем больше, чем сильнее давление и чем меньше сопротивление, которое оказывает труба движению воды. 

Чтобы выразить закон Ома математически наиболее просто, считают, что сопротивление проводника, в котором при напряжении 1 В проходит ток 1 А, равно 1 Ом.

Ток в амперах можно всегда определить, если разделить напряжение в вольтах на сопротивление в омах. Поэтому закон Ома для участка цепи записывается следующей формулой: 

I = U/R. 


Магический треугольник  

Любой участок или элемент электрической цепи можно охарактеризовать при помощи трёх характеристик: тока, напряжения и сопротивления. 

Как использовать треугольник Ома: закрываем искомую величину — два других символа дадут формулу для её вычисления. Кстати, законом Ома называется только одна формула из треугольника – та, которая отражает зависимость тока от напряжения и сопротивления. Две другие формулы, хотя и являются её следствием, физического смысла не имеют.  

Расчеты, выполняемые с помощью закона Ома для участка цепи, будут правильны в том случае, когда напряжение выражено в вольтах, сопротивление в омах и ток в амперах. Если используются кратные единицы измерений этих величин (например, миллиампер, милливольт, мегаом и т. д.), то их следует перевести соответственно в амперы, вольты и омы. Чтобы подчеркнуть это, иногда формулу закона Ома для участка цепи пишут так:

ампер = вольт/ом

Можно также рассчитывать ток в миллиамперах и микроамперах, при этом напряжение должно быть выражено в вольтах, а сопротивление — в килоомах и мегаомах соответственно. 

Закон Ома для участка цепи.

Закон Ома для участка цепи.

Цель: формирование знаний о взаимосвязи силы тока, напряжения и сопротивления на участке цепи.

Задачи:

Образовательная:

1) силы тока от напряжения на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется;

2) силы тока от сопротивления участка цепи, если при этом напряжение остается постоянным;

  • сделать вывод о взаимосвязи силы тока, напряжения и сопротивления;

  • Показать практическое применение закона Ома.

Развивающая:

  • развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов;

  • продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач.

Воспитательная:

  • развивать познавательный интерес к предмету;

  • воспитывать культуру речи и культуру работы в коллективе, тренировка рационального метода запоминания формул.

Тип урока: Комбинированный.

Оборудование: источник тока; амперметр; вольтметр; магазин сопротивлений; реостат; соединительные провода; датчик электрического напряжения ,датчик электрического тока амперметр .

Ход урока

I. Организация начала урока.

II. Актуализация знаний.

Любую электрическую цепь можно охарактеризовать силой тока, напряжением и сопротивлением. Каждая из этих величин имеет свою характеристику. Давайте вспомним, что мы изучили о каждой из этих величин.

(слайд 1)


Величины на слайде (1) закрыты номерами 1,2,3. Учащиеся I,II,III рядов поочередно выбирают номер, под которым находится величина, и дают ей полную характеристику по плану:

Структура знаний о физической величине. (слайд 2)

  1. Какое явление или свойство тел определяет (характеризует) данная величина.

  2. Определение величины .

  3. Формула (для производной величины – формула, выражающая связь данной величины с другими).

  4. Какая это величина – скалярная или векторная.

  5. Единицы измерения данной величины.

  6. Способы измерения величины.

Характеристики электрической цепи

Сила тока

Напряжение

Сопротивление

Электродвижущая сила

I

U

R

ε


какой электрический заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени.

какую работу совершает электрическое поле по перемещению единичного заряда.

величину, характеризующую способность проводника ограничивать силу тока.

какую работу совершают сторонние силы по перемещению единичного заряда в источнике.


отношением заряда, проходящего через поперечное сечение проводника ко времени, в течение которого этот заряд движется.

отношением работы поля по перемещению заряда из начальной точки в конечную к этому заряду.

отношением напряжения на участке цепи к силе тока.

отношением работы сторонних сил к переносимому электрическому заряду.



(ампер)

(вольт)

(ом)

(вольт)











T — — время

q — -заряд

A – работа электрического поля по перемещению заряда.

Сопротивление зависит от материала, из которого изготовлен проводник и его геометрических размеров.

lдлина проводника

Sплощадь поперечного сечения проводника

ρ – удельное сопротивление проводника

Характеризует зависимость электрической энергии в источнике от его внутреннего устройства.

(слайд 3)

III. Постановка цели.

Между величинами силой тока, напряжением и сопротивлением существует связь, которую впервые теоретически и экспериментально установил немецкий ученый Георг Ом.

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

Тема урока: Закон Ома для участка цепи (слайд 3).

IV. Решение поставленной цели. Изучение нового материала.

(Виртуальная школа Кирилла и Мефодия, снятие вольт-амперной характеристики (интерактив))

Учебная проблема 1. (ОК)



(слайд 4) (слайд 5)

а) Соберем электрическую цепь, схема которой изображена на слайде 3.

б) Назовите основные элементы цепи. Какие измерительные приборы включены

в цепь на участке 1и 2? Почему?

в) Установим зависимость между силой тока и напряжением, оставляя сопротивление R1

постоянным.

Для этого с помощью реостата изменяем силу тока и фиксируем значения, которые

показывают амперметр и вольтметр соответственно. Полученные данные занесем

в таблицу 1.

г) Изобразите полученную зависимость графически. Сделайте вывод о зависимости силы

тока от напряжения на участке цепи?

Вывод 1: сила тока прямо пропорциональна напряжению на участке цепи.

Учебная проблема 2. (ОК)


(слайд 6) (слайд 7)

а) Установим зависимость между силой тока и сопротивлением участка цепи R1.

Для этого будем изменять сопротивление R1, поддерживая при помощи реостата R

напряжение на концах проводника постоянным.

Полученные данные занесем в таблицу 2.

б) Изобразите полученную зависимость графически. Сделайте вывод о зависимости силы

тока от сопротивления участка цепи?

Вывод 2: сила тока обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

Учитель: Объедините полученные выводы и сделайте общий вывод о зависимости между силой тока, напряжением и сопротивлением.

Ученик: сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно

пропорциональна сопротивлению.

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

(слайд 8)


Ом Георг Симон
16 марта 1787 года — 6 июля 1854 года

Начало формы

Конец формы

История жизни
Замечательный немецкий физик Георг Симон Ом (1787-1854), чье имя носит знаменитый закон электротехники и единица электрического сопротивления, родился 16марта 1789 г. в Эрлангене (федеральная земля Бавария). Его отец был известным в городе мастером-механиком. Мальчик Ом помогал отцу в мастерской и многому у него научился. Быть бы ему механиком и продолжать дело отца, но Ом был честолюбив, хотел стать ученым и работать в лучших германских университетах. Он поступил учиться в университет в Эрлангене и закончил его в 1813 г. Его первая работа — учитель физики и математики реальной школы в Бамберге.
После нескольких лет работы в школе мечта Ома осуществилась. В 1817 г. он стал профессором математики Иезуитского колледжа в Кельне. Здесь Ом занялся исследованиями в области электричества, используя батарею Вольта. Ом составлял электрические цепи из проводников различной толщины, из различных материалов, различной длины (причем проволоку он протягивал сам, используя собственную технологию), пытаясь понять законы этих цепей.Сложность его работы можно понять, вспомнив, что никаких измерительных приборов еще не было и о силе тока в цепи можно было судить по различным косвенным эффектам. Ому очень пригодились те навыки работы, которые он приобрел, работая в мастерской с отцом. А еще ему очень пригодилось упорство, ибо эксперименты шли в течение 9 лет.
Для характеристики проводников Ом в1820 г. ввел понятие «сопротивление», ему казалось, что проводник сопротивляется току. По-английски и по-французски сопротивление называется resistance, поэтому современный схемный элемент называется резистором, а первая буква R с легкой руки Ома до сих пор используется как обозначение резистора в схемах. В 1827 г. вышел основополагающий труд Ома «Математическое исследование гальванических цепей», в котором и был сформулирован знаменитый закон Ома.
Казалось бы, столь простая математическая формула, которую сейчас изучают в школах, должна заслужить всеобщее признание, но получилось наоборот. Коллеги приняли в штыки выводы Ома, начались насмешки над ним. Обиженный Ом уволился из колледжа в Кельне. В последующие годы Ом жил в бедности, работая частным учителем в Берлине. Только в 1833 г. ему удалось устроиться на работу в Политехническую школу в Нюрнберге.
Тем временем за границей признали важность работ Ома. В 1841 г. Британское Королевское общество наградило его золотой медалью, а в 1842 г. избрало Ома своим действительным членом. Наконец, в1849 г. Ом стал профессором Мюнхенского университета. Всего 5 лет он имел возможность полноценно работать и преподавать. 7 июля 1854 г. Георг Симон Ом скончался.
В 1893 г. Международный электротехнический конгресс принял решение ввести единицу электрического сопротивления и назвал ее именем Георга Симона Ома, подчеркнув тем самым важность его открытия для электротехники.

Опорный конспект

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

где I – сила тока в цепи;

U – напряжение на этом участке;

R – сопротивление участка.

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

Выразите из формулы закона Ома напряжение и сопротивление.

(слайд 9)


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

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

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

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

V. Выводы:

  1. Cила тока прямо пропорциональна напряжению на участке цепи.

  2. Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

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

  4. Сопротивление – это физическая величина, характеризующая способность проводника ограничивать силу тока, оно не зависит ни от напряжения, ни от силы тока в проводнике.

VI. Закрепление материала.

Вычислите неизвестную величину, если известны две другие.

(слайд 10)


Закон Ома для участка цепи

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта «Заметки электрика»..

Сегодня открываю новый раздел на сайте под названием электротехника.

В этом разделе я постараюсь в наглядной и простой форме объяснить Вам вопросы электротехники. Скажу сразу, что далеко  углубляться в теоретические знания мы не будем, но вот с основами познакомимся в достаточном порядке.

Первое, с чем я хочу Вас познакомить, это с законом Ома для участка цепи. Это самый основной закон, который должен знать каждый электрик.

Знание этого закона позволит нам беспрепятственно и безошибочно определять значения силы тока, напряжения (разности потенциалов) и сопротивления на участке цепи.

Кто такой Ом? Немного истории

Закон Ома открыл всем известный немецкий физик Георг Симон Ом в 1826 году. Вот так он выглядел.

Всю биографию Георга Ома я рассказывать Вам не буду. Про это Вы можете узнать на других ресурсах более подробно.

Скажу только самое главное.

Его именем назван самый основной закон электротехники, который мы активно применяем в сложных расчетах при проектировании, на производстве и в быту.

Закон Ома для однородного участка цепи выглядит следующим образом:

I – значение тока, идущего через участок цепи (измеряется в амперах)

U – значение напряжения на участке цепи (измеряется в вольтах)

R – значение сопротивления участка цепи (измеряется в Омах)

Если формулу объяснить словами, то получится, что сила тока пропорциональная напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

Проведем эксперимент

Чтобы понять формулу не на словах, а на деле, необходимо собрать следующую схему:

Цель этой статьи — это показать наглядно, как использовать закон Ома для участка цепи. Поэтому я на своем рабочем стенде собрал эту схему. Смотрите ниже как она выглядит.

Сопротивление в цепи я заменил светодиодной лампочкой, обладающей определенной величиной сопротивления. Все соединения производим с помощью соединительных проводов марки ПВ-1.  Кто не знает как это сделать, то читайте мою статью как правильно соединять провода.

С помощью ключа управления (избирания) можно выбрать, либо постоянное напряжение, либо переменное напряжение на выходе. В нашем случае используется постоянное напряжения. Уровень напряжения я меняю с помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТР).

В нашем эксперименте я буду использовать напряжение на участке цепи, равное 220 (В). Контроль напряжения на выходе смотрим по вольтметру.

Теперь мы полностью готовы провести самостоятельно эксперимент и проверить закон Ома в действительности.

Ниже я приведу 3 примера. В каждом примере мы будем определять искомую величину 2 методами: с помощью формулы и практическим путем.

Пример № 1

В первом примере нам нужно найти ток (I) в цепи, зная величину источника постоянного напряжения и величину сопротивления светодиодной лампочки.

Напряжение источника постоянного напряжения составляет U = 220 (В). Сопротивление светодиодной лампочки равно R = 40740 (Ом).

С помощью формулы найдем ток в цепи:

 I = U/R  = 220 / 40740 = 0,0054 (А)

А теперь проверим полученный результат практическим путем. 

Подключаем последовательно светодиодной лампочке мультиметр, включенный в режиме амперметр, и замеряем ток в цепи.

На дисплее мультиметра показан ток цепи. Его значение равно 5,4 (мА) или 0,0054 (А), что соответствует току, найденному по формуле.

Пример № 2

Во втором примере нам нужно найти напряжение (U) участка цепи, зная величину тока в цепи и величину сопротивления светодиодной лампочки.

I = 0,0054 (А)

R = 40740 (Ом)

С помощью формулы найдем напряжение участка цепи:

U = I*R  = 0,0054 *40740 = 219,9 (В) = 220 (В)

А теперь проверим полученный результат практическим путем. 

Подключаем параллельно светодиодной лампочке мультиметр, включенный в режиме вольтметр, и замеряем напряжение.

На дисплее мультиметра показана величина измеренного напряжения. Его значение равно 220 (В), что соответствует напряжению, найденному по формуле закона Ома для участка цепи.

Пример № 3

В третьем примере нам нужно найти сопротивление (R) участка цепи, зная величину тока в цепи и величину напряжения участка цепи.

I = 0,0054 (А)

U = 220 (В)

Опять таки, воспользуемся формулой и найдем сопротивление участка цепи:

R = U/I = 220/0,0054 = 40740,7 (Ом)

А теперь проверим полученный результат практическим путем.

Сопротивление светодиодной лампочки мы измеряем с помощью электроизмерительных клещей или мультиметра.

Полученное значение составило R = 40740 (Ом), что соответствует сопротивлению, найденному по формуле.

Как легко запомнить Закон Ома для участка цепи!!!

Чтобы не путаться и легко запомнить формулу, можно воспользоваться небольшой подсказкой, которую Вы можете сделать самостоятельно.

Нарисуйте треугольник и впишите в него параметры электрической цепи, согласно рисунка ниже. У Вас должно получится вот так.

Как этим пользоваться?

Пользоваться треугольником-подсказкой очень легко и просто. Закрываете своим пальцем, тот параметр цепи, который необходимо найти.

Если оставшиеся на треугольнике параметры расположены на одном уровне, то значит их необходимо перемножить.

Если же оставшиеся на треугольнике параметры расположены на разном уровне, то тогда необходимо разделить верхний параметр на нижний.

С помощью треугольника-подсказки Вы не будете путаться в формуле. Но лучше все таки ее выучить, как таблицу умножения.

Выводы

В завершении статьи сделаю вывод.

Электрический ток — это направленный поток электронов от точки В с потенциалом минус к точке А с потенциалом плюс. И чем выше разность потенциалов между этими точками, тем больше электронов переместится из точки В в точку А, т.е. ток в цепи увеличится, при условии, что сопротивление цепи останется неизменным.

Но сопротивление лампочки противодействует протеканию электрического тока. И чем больше сопротивление в цепи (последовательное соединение нескольких лампочек), тем меньше будет ток в цепи, при неизменном напряжении сети.

P.S. Тут в интернете нашел смешную, но поясняющую карикатуру на тему закона Ома для участка цепи. 

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Запишите формулу закона ома для участка цепи

Закон Ома для участка цепи:

Определение: Cила тока I на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению U на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению R.

  1. I — сила тока (в системе СИ измеряется — Ампер)
  2. Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
  3. Формула: I=frac
  4. U — напряжение (в системе СИ измеряется — Вольт)

Падение напряжения на участке проводника равно произведению силы тока в проводнике на сопротивление этого участка.

Формула: U=IR

  • R— электрическое сопротивление (в системе СИ измеряется — Ом).
  • Электрическое сопротивление R это отношение напряжения на концах проводника к силе тока, текущего по проводнику.
  • Формула R=frac
  • Определение единицы сопротивления — Ом

    1 Ом представляет собой электрическое сопротивление участка проводника, по которому при напряжении 1(Вольт) протекает ток 1 (Ампер).

    Закон Ома для полной цепи

    Определение: Сила тока в цепи пропорциональна действующей в цепи ЭДС и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника

    Формула I=frac <varepsilon>

    • varepsilon — ЭДС источника напряжения, В;
    • I — сила тока в цепи, А;
    • R — сопротивление всех внешних элементов цепи, Ом;
    • r — внутреннее сопротивление источника напряжения, Ом.

    Как запомнить формулы закона Ома

    Треугольник Ома поможет запомнить закон. Нужно закрыть искомую величину, и два других символа дадут формулу для её вычисления.

    .

    • U — электрическое напряжение;
    • I — сила тока;
    • P — электрическая мощность;
    • R — электрическое сопротивление

    Смотри также:

    Для закрепления своих знаний решай задания и варианты ЕГЭ по физике с ответами и пояснениями.

    В данной статье расскажем про закон Ома, формулы для полной цепи (замкнутой), участка цепи, неоднородного участка цепи, в дифференциальной и интегральной форме, переменного тока, а также для магнитной цепи. Вы узнаете какие материалы соответствуют и не соответствуют закону Ома, а также где он встречается.
    Закон Ома: постоянный ток , протекающий через проводник, прямо пропорционален напряжению , приложенному к его концам и обратно пропорционален сопротивлению .

    Закон Ома был сформулирован немецким физиком и математиком Георгом Омом в 1825-26 годах на основе опыта. Это экспериментальный закон, а не универсальный — он применим к некоторым материалам и условиям.

    Закон Ома является частным случаем более позднего и более общего — второго закона Кирхгофа

    Ниже будет представлено видео, в котором объясняется закон Ома на пальцах.

    Закон Ома для участка цепи | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

    Закон Ома для однородного участка элект­рической цепи кажется до­вольно простым: сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна на­пряжению на концах этого участка и об­ратно пропорциональна его сопротивлению:

    I = U / R,

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

    После известных опытов Эрстеда, Ам­пера, Фарадея возник вопрос: как зависит ток от рода и характеристик источника то­ка, от природы и характеристик провод­ника, в котором существует ток. Попытки установить такую зависимость удались лишь в 1826—1827 гг. немецкому физику, учи­телю математики и физики Георгу Симону Ому (1787—1854). Он разработал установку, в которой в значительной степени можно было устранить внешние влияния на ис­точник тока, исследуемые проводники и т. п. Следует также иметь в виду: для многих ве­ществ, которые проводят электрический ток, закон Ома вообще не выполняется (полу­проводники, электролиты). Металлические же проводники при нагревании увеличи­вают свое сопротивление.

    Ом (Ohm) Георг Симон (1787—1854) — немецкий физик, учитель математики и физики, член-корреспондент Берлин­ской АН (1839). С 1833 г. профессор и с 1839 г. ректор Нюрнбергской высшей по­литехнической школы, в 1849—1852 гг.— профессор Мюнхенского университе­та. Открыл законы, названные его име­нем, для однородного участка цепи и для полной цепи, ввел понятие элект­родвижущей силы, падения напряже­ния, электрической проводимости. В 1830 г. произвел первые измерения электродвижущей силы источника тока.

    В формулу закона Ома для однородного участка цепи входит напряжение U, которое измеряется работой, выполняемой при пе­ренесении заряда в одну единицу в данном участке цепи:

    U = A / q,

    где A — работа в джоулях (Дж), заряд q — в кулонах (Кл), а на­пряжение U — в вольтах (В).

    Из формулы для закона Ома можно лег­ко определить значение сопротивления для участка цепи:

    R = U / I.

    Если напряжение определено в вольтах, а сила тока — в амперах, то значение со­противления получается в омах (Ом):

    Ом = В/А.

    На практике часто используются меньшие или большие единицы для измерения сопро­тивления: миллиом (1мОм = 10 Ом), килоом (1кОм = 103 Ом), мегаом (1МОм = 106 Ом) и т. п. Материал с сайта http://worldofschool.ru

    Закон Ома для однородного участка цепи можно выразить через плотность тока и на­пряженность электрического поля в нем. В самом деле, с одной стороны, I = jS, а с дру­гой — I = (φ1 — φ2) / R = —Δφ / R. Если имеем однородный проводник, то и напряженность элект­рического поля в нем будет одинаковой и равной E = —Δφ / l. Вместо R подставляем его значение ρ • l / S и получаем:

    j = —Δφ / ρl = (-1 / ρ) • (Δφ / l) = (1 / ρ) • E = σE.

    Учитывая, что плотность тока и напряженность поля величины векторные, имеем закон Ома в наиболее общем виде:

    j̅ = σ͞E.

    Это — одно из важнейших уравнений электродинамики, оно справедливо в любой точке электрического поля.

    На этой странице материал по темам:
    • Закон ома для участка цепи лекция

    • Физика закон ома для участка электрической цепи формула

    • Краткий конспект участка земли закон ома

    • Физика закон ома формула

    • Выберите закон ома для участка цкпи

    Вопросы по этому материалу:
    • Какие электрические величины и как объединяет между собой за­кон Ома для однородного участка цепи?

    • Что такое электрическое напряжение?

    • Как определяется сопротивление проводников?

    • Как формулируется закон Ома для каждой точки проводника с током, который объединяет такие электрические величины: плотность тока, удельные сопротивление или электропроводимость вещества проводника и напряженность электрического поля в данной точке проводника?

    Закон Ома

    — Веб-формулы

    Закон Ома гласит, что ток, протекающий через устройство, прямо пропорционален разности потенциалов, приложенной к устройству. Константа пропорции называется сопротивлением устройства, когда она математически формулируется как:

    В = IR
    , где В, — напряжение на элементе схемы в вольтах, I — это ток, проходящий через элемент в амперах и R — сопротивление элемента в омах.Учитывая любые две из этих величин, можно использовать закон Ома для определения третьей.

    Соответствующие единицы СИ:
    Вольт (В) = Ом (Ом) ∙ ампер (А)

    Закон Ома можно переписать как:
    I = V / R
    R = V / I

    Электрическая схема для проверки закона Ома:
    Для проверки закона Ома используется следующая схема.

    На приведенной выше диаграмме показана схема, используемая в лаборатории для проверки закона Ома.
    В цепи: B — батарея для подачи тока в цепь, Rh — реостат для контроля тока в цепи, K — ключ для подключения или разрыва цепи, A — амперметр для измерения тока в цепи, V — вольтметр для измерения разности потенциалов на проводе сопротивления, а R — провод сопротивления для обеспечения сопротивления.

    Обратите внимание:
    1. Реостат Rh, ключ K, амперметр A и провод сопротивления R подключены последовательно с батареей B.
    2. Положительный полюс амперметра должен быть направлен к положительному полюсу батареи.
    3. Вольтметр V подключается параллельно проводу сопротивления.
    4. Положительный полюс вольтметра должен быть ближе к положительному полюсу батареи.

    Порядок проверки закона Ома:
    1.Клавиша K закрывается, и реостат настраивается так, чтобы получить минимальные показания амперметра и вольтметра.

    1. Затем реостат постепенно перемещается, так что ток в цепи увеличивается.
    2. Каждый раз, когда реостат перемещается, показания тока (I), протекающего в цепи, и разности потенциалов на сопротивлении измеряются путем записи показаний амперметра и вольтметра.
    3. Таким образом, различные наборы значений получаются в таблице, и соотношение тока (I) и разности потенциалов (V) вычисляется для каждого набора значений.
    4. Следует отметить, что соотношение силы тока и разности потенциалов одинаковое или почти одинаковое для каждого набора значений в таблице.
    5. Теперь построен график зависимости V от I, на котором разность потенциалов V берется по оси y, а ток I — по оси x.
    6. Полученный график представляет собой прямую линию, и наклон этой линии представляет собой значение отношения V к стихам I.

    Таким образом, доказано, что отношение V к стихам I является постоянной величиной (обозначающей сопротивление), т. Е. , V / I = постоянная = R.Таким образом подтверждается закон Ома.

    Пример 1: Ток 5 мА протекает через омический проводник, к которому приложена разность потенциалов 15 В. Какое сопротивление у проводника?
    Решение:
    Используя V = I R
    Транспонирование, R = V / I
    где I = 5 мА и V = 15 В
    дает R = 15/5 = 3 кОм

    Пример 2: Какой ток будет протекать через резистор с сопротивлением 4,7 кОм, когда на него подается напряжение 12 В?
    Решение:
    Используя V = I R
    Транспонирование, I = V / R
    где V = 12 В и R = 4.7k
    дает I = 12 / 4,7 = 2,55 мА

    Пример 3: Каково напряжение на проводе с сопротивлением 10 Ом, когда по нему протекает ток 500 мА?
    Решение:
    Используя V = I R
    где I = 500 мА и R = 10 Ом.
    дает В = 500 × 10 -3 × 10 = 5 В

    Что такое закон Ома? Калькулятор теории, формул и закона Ома

    Итак, вы задаетесь вопросом, почему так важно изучать закон Ома?

    Что такое закон Ома на самом деле?

    Как им пользоваться?

    Сначала мы запутаемся его названием, почему это должен быть закон Ома? Я знаю это.Само название происходит от того, кто открыл его впервые.

    Этот закон существует для измерения « электрического сопротивления ».

    Закон Ома — самый фундаментальный и самый основной закон для электрических и электронных схем. Вы можете найти все основные элементы в электрической цепи: напряжение, ток и сопротивление.

    Для цепи переменного тока замените сопротивление импедансом. Если у нас есть значения двух из трех элементов, мы можем легко найти третий элемент значения.

    Почему нам так важно усвоить закон Ома? Потому что его элементы в уравнении являются основными переменными. Вы найдете напряжение, ток и сопротивление (или импеданс) в каждой электрической цепи, которую вы найдете или используете.

    Мало того, закон Ома используется для сложных законов, теорем и вычислений. Закон Ома используется во всех аспектах электрических и электронных цепей, где протекает электрический ток.

    В этом посте мы узнаем все о законе Ома.Я расскажу об анализе схемы, его применении и более простом методе использования. Какова формула закона Ома? — наш главный приоритет.

    Здесь вы найдете не только его уравнение, здесь вы найдете более простую иллюстрацию, чтобы хорошо его запомнить.

    Прежде чем изучать закон Ома, будет разумно сначала прочитать, что такое электрическая цепь.

    Первое открытие закона Ома

    Формула закона Ома не была открыта на пустом месте. Этот закон Ома устанавливает связь между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи.Позже мы прочитаем об определении закона Ома .

    Если мы хотим отдать должное закону Ома, то он должен относиться к Георгу Ому. Он немецкий ученый, который провел множество экспериментов, чтобы найти взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением в одном уравнении. Этот закон является «отцом» всех электрических законов и теорем.

    Что такое закон Ома

    Если вы поищете формулу закона Ома, вы получите следующие определения:

    Википедия:
    закон, согласно которому электрический ток пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

    Словарь Коллинза:
    принцип, согласно которому электрический ток, проходящий через проводник, прямо пропорционален разности потенциалов на нем, при условии, что температура остается постоянной. Константа пропорциональности — это сопротивление проводника.

    Формула закона Ома или уравнение закона Ома показывает, как ток течет через любой материал при приложении напряжения. Следует помнить о разнице между низким и высоким сопротивлением.Электрический провод или любой проводник имеет низкое сопротивление, значит, ток будет течь легко. В противном случае, если сопротивление велико, току будет трудно течь.

    Определение закона Ома , приведенное выше, не очень помогает, если мы не знаем, что есть что. Нам нужно знать, какие переменные мы используем, что такое уравнение и как его использовать.

    Из того, что мы нашли в американско-английском словаре, говорится, что закон Ома — это пропорциональное отношение тока цепи постоянного тока к ее приложенному напряжению и обратно пропорциональное сопротивлению.Не только для постоянного тока, закон Ома применим к цепи переменного тока.

    Немецкий физик Георг Ом изобрел этот закон в 1827 году.

    Чтобы упростить задачу, поскольку величина тока, протекающего в цепи, определяется делением напряжения на сопротивление, большее сопротивление означает меньший ток и наоборот.

    Обычно любой проводник имеет очень маленькое сопротивление, поэтому мы можем не учитывать его в наших расчетах. С другой стороны, любой материал, который не может проводить электрический ток, является изолятором.

    Сопротивление, измеряемое в омах, определяется материалом. Разные материалы разных размеров обеспечивают разное сопротивление друг от друга.

    Закон Ома представлен графиком линейной зависимости между напряжением (V) и током (I) в электрической цепи. Мы можем представить закон Ома, используя иллюстрацию водопроводной трубы:

    • Водопроводная труба — это сопротивление (R) в цепи, измеряемое в омах (Ом).
    • Вода — это электрический ток (I), протекающий в цепи, измеряемый в амперах (A).
    • Разница высот воды — это напряжение (В) в цепи, измеренное в вольтах (В).

    Рисунок выглядит следующим образом:

    • Если водопроводная труба тонкая (высокое сопротивление), она ограничивает протекание воды (электрического тока) в цепи.
    • Если водопроводная труба широкая (сопротивление низкое), это увеличивает протекание воды (электрического тока) в контуре.

    Каждый материал обладает уникальными характеристиками, препятствующими прохождению электрического заряда.Их физическая способность противостоять току известна как сопротивление с символом R.

    Рисунок 1. Сопротивление

    Из рисунка (1a) мы заключаем, что сопротивление материала с однородным поперечным сечением A зависит от площади поперечного сечения A и длина l.

    Следовательно, математическое уравнение сопротивления можно увидеть ниже:

    (1)

    Где:

    ρ = удельное сопротивление материала, измеренное в ом-метрах.

    Чем ниже удельное сопротивление, тем выше проводимость материала как проводника.

    Пример хороших проводников — алюминий и медь. В противном случае примером хороших изоляторов является слюда и бумага, обладающие высоким удельным сопротивлением.

    Если вы хотите узнать другие примеры хороших проводников и хороших изоляторов, вы можете бесплатно найти их в Интернете. Просто дерзайте и хорошо их запомните.

    За исключением этих двух, мы узнаем о полупроводниковых материалах, но пока не будем об этом.

    Если мы говорим о сопротивлении, то в основном будем говорить о резисторах.Но что это такое? Резистор — это простейший пассивный элемент, сделанный из металлических сплавов и соединений углерода, чтобы выдерживать электрический ток.

    Обозначение его схемы показано на рисунке (1b), где R обозначает значение сопротивления.

    Закон Ома определяет соотношение между током и напряжением на резисторе. Этот закон был приписан Георгу Симону Ому (1787-1854) и записан как:

    Закон Ома гласит, что напряжение v на резисторе прямо пропорционально току i , протекающему через резистор.

    Следовательно,

    (2)

    Для краткости,

    Закон Ома гласит , что напряжение на резисторе пропорционально току, протекающему через него.

    Напряжение, ток и сопротивление

    Электрическая цепь сделана из проводящей проволоки, позволяющей электрическому заряду проходить через нее. Движение этого электрического заряда называется током.

    Электрическая сила, называемая напряжением, дает энергию электрическому заряду, протекающему в цепи.Для научного объяснения напряжение — это разность потенциалов между двумя выводами (точками).

    Если мы измеряем напряжение, это означает, что мы измеряем разность потенциалов для перемещения электрического заряда из одной точки в другую.

    Если нет двух точек, нет напряжения.

    Ток движется по проводнику с некоторым противодействием или трением. Это трение или противодействие известно как сопротивление.

    Даже жилой провод имеет небольшое сопротивление току.Величина тока зависит от того, сколько напряжения и сопротивления.

    Чем меньше сопротивление, тем выше ток.

    Единицы измерения: вольт, ампер и ом

    Знание терминов напряжения, тока и сопротивления не имеет для нас большого значения. Нам нужно понимать количество для электрической цепи.

    Ниже приведены стандартные единицы измерения электрического напряжения, тока и сопротивления:

    Сокращение для каждого измерения близко к первому слову.Сокращенное обозначение напряжения — «V», а «R» — «сопротивление». Хотя «я» немного странно, потому что далеко от нынешнего.

    Буква «I» обозначает французскую фразу «tensité du courant» (сила тока). Мы найдем еще один символ «E», который означает «Электродвижущая сила».

    И «V», и «E» одинаковы, но вместо этого мы будем использовать «V». Обычно «E» обозначает напряжение на источнике.

    Эти сокращения написаны заглавными буквами, потому что здесь мы будем использовать термины DC.Заглавные буквы означают, что значение остается постоянным в течение определенного периода времени.

    Но мы будем использовать строчные буквы, если они имеют периодическое значение в течение периодического времени.

    Уравнение закона Ома

    Из приведенного выше определения мы знаем, что:

    Закон Ома гласит, что разность потенциалов (напряжение) между двумя точками пропорциональна току, протекающему через резистор, а также сопротивлению резистора. схема. Таким образом, формула закона Ома просто V = IxR.

    Чтобы понять этот основной закон, нам нужен простейший пример схемы. Мы будем использовать простую схему ниже, чтобы объяснить уравнение закона Ома, состоящее из источника напряжения и резистора.

    Ток обозначается буквой I и измеряется в амперах (A), равном напряжению (V), деленному на сопротивление резистора (R), измеренное в омах (Ω).

    Следовательно, уравнение (2) становится

    (3)

    , которое является математическим уравнением закона Ома .Таким образом, R в уравнении (3) измеряется в Ом или Ом.

    В — это напряжение в цепи, измеряемое в вольтах (В), но некоторые люди вместо этого используют E. Где E — электродвижущая сила или напряжение.

    I — ток, протекающий в цепи через каждый элемент (резистор в примере схемы), измеренный в амперах (A).

    R — сопротивление резистора, измеренное в Ом (Ом).

    Делаем вывод, что:

    • Если напряжение увеличится, то ток тоже увеличится.
    • При увеличении сопротивления ток уменьшится.

    Итак,

    Сопротивление R элемента обозначает его способность сопротивляться прохождению электрического тока, измеряемую в омах (Ом).

    Мы можем вывести уравнение к

    (4)

    , так что

    1 Ом = 1 В / А

    Чтобы успешно реализовать формулу закона Ома, используемую для определения сопротивления , нам нужно заплатить Обратите внимание на полярность напряжения или направление тока.

    Мы можем найти значения напряжения, тока и сопротивления по закону Ома, если у нас есть две из трех переменных. Например:

    Расчет напряжения Формула закона Ома

    Если у нас есть значение сопротивления и тока, мы сможем найти значение напряжения с помощью:

    [V = I x R] —– Напряжение (Вольт) = Ток (Ампер) x Сопротивление (Ом)

    Расчет тока Формула закона Ома

    [I = V / R] —– Ток (Ампер) = Напряжение (В) / Сопротивление (Ом)

    Расчет сопротивления Формула закона Ома

    Если у нас есть значение напряжения и тока, мы сможем найти значение сопротивления с помощью:

    [R = V / I] —– Сопротивление (Ом) = Напряжение (В) / ток (Ампер)

    Значение R изменяется от нуля до бесконечности.Следовательно, важно принять во внимание два крайних возможных значения R.

    Нулевое сопротивление и короткое замыкание

    Элемент со значением R = 0 на рисунке (2a) является коротким замыканием.

    Рисунок 2. Короткое замыкание и разрыв цепи

    Итак,

    (5)

    , указывающее, что напряжение равно нулю, но ток может иметь любые значения. Другими словами, короткое замыкание обычно предполагает соединительный провод, который является идеальным проводником. Следовательно.

    Короткое замыкание — это элемент цепи с сопротивлением, близким к нулю.

    Бесконечное сопротивление и разомкнутая цепь

    Напротив, элемент с R = ∞ является разомкнутой цепью, как показано на рисунке (2b). Для разомкнутой цепи

    (6)

    , указывающее, что ток равен нулю через напряжение, могут быть любыми значениями. Следовательно,

    Разрыв цепи — это элемент схемы с сопротивлением, приближающимся к бесконечности.

    Как работает закон Ома?

    Закон Ома — это метод анализа для анализа токов в цепи с определенным сопротивлением, подаваемой источником напряжения.Для аналогии мы можем представить себе использование водопровода.

    Напор воды является источником напряжения, сопротивление — диаметром трубы, а сила тока — объемом воды.

    Чем выше напряжение, тем выше ток, и наоборот. Но чем выше сопротивление, тем меньше ток.

    Это доказывает пропорциональное соотношение между напряжением и током, но обратно пропорциональное соотношение между током и сопротивлением.

    Закон Ома Простые задачи

    Ознакомьтесь с этими простыми задачами, чтобы лучше понять закон Ома.

    1. Если у нас есть электрическая цепь с источником постоянного напряжения и увеличится сопротивление, что будет с током?

    Ответ: прокрутите вверх и прочтите уравнение закона Ома, если вы его забыли. С текущей точки зрения мы будем использовать [I = V / R]. Если напряжение остается постоянным, но сопротивление увеличивается, ток будет уменьшаться.

    1. Если источник напряжения удвоить, сколько тока мы получим?

    Ответ: используя то же уравнение [I = V / R], если V становится 2V, то ток равен 2V / R.Таким образом, ток удваивается.

    Анализ цепи по закону Ома

    Попробуем проанализировать электрическую цепь, используя закон Ома. Не волнуйтесь, мы просто воспользуемся батареей, резистором и проводом.

    Ток движется по часовой стрелке, поскольку полярность напряжения находится в верхнем левом углу. Эти три соединены последовательно, чтобы упростить задачу.

    Представьте, что у нас есть батарея на 10 В и резистор 5 Ом, какой ток?

    Уравнение верно, потому что если вы используете [I = V / R], вы получите [I = 10/5 = 2 A].

    Что будет, если мы заменим резистор на резистор 10 Ом?

    И снова закон Ома действителен для получения результата 1A.

    Мы можем поменять местами переменное уравнение, если оно удовлетворяет треугольнику закона Ома, о котором вы прочитаете позже в этом посте. Мы будем использовать этот закон для схемы с несколькими резисторами, соединенными следующим образом:

    • Последовательное соединение
    • Параллельное соединение

    Метод треугольника закона Ома

    Зная две из трех переменных из закона Ома, мы легко найдем сомнительная переменная.

    Следовательно, если мы хотим знать значение тока, мы должны знать значения напряжения и сопротивления.

    Ниже представлен хорошо известный треугольник закона Ома.

    Как указано выше:

    Для расчета напряжения (В)
    [В = I x R] —– Напряжение (Вольт) = Ток (Ампер) x сопротивление (Ом)

    Для расчета тока (I)
    [I = V / R] —– Ток (Ампер) = Напряжение (В) / Сопротивление (Ом)

    Для расчета сопротивления (Ом)
    [R = V / I] —– Сопротивление (Ом) = Напряжение (В) / Ток (Ампер)

    Круговая диаграмма закона Ома

    Закон Ома показывает взаимосвязь между напряжением (V или E), током (I) и сопротивлением (R).

    Таким образом, мы добавляем закон Джоуля, чтобы усовершенствовать колесо закона Ома. Закон Джоуля гласит, что мощность — это произведение напряжения и тока.

    В результате комбинация этих двух даст нам 12 формул с 2 известными переменными.

    Таким образом, мы получаем колесо закона Ома вместе с их единицами измерения.

    Закон Ома Приложение

    Из приведенного выше объяснения мы можем сделать вывод, что закон Ома полезен для определения значений напряжения, тока и сопротивления.

    Но как это помогает нам в реальной жизни? Ниже приведены примеры применения закона Ома в реальной жизни:

    • Определение напряжения, тока и сопротивления в цепи.
    • Поддерживайте падение напряжения на элементе схемы на желаемом уровне.
    • Этот закон применяется для амперметров постоянного тока.

    Ограничение закона Ома

    Даже это самый базовый анализ схемы, он все еще имеет некоторые ограничения, такие как:

    • Не может использоваться для односторонней электрической сети (диодный транзистор и т. Д.), Которая не работает. t имеют линейную зависимость напряжения от тока.
    • Невозможно реализовать для нелинейной схемы.

    Тип резистора

    Резистор может быть постоянным или переменным. Но он имеет фиксированное значение, что означает, что значение остается постоянным. На рисунке (3) показаны два распространенных типа постоянных резисторов (с проволочной обмоткой и составные). Один резистор образует ответвление в цепи.

    Рисунок (3a) проволочного типа имеет меньшее сопротивление с большим порогом мощности, в то время как Рисунок (3b) представляет собой композиционный тип, имеет более высокое сопротивление с меньшим порогом мощности.

    Рисунок 3. Постоянный резистор

    Переменные резисторы имеют регулируемое сопротивление, его символ можно увидеть на рисунке. (4a).

    Обычный переменный резистор также известен как потенциометр или для краткости потенциометр, его символ показан на рисунке. (4b).

    Рисунок 4. Переменный резистор

    Поток представляет собой трехконтактный элемент со скользящим контактом или грязесъемником. Использование скользящего контакта изменит сопротивление. Точно так же переменный резистор также имеет проволочную обмотку и состав, как показано на рисунке.(5a) для композиции и рис. (5b) для ползунка.

    Рисунок 5. Потенциометр

    Не все резисторы подчиняются закону Ома. Но резистор, подчиняющийся закону Ома, называется линейным резистором. Имеет постоянное сопротивление.

    Следовательно, его вольт-амперная характеристика представлена ​​на рисунке (6a): график i-v представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат.

    Нелинейный резистор не подчиняется закону Ома, его сопротивление изменяется в зависимости от тока, а его i-v характеристика показана на рисунке (6b).

    Примером нелинейного сопротивления являются лампочка и диоды.

    Рис. 6. Характеристика iv резистора

    Проводимость

    Другая полезная величина в анализе электрических цепей — величина, обратная сопротивлению R, известному как проводимость, а символ — G:

    (7)

    Проводимость измеряет, насколько хорошо элемент будет проводить электрический ток и его единица измерения — mho (ом, записанный в обратном порядке) или обратный ом с символом ℧, перевернутой омегой.

    В этом блоге мы будем использовать сименс (S) вместо mho в качестве единицы проводимости в системе СИ:

    (8)

    Следовательно,

    Проводимость — это способность элемента проводить электрический ток; измеряется в mhos () или сименсах (S)

    То же сопротивление может быть выражено в омах или сименсах, например, 10 Ом равно 0.1 S. Рассматривая уравнение. (7), мы можем написать:

    (9)

    Мощность, рассеиваемая резистором, может быть выражена с помощью R с уравнением. (3),

    (10)

    Мощность, рассеиваемая резистором. резистор можно выразить с помощью G,

    (11)

    Линейный график закона Ома

    Мы можем нарисовать график закона Ома с двухмерной осью, напряжением и током, как показано ниже. Напряжение и ток образуют линейный график для каждого типа резистора, который мы используем, будь то постоянный резистор, переменный резистор или просто простой провод различной длины.

    Можно сделать вывод, что удвоение напряжения удвоит ток, протекающий через элемент схемы.

    Примеры закона Ома

    1.) Электрический утюг потребляет 2 А при 120 В. Вычислите его сопротивление.

    Решение:

    Используя закон Ома:

    2.) В соответствии со схемой ниже вычислите ток i , проводимость G и мощность p .

    Решение:
    Ток:

    Проводимость:

    Мощность:

    Часто задаваемые вопросы

    Теперь давайте ответим на наиболее часто задаваемые вопросы ниже:

    ЧТО ТАКОЕ в законе Ома?

    Закон Ома гласит, что разность потенциалов (напряжение) между двумя точками пропорциональна току, протекающему через резистор, а также пропорциональна сопротивлению цепи.Таким образом, формула закона Ома просто V = IxR.

    Как рассчитать закон Ома?

    Ток (I) в цепи равен напряжению (V) на резисторе, деленному на сопротивление (R) резистора.

    Почему важен закон Ома?

    Закон Ома очень важен для анализа электрической цепи, связанной с напряжением, током и сопротивлением в цепи, и определения их взаимосвязи.

    Что такое закон Ома Краткий ответ?

    Закон Ома гласит, что напряжение v на резисторе прямо пропорционально току i, протекающему через резистор.

    Применим ли закон Ома как к переменному, так и к постоянному току?

    Закон Ома гласит, что ток в цепи пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Это означает, что до тех пор, пока напряжение и ток имеют линейную зависимость, закон Ома может использоваться для цепей переменного тока.

    Электротехника и электроника, закон Ома, формулы и уравнения

    Электротехника и электроника, закон Ома, формулы и уравнения

    Электротехника и электроника, Закон Ома, формулы и уравнения

    Закон Ома
    ПРАВОВОЙ КАЛЬКУЛЯТОР

    ОМ

    VOLTS = напряжение, AMPS = ток, OHMS = сопротивление, WATTS = мощность

    Дайте мне любые ДВА числовых значения, и я дам вам все ЧЕТЫРЕ.После ввода значений нажмите кнопку закона Ома:

    ключевые слова = Ом, Закон Ома, Вольт, Ампер, Ток, Ватты, Мощность, Калькулятор, Электричество, Электроника, Электрика, Уравнения, Формулы, Пи, Математика, Генри, Бэкон



    Символическое: E = VOLTS ~ или ~ (V = VOLTS) P = WATTS ~ или ~ (W = WATTS) R = ОМ ~ или ~ (R = СОПРОТИВЛЕНИЕ) I = АМПЕР ~ или ~ (А = АМПЕР) HP = ЛОШАДЬ PF = КОЭФФИЦИЕНТ МОЩНОСТИ кВт = КИЛОВАТТ кВтч = КИЛОВАТ-ЧАС VA = ВОЛЬТ-АМПЕР кВА = КИЛОВОЛЬТ-АМПЕР C = ЕМКОСТЬ EFF = ЭФФЕКТИВНОСТЬ (выражается в десятичной дроби)
    бордюр>
    АМП = ВАТТ-ВОЛЬТ I = P E A = W V
    Вт = Вольт x ампер P = E x I W = V x A
    VOLTS = WATTS AMPS E = P I V = W A
    МОЩНОСТЬ = (V x A x EFF) 746
    КПД = (746 x HP) (V x A)
    граница>
    ОДНА ФАЗА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ~ 1
    AMPS = Вт (ВОЛЬТ x PF) I = P (E x PF) A = W (V x PF)
    WATTS = VOLTS x AMPS x PF P = E x I x PF W = V x A x PF
    VOLTS = WATTSAMPS E = PI V = WA
    Вольт-ампер = Вольт x ампер ВА = E x I ВА = V x A
    МОЩНОСТЬ = (V x A x EFF x PF) 746
    МОЩНОСТЬ = ВХОДНАЯ ВАТТА (V x A) КПД = (746 x HP) (V x A x PF)
    border>
    AMPS = Вт (1.732 x ВОЛЬТ x PF) I = P (1,732 x E x PF)
    WATTS = 1,732 x VOLTS x AMPS x PF P = 1,732 x E x I x PF
    VOLTS = WATTSAMPS E = PI
    НАПРЯЖЕНИЕ-АМПЕР = 1,732 x НАПРЯЖЕНИЕ x АМПЕР ВА = 1,732 x E x I
    МОЩНОСТЬ = (1,732 x V x A x EFF x PF) 746
    МОЩНОСТЬ = ВХОДНАЯ ВАТТА (1.732 x В x А)
    КПД = (746 x HP) (1,732 x V x A x PF)
    бордюр>

    Главная страница и введение
    Калькулятор Deca-Scientific, Таблицы преобразования, Промышленная математика
    Определения и терминология
    Награды, полученные этим сайтом



    Пожалуйста, подпишите мою гостевую книгу. Спасибо!

    Подпишите мою гостевую книгу Посмотреть мою гостевую книгу




    Прилагаются все усилия для обеспечения точности информации, содержащейся на этом веб-сайте.Однако автор этого сайта не несет ответственности за использование информации или ее последствия. Хотя вся информация считается точной, рекомендуется обращаться к другим источникам за дополнительной информацией или разъяснениями. Если вы студент, у вашего преподавателя может быть очень конкретная терминология, которая требуется использовать в вашей конкретной области обучения, и поэтому вам следует обращаться к своим учебникам и учебным заметкам для получения этой информации. Я надеюсь, что этот сайт будет образовательным и полезным для тех из вас, кто им пользуется.Я приветствую ваши комментарии и предложения относительно этого сайта. Спасибо за визит! Генри Дж. Бэкон


    Электронная почта: [email protected]

    Формула, график и 3 простых примера

    Закон Ома, названный в честь немецкого физика Георга Симона Ома, описывает связь электрического тока \ (I \) и электрического напряжения \ (U \).

    Итак, если вы хотите понять и построить электрические схемы, вы не продвинетесь далеко без закона Ома.Так что разобраться в этом законе стоит. Тем более, что это простейший физический закон, который вы можете себе представить.

    На предыдущих уроках вы узнали, что физически означают электрический ток и электрическое напряжение. Вот краткое резюме!

    1-й ингредиент: Напряжение

    Напряжение между отрицательным и положительным полюсами.

    Если вы разделите положительные и отрицательные электрические заряды и поместите их в две коробки, группа отрицательных зарядов образует отрицательный полюс , а группа положительных зарядов образует положительный полюс .

    Между отрицательным и положительным полюсами создается электрическое напряжение . Напряжение обозначается буквой \ (U \) и отображается, например, так. Напряжение показывает, сколько кинетической энергии получит положительный заряд, если он перейдет от положительного полюса к отрицательному. Напряжение измеряется в вольтах, обозначается символом \ (\ text {V} \). Предположим, что между полюсами есть напряжение \ (10 ​​\, \ text {V} \).

    2-й компонент: электрический провод

    С одним напряжением ничего не поделать.Далее нам понадобится электрический провод . Это может быть, например, провод из меди или алюминия. Этот проводник нам понадобится для соединения двух полюсов между собой. Конечно, имеет значение, используем ли мы для соединения медь или алюминий, потому что разные материалы по-разному проводят заряды. Но об этом позже.

    Третий ингредиент: Электрический ток

    После соединения двух полюсов через проводник течет электрический ток \ (I \).

    Поскольку два полюса теперь соединены токопроводящим соединением, положительные заряды могут перемещаться к отрицательному полюсу по проводнику. В конечном итоге их привлекают отрицательные заряды. Таким образом, через этот проводник проходит электрический ток ° и \ (I \). Отрицательные заряды, конечно, также переместятся к положительному полюсу. Однако мы закрепили их в коробке, чтобы они не могли двигаться, чтобы не усложнять наш мысленный эксперимент излишне.

    Результирующий электрический ток \ (I \) измеряется в амперах (или коротких амперах), обозначается буквой \ (\ text {A} \).Предположим, что по проводнику течет ток \ (1 \, \ text {A} \).

    Со временем количество положительных зарядов на положительном полюсе будет уменьшаться, потому что заряды все время перемещаются к отрицательному полюсу. Таким образом, напряжение и ток также будут уменьшаться со временем, потому что разделено меньше зарядов. Чтобы предотвратить это, мы будем постоянно поставлять заряды для поддержания разделения зарядов. Это пополнение запасов зарядов является целью источника напряжения .

    Используя источник напряжения, мы следим за тем, чтобы напряжение и ток оставались постоянными и не падали.

    Закон Ома в виде графика

    Напряжение между полюсами равно \ (10 ​​\, \ text {V} \), и течет ток \ (1 \, \ text {A} \). Теперь давайте изменим напряжение и посмотрим, как это влияет на электрический ток. Мы можем изменить напряжение, изменив количество разделенных зарядов.

    • Если мы увеличим напряжение с \ (10 ​​\, \ text {V} \) до \ (20 \, \ text {V} \), тогда ток увеличится с \ (1 \, \ text {A} \) в \ (2 \, \ text {A} \). У нас удвоили напряжение \ (U \) и, таким образом, ток \ (I \) также на удвоил .
    • Если мы увеличим напряжение с \ (20 \, \ text {V} \) до \ (60 \, \ text {V} \), тогда ток увеличится с \ (2 \, \ text {A} \ ) в \ (6 \, \ text {A} \). У нас есть , утроенное на напряжение \ (U \), и, таким образом, ток \ (I \) также на утроился на .
    • Если мы уменьшим напряжение с \ (60 \, \ text {V} \) до \ (40 \, \ text {V} \), то ток уменьшится с \ (6 \, \ text {A} \ ) в \ (4 \, \ text {A} \). Мы уменьшили напряжение \ (U \) в раз \ (\ frac {2} {3} \), и, таким образом, ток \ (I \) также уменьшился на раз в \ (\ frac {2 } {3} \).

    Независимо от того, на какой коэффициент мы изменяем напряжение, ток также изменяется в таком же коэффициенте. Напряжение \ (U \) и \ (I \) нанесено на график. При соединении точек получается прямая линия.

    Мы можем проиллюстрировать измеренные значения в виде диаграммы. На оси \ (y \), то есть вертикальной оси, мы откладываем напряжение. А по оси \ (x \), то есть по горизонтальной оси, мы откладываем ток. Этот график называется графиком напряжение-ток , потому что он показывает взаимосвязь между напряжением и током.

    Если теперь соединить измеренные точки данных друг с другом, мы получим прямую линию . Когда на графике появляется прямая линия, мы говорим, что нанесенные на график величины связаны линейно, друг с другом. Итак, мы нашли закон линейной зависимости напряжения и тока. И это в точности утверждение закона Ома!

    Закон Ома гласит, что если построить график зависимости напряжения \ (U \) от тока \ (I \), мы получим прямую линию.

    Что, если мы построим наши измерения напряжения и тока и получим такой график, как на рисунке (4)?

    Омические жилы имеют прямую линию напряжение-ток.

    Соответствует ли этот проводник, соединяющий полюса и по которому течет ток, закону Ома? Нет! Потому что это не прямая линия. Проводник подчиняется закону Ома только в том случае, если график напряжение-ток представляет собой прямую линию. Электрический ток, проходящий через такие проводники, образующие прямую линию, называются омическими проводниками , , потому что они в точности подчиняются закону Ома. Например, провод из меди является омическим проводником. Это связано с тем, что если мы приложим напряжение к медному проводнику и в результате протечет ток, то ток и напряжение будут линейно связаны.

    Прямая вольт-амперная линия представлена ​​наклоном . Обозначим наклон как , электрическое сопротивление и обозначим его буквой \ (R \): \ [\ text {Наклон прямой линии = Сопротивление} R \]

    Таким образом, мы можем сказать:

    • A крутая прямая имеет большой наклон и, таким образом, представляет собой большое электрическое сопротивление .
    • Неглубокая прямая линия имеет небольшой наклон и, таким образом, представляет собой малое электрическое сопротивление .
    Неглубокая прямая линия (малое сопротивление) и крутая прямая линия (большое сопротивление).

    Как наклон прямой линии влияет на напряжение и ток?

    • Неглубокая прямая линия, то есть небольшое сопротивление, означает: если вы увеличиваете напряжение \ (U \) очень незначительно, то ток \ (I \) очень сильно увеличивается.
    • С другой стороны, крутая прямая линия, то есть большое сопротивление, означает: если вы немного увеличите напряжение \ (U \), то ток \ (I \) также возрастет очень незначительно.

    Закон Ома в виде формулы

    Как теперь объединить три величины: напряжение \ (U \), ток \ (I \) и сопротивление \ (R \) в одной формуле? Давайте воспользуемся языком физики, то есть математикой, чтобы перевести эту прямую линию в формулу.

    Из математики известно, что прямая, проходящая через начало системы координат, описывается уравнением прямой: 1 \ [y ~ = ~ m \, x \]

    Здесь \ (m \ ) — наклон прямой.В нашем случае наклон сопротивления равен \ (R \). Итак, давайте заменим \ (m \) на \ (R \): \ (y = R \, x \). \ (Y \) находится на оси \ (y \) и представляет собой напряжение \ (U \). Поэтому мы заменяем \ (y \) на \ (U \): \ (U = R \, x \). \ (X \) находится на оси \ (x \) и в нашем случае представляет текущий \ (I \). Заменим \ (x \) на \ (I \). И у нас есть прямая линия на диаграмме, переведенная в формулу. Итак, закон Ома как формула:

    Закон Ома как формула 2 \ [U ~ = ~ R \, I \]

    Электрическое сопротивление

    Вы можете узнать единицу сопротивления из формулы закона Ома.Вам нужно только решить формулу сопротивления \ (R \). Переместите \ (I \) на другую сторону, и вы получите: 3 \ [R ~ = ~ \ frac {U} {I} \]

    Напряжение измеряется в вольтах, а ток — в амперах. Следовательно, сопротивление должно иметь единицу Вольт на Ампер : \ [[R] ~ = ~ \ frac {\ text {Volt}} {\ text {Ampere}} ~ = ~ \ frac {\ text {V}} {\ text {A}} \]

    Мы сокращаем Вольт на ампер кратко с единицей измерения Ом : \ [[R] ~ = ~ \ Omega \] Между прочим, этот символ \ (\ Омега \) — греческая буква «Омега».

    Значение этого электрического сопротивления \ (R \) зависит от проводника, используемого для соединения положительного и отрицательного полюсов.

    • Провод из меди имеет меньшее сопротивление \ (R \), чем провод из алюминия. Для медного проводника мы ожидаем более мелкую прямую линию, чем для алюминиевого проводника.
    • А провод из алюминия имеет меньшее сопротивление \ (R \), чем провод из железа. Таким образом, у железного проводника прямая линия круче, чем у алюминиевого.

    3 примера применения формулы

    Давайте рассмотрим несколько конкретных примеров того, как можно применить формулу закона Ома.

    Пример: сопротивление неизвестно Напряжение между полюсами равно \ (U ~ = ~ 10 \, \ text {V} \), а ток, протекающий по проводнику, равен \ (I ~ = ~ 1 \, \ text {A } \). Какое сопротивление у проводника?

    Решаем закон Ома для сопротивления \ (R \): 4 \ [R ~ = ~ \ frac {U} {I} \]

    Затем вставляем следующие значения: 4.1 \ [R ~ = ~ \ frac {10 \, \ text {V}} {1 \, \ text {A}} ~ = ~ 10 \, \ Omega \]

    Пример: напряжение неизвестно Текущий ток через проводник — \ (I = 2 \, \ text {A} \), а сопротивление проводника — \ (R = 100 \, \ Omega \). Какое напряжение между концами проводника, то есть между двумя полюсами?

    Здесь мы можем напрямую использовать URI-формулу: 5 \ [U ~ = ~ R \, I \]

    Вставить заданные значения: 5.1 \ [U ~ = ~ 100 \, \ Omega ~ \ cdot ~ 2 \ , \ text {A} ~ = ~ 200 \, \ text {V} \]

    Пример: ток неизвестен Напряжение между концами проводника равно \ (U ~ = ~ 6 \, \ text {V} \), а сопротивление проводника равно \ (R ~ = ~ 2 \, \ Omega \).Какой электрический ток проходит через проводник?

    Чтобы определить ток \ (I \), мы решаем \ (U ~ = ~ R \, I \) для тока, переводя сопротивление \ (R \) на другую сторону. Тогда получаем: 6 \ [I ~ = ~ \ frac {U} {R} \]

    Вставьте заданные значения: 6.1 \ [I ~ = ~ \ frac {6 \, \ text {V}} { 2 \, \ Omega} ~ = ~ 3 \, \ text {A} \]

    Итак, готово! Вы узнали, что проводник подчиняется закону Ома, если у вас есть прямая линия на диаграмме напряжение-ток. Кроме того, закон Ома описывается формулой \ (U ~ = ~ R \, I \).Где сопротивление \ (R \) — наклон прямой. На следующем уроке вы узнаете, как применить закон Ома к простым электрическим цепям.

    Калькулятор закона Ома • Электрические, радиочастотные и электронные калькуляторы • Онлайн-преобразователи единиц

    Определения и формулы

    Схема простой схемы, иллюстрирующей параметры закона Ома U , I и R

    Мы окружены электрические цепи в нашей повседневной жизни. От компьютеров, планшетов, смартфонов и автомобилей до кредитных карт и ключей от наших автомобилей и домов — все они сделаны с использованием электрических цепей.И все они работают по закону Ома:

    Мы все (ладно, не все, только некоторые) знаем эту простую формулу со школы, а некоторые из нас знают ее даже с раннего возраста. Европейцы знают первую формулу, а жители Северной Америки знают вторую. Европейцы предпочитают U для напряжения, в то время как американцы предпочитают V для того же физического количества. Итак, мы можем сказать, что закон Ома действует везде. Попробуем лучше понять этот закон.

    Закон Ома

    Георг Симон Ом (1789–1854)

    Закон Ома назван в честь немецкого физика и математика Георга Симона Ома (1789–1854), который был школьным учителем в школе с хорошо оборудованной физической лабораторией. , исследовал недавно изобретенную (в 1799 году) гальваническую батарею и термопару, изобретенную в 1821 году.Он обнаружил, что ток в проводнике прямо пропорционален разности потенциалов на проводнике. Он опубликовал результаты своих исследований в 1827 году в знаменитой книге Die galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet (Математическое исследование гальванической цепи) . В результате его работы отряд сопротивления назван его именем. Эта взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением, известная теперь как закон Ома, является основной основой всей электроники.Ом годами боролся за признание своей работы.

    Элемент схемы, основным назначением которого является создание электрического сопротивления, называется резистором. На схемах он представлен двумя видами символов: один используется в основном в Европе и стандартизирован Международной электротехнической комиссией (МЭК), а другой — в Северной Америке и стандартизирован Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE).

    Резисторы и их электронные символы — европейские, стандартизированные IEC (слева) и американские, стандартизованные IEEE (справа)

    По закону Ома сопротивление, измеренное в омах, является просто константой пропорциональности между током и напряжением:

    , где I — ток, В и U — напряжение, а R — сопротивление.Обратите внимание, что в этом выражении R ≥ 0. Также обратите внимание, что в этом выражении мы предположили, что резистор имеет постоянное сопротивление, которое не зависит от напряжения или тока. Если значение R или отношение U / I является постоянным, то можно построить график зависимости тока от напряжения в виде прямой линии.

    В резистивных цепях, например, в проводах и резисторах, ток и напряжение линейно пропорциональны. В математике линейная функция — это функция, график которой представляет собой прямую линию (см. Иллюстрацию ниже).Например, y = 2 x — линейная функция. В линейных отношениях, если одна из величин увеличивается или уменьшается, например, в три раза, другая также будет увеличиваться или уменьшаться на ту же величину. По закону Ома это означает, что если напряжение на резисторе утроится, ток также утроится. Это предполагает, что его сопротивление постоянно.

    График, показывающий соотношение между током и напряжением для конкретного электронного компонента, называется вольт-амперной характеристикой.Резисторы имеют линейную вольт-амперную характеристику.

    Дополнительную информацию о резисторах и других электронных компонентах можно найти в наших электрических, радиочастотных и электронных калькуляторах и электротехнических преобразователях.

    Неомические компоненты

    Графическое изображение вольт-амперных кривых нескольких устройств: 1 — резистор, 2 — диод, 3 — лампа накаливания, 4 — стабилитрон; как мы видим, только резистор имеет линейную вольт-амперную характеристику

    Хотя при изучении закона Ома мы всегда предполагаем, что вольт-амперные характеристики резисторов линейны, важно отметить, что многие очень полезные электрические и электронные компоненты как лампы накаливания, диоды и транзисторы, которые широко используются в электрических цепях, демонстрируют нелинейную характеристику сопротивления.То есть для них соотношение напряжения и тока не является прямой линией, проходящей через начало координат.

    В этой схеме возрастающее напряжение не будет производить пропорционально увеличивающийся ток, потому что сопротивление горячей лампы при номинальном напряжении 12 В выше, чем ее сопротивление при 4 или 6 В. Кривая вольт-амперной характеристики сглаживается по мере того, как увеличивается напряжение и увеличивается сопротивление лампы (см. рисунок выше)

    Во многих случаях это предположение о линейности резисторов неверно.Рассмотрим, например, схему с лампой накаливания и блоком питания с переменным напряжением. Эту схему можно найти во многих школьных учебниках, где обсуждается, как ток зависит от напряжения, при условии, что сопротивление лампы постоянно. Они объясняют, что если напряжение на 12-вольтовых выводах лампы увеличивается, пропорционально увеличивается и ток. Тем не менее, это не так! Если мы поместим амперметр и измерим ток, мы заметим, что он не прямо пропорционален напряжению.Это связано с тем, что сопротивление лампы изменяется, когда ее нить накаливания начинает светиться — лампа имеет нелинейную вольт-амперную характеристику.

    Когда молодые люди начинают изучать электричество, законы Ома и Джоуля — первые два закона, которые они узнают, и довольно часто они видят их в форме колеса закона Ома, что действительно пугает, особенно когда они понимают, что им нужно запомнить это колесо — потому что для их учителей намного проще проверить память учеников, чем проверить их понимание.Учителя часто заставляют своих учеников запоминать все 12 формул вместо того, чтобы запоминать или, что еще лучше, понимать только их двоих, а именно:

    и

    Хотя это обычно называют колесом закона Ома, это колесо фактически объединяет два закона — закон Ома и закон нагрева Джоуля, также называемый первым законом Джоуля, и закон Джоуля-Ленца

    Недорогой комплект электричества для детей

    Остальные 10 страшных формул могут быть легко выведены из этих двух.И даже эти две формулы запоминать не нужно. Что действительно необходимо помнить и понимать, так это то, что ток через компонент прямо пропорционален разности потенциалов, приложенной к этому компоненту, и обратно пропорционален его сопротивлению. Это закон Ома. И что мощность прямо пропорциональна току и напряжению — это закон Джоуля.

    Эти два закона очень интуитивно понятны, если учащиеся понимают, что такое ток, напряжение, сопротивление и мощность.Они поймут, если поиграют с батареей, несколькими резисторами и мультиметром. Они также могут поиграть с этим калькулятором.

    Это легко, если они используют аналогию водяного насоса-дросселя и трубы, в которой насос оказывает давление (представляющее напряжение), чтобы протолкнуть воду (ток) по контуру (трубе) с ограничением (сопротивлением). Все остальные формулы, представленные в колесе закона Ома, могут быть выведены из этих двух формул, и если человек использует другие формулы ежедневно, он в конечном итоге запомнит их без каких-либо усилий.

    Закон Джоуля

    Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889)

    Для молодого английского пивовара Джеймса Прескотта Джоуля, который зарабатывал себе на жизнь, работая менеджером пивоварни, наука была просто хобби. Его отец был богатым пивоваром, и молодой Джеймс начал работать на пивоварне в возрасте пятнадцати лет. Когда Джоуля было всего 23 года, он открыл закон, который теперь носит его имя, проводя эксперименты, пытаясь выяснить, что более эффективно в их пивоварне: паровой двигатель или недавно изобретенные электродвигатели.В результате он установил взаимосвязь между током, протекающим через сопротивление (провод), и выделяемым теплом.

    Закон Джоуля гласит, что мощность нагрева P , генерируемая электрическим током I в проводнике, пропорциональна произведению квадрата тока и сопротивления провода R :

    Если мы сложим Используя закон Джоуля и закон Ома, мы можем вывести несколько полезных формул, которые можно использовать для расчета мощности, рассеиваемой в резисторе, сопротивления на основе известных значений напряжения и тока, тока, протекающего в резисторе, и напряжения на резисторе.Эти формулы часто отображаются в виде страшного колеса закона Ома или (менее страшного) треугольника закона Ома. Щелкните примеры ниже, чтобы узнать, как использовать эти формулы. Этот нагрев провода электрическим током также называется омическим нагревом, джоулевым нагревом или резистивным нагревом.

    Эмиль Ленц (1804–1865)

    Омический нагрев был независимо изучен русским физиком Эмилем Ленцем, который изучал электромагнетизм с 1831 года и наиболее известен благодаря открытию закона, который связывает направление индуцированного электрического тока с движущимся магнитным полем. который назван в его честь.Он также независимо открыл закон Джоуля, и этот закон часто носит также имя Ленца — «закон Джоуля-Ленца».

    Следует также отметить, что в некоторых учебниках этот закон неверно называют законом Ватта, особенно если они ссылаются на формулу P = UI .

    Закон Ома в цепях переменного тока

    Закон Ома используется не только для анализа цепей постоянного тока, описанных выше. Когда переменное во времени напряжение, например синусоидальное напряжение, прикладывается к цепи, закон Ома все еще применяется.Если на резистор подается синусоидальное напряжение, в нем будет течь синусоидальный ток. Этот ток находится в фазе с приложенным напряжением, потому что, когда напряжение меняет полярность, ток также меняет ее. Когда напряжение на максимуме, ток также на максимуме.

    При применении закона Ома для анализа цепи переменного тока всегда необходимо последовательно выражать напряжение и ток. Это означает, что напряжение и ток должны быть выражены как среднеквадратичные значения, так и пиковое или размах колебаний.При применении закона Джоуля для определения мощности, рассеиваемой в резисторе, применяется то же правило: и ток, и напряжение должны выражаться с использованием одних и тех же значений. Например:

    , где субиндекс RMS обозначает среднеквадратичное значение, или

    Здесь p означает пиковое значение. Если цепь переменного тока содержит реактивные компоненты, такие как конденсаторы и катушки индуктивности, к ним также применяется закон Ома. В этом случае их реактивные сопротивления используются вместо сопротивления:

    , где X может быть реактивным сопротивлением конденсатора X C или катушки индуктивности X L , которые рассчитываются по следующим формулам :

    и

    Дополнительную информацию о реактивном сопротивлении различных компонентов и их последовательном и параллельном сочетании можно найти в наших электрических, радиочастотных и электронных калькуляторах и электротехнических преобразователях.

    Что касается мощности в реактивных компонентах, они не преобразуют энергию в тепло и, следовательно, энергия не теряется, и истинная (активная, активная) мощность P равна нулю. Мгновенная мощность передается между конденсатором или катушкой индуктивности и источником питания. Скорость, с которой реактивный компонент накапливает или возвращает энергию, называется его реактивной мощностью Q и определяется по следующим формулам:

    Реактивная мощность измеряется в вольт-амперах реактивной (вар) и может использоваться с обычными десятичные префиксы, например квар, мвар и т. д.

    Параллельная RLC-схема

    В схемах, содержащих активные и реактивные компоненты, применение закона Ома включает использование комплексных величин импеданса Z , напряжения U и тока I . Поскольку для вычислений по законам Ома и Джоуля используются операции умножения и деления, удобно выражать комплексные значения в полярной форме. Вы можете использовать наш калькулятор преобразования прямоугольного фазора для преобразования значений комплексной мощности, тока, напряжения и импеданса между комплексными и полярными формами.Чтобы определить полное сопротивление различных параллельных и последовательных цепей с активными и реактивными компонентами, используйте наши электрические, радиочастотные и электронные калькуляторы.

    Формулы закона Ома переменного тока

    Примечание для читателей, которые не знакомы с обозначениями углов, используемыми в американских учебниках по электронике и электротехнике. Специальное обозначение, называемое обозначением вектора или угла, используется с символом угла (∠). Используется для описания векторов. Вектор — это комплексное число U , используемое для обозначения синусоиды.Он представлен в полярных координатах вектором с величиной U и углом φ , который обычно выражается в градусах. Фазоры предоставляют простые средства анализа электрических цепей. Формула Эйлера лежит в основе векторного анализа:

    Это U∠φ — всего лишь сокращенное обозначение для Ue .

    Следующие формулы используются в этом калькуляторе. Расчеты производятся со значениями в форме векторов в соответствии с правилами умножения и деления векторов:

    , где φ U , φ I и φ Z — напряжение, ток и фазовые углы импеданса.

    Все комплексные значения вводятся в форму калькулятора либо в прямоугольной, либо в векторной форме. Хотя импеданс и комплексная мощность не являются векторными величинами, они могут быть представлены в сложной форме, потому что, как и напряжение и ток, они являются комплексными числами и имеют как величину, так и угол. Если они введены в прямоугольной форме, они преобразуются в форму вектора перед вычислением с использованием формул, описанных в нашем Калькуляторе комплекса в фазор.

    В качестве примера мы рассчитаем полный ток I T в параллельной RLC-цепи с R = 10 Ом, L = 100 мкГн и C = 1 мкФ.Источник переменного тока подает синусоидальное напряжение 0,5 В с частотой 10 кГц (нажмите, чтобы просмотреть результат расчетов).

    Величина импеданса этой цепи RLC в прямоугольной форме составляет

    Фазовый угол

    Положительный фазовый угол означает, что нагрузка является индуктивной, а ток отстает от напряжения. Общий импеданс в полярной форме равен

    Используя закон Ома и правило деления чисел в полярной форме, мы определим полный ток:

    Мощность в цепях переменного тока

    В нашем калькуляторе мощности переменного тока мы показали, что активный P , реактивный Q , кажущийся | S | и комплексная мощность S может быть рассчитана по следующим формулам:

    и

    Опять же, поскольку умножения и деления участвуют в расчетах мощности, удобно выражать комплексные значения в полярной форме .Математически можно показать, что комплексная мощность равна произведению векторного напряжения и комплексно сопряженного вектора тока, то есть

    Здесь U и I — напряжение и ток в комплексная форма и I * , U * и Z * представляют собой сопряженные значения тока, напряжения и импеданса в сложной форме. Жирный шрифт означает, что эти значения являются векторными величинами.Обратите внимание, что здесь комплексная мощность S измеряется в вольт-амперах (ВА). В векторной форме мы имеем

    , где φ U — фазовый угол напряжения, а φ I — текущий фазовый угол. Эти формулы были использованы для создания колеса закона Ома переменного тока.

    Колесо закона Ома переменного тока; жирный шрифт используется для отображения комплексного тока, напряжения, мощности и импеданса. Звездочка, например, в I * , показывает комплексное сопряжение комплексного тока I

    Более подробную информацию о расчетах мощности переменного тока вы найдете в нашем калькуляторе мощности переменного тока.Ниже приведены несколько примеров расчетов с помощью этого калькулятора.

    Примеры расчетов

    Пример 3 . К розетке на 120 В. подключается электронагреватель сопротивлением 10 Ом. Рассчитайте потребляемую мощность и ток, потребляемый нагревателем.

    Пример 4 . Маленькая лампочка с сопротивлением 2300 Ом в холодильнике подключается к линии питания 120 В. Рассчитайте потребляемую мощность и ток, потребляемый лампой.

    Пример 5 . Ток 0,15 А от солнечной панели протекает через резистор 220 Ом. Рассчитайте напряжение на этом резисторе и мощность, которую он рассеивает в виде тепла.

    Пример 6 . Вычислите сопротивление галогенной лампы накаливания и мощность, которую она рассеивает, если потребляет 1,5 А от 12-вольтового автомобильного аккумулятора.

    Пример 7 . Вычислите ток через резистор 12 кОм и напряжение на нем, если резистор рассеивает мощность 1 Вт.Цепь RC

    серии

    (см. Пример 6). Дано: R = 10 Ом, C = 0,1 мкФ, I T = 0,2∠0 °. Требуется: U T

    Пример 8 . К источнику питания синусоидальной формы с частотой 1 МГц последовательно подключены резистор на 10 Ом и конденсатор 0,01 мкФ. Определите напряжение источника в полярной форме, если ток, потребляемый от источника, составляет I = 0,2 ± 0 ° A. Подсказка: используйте наш калькулятор импеданса последовательной RC-цепи, чтобы определить полное сопротивление RC-цепи в полярной форме (Z = 18.8 – 57,86 °), затем с помощью этого калькулятора определите напряжение источника (V = 3,76–57,8 ° В).

    Эту статью написал Анатолий Золотков

    Закон Ома Формулы • Закон Ома

    Формула закона

    Ома помогает рассчитать напряжение, ток и сопротивление. Смешав закон Ома с законом джоуля, можно легко получить формулу мощности. Давайте посмотрим на формулы:

    Формула расчета напряжения

    Если заданы ток и сопротивление используйте V = IR для расчета напряжения.

    Пример №1: Найдите напряжение, приложенное к резисторам 10 кОм, когда через них протекает ток 5 мА

    Решение: V = 10 кОм * 5 мА = 50 В

    Когда заданы ток и мощность используйте V = P / I, чтобы найти вольт.

    Пример № 2: Найдите напряжение, приложенное к неизвестному резистору, который рассеивает мощность 20 Вт, пока через него протекает ток 5 А.

    Решение: V = 20 Вт / 5 A = 4 В

    Когда указаны мощность и сопротивление используйте V = √P * R, чтобы найти вольты.

    Пример № 3: Найдите напряжение, приложенное к резистору 200 Ом, который рассеивает мощность 20 Вт.

    Решение: V = √200 Ом * 20 Вт = 63,24 В

    Текущая формула расчета

    Когда заданы напряжение и сопротивление используйте R = P / I для расчета тока.

    Пример №4: Найдите ток, протекающий через резистор 2,5 МОм, когда к нему приложена разность потенциалов 20 В.

    Решение: I = V / R = 20 В / 2,5 МОм = 8 мкА

    Вот еще один пример расчета тока через резистор 47 Ом.

    Когда указаны мощность и напряжение используйте I = P / V для расчета ампер.

    Пример № 5: Найдите ток, протекающий через неизвестный резистор, который рассеивает мощность 20 Вт при понижении на нем 10 В.

    Решение: I = P / V = ​​20 Вт / 10 В = 2 A

    Если известны мощность и сопротивление используйте I = √P / R для расчета ампер.

    Пример № 6: Резистор 15 кОм рассеивает мощность 5 Вт.Найдите значение тока, протекающего через него.

    Решение: I = √P / R = √5 / 15 = 0,577 мА

    Формула расчета сопротивления

    Если известны мощность и ток используйте R = P / I 2 для расчета сопротивления.

    Пример № 7: Найдите значение неизвестного резистора, который рассеивает 30 Вт, когда через него протекает ток 5 мА.

    Решение: R = 30 / (5 мА) 2 = 1,2 МОм

    Если известны напряжение и ток , , используйте R = V / I для расчета номинала резистора.

    Пример № 8: Найдите значение неизвестного резистора, которое падает на 10 В, когда через него протекает ток 25 мА.

    Решение: R = 10 В / 25 мА = 400 Ом

    Если известны напряжение и мощность , , используйте формулу R = V 2 / P для определения номинала неизвестного резистора.

    Пример № 9: Найдите значение неизвестного резистора, который падает на 10 В при рассеивании 200 Вт.

    Решение: R = 10 В / 25 мА = 400 Ом

    Формула расчета мощности

    Если известны напряжение и ток , , используйте P = VI для вычисления значения мощности.

    Пример № 10: Падение потенциала 10 В на резисторе приводит к протеканию через него тока 20 мА. Найдите мощность, рассеиваемую на нем.

    Решение: P = VI = 10 В. 20 мА = 0,2 Вт

    Если известны ток и сопротивление , , используйте P = I 2 R для вычисления значения мощности.

    Пример № 11: ток 50 мА протекает через резистор 10 кОм. Найдите мощность, рассеиваемую на нем.

    Решение: P = (50 мА) 2 * 10 кОм = 25 Вт

    Если известны напряжение и сопротивление , , используйте P = V 2 / R для расчета значения мощности.

    Пример № 12: Разность потенциалов 20 В приложена к резисторам 10 кОм. Найдите рассеиваемую мощность.

    Решение: P = (20) 2 /10 кОм = 40 мВт

    Калькулятор закона

    Ома — рассчитайте мощность, сопротивление, напряжение или ток. Колесо формул закона Ома.

    Используйте этот калькулятор закона Ома, чтобы легко вычислить мощность, сопротивление, напряжение или электрический ток на основе двух известных параметров. Введите любые два параметра для расчета двух других .Поддерживает усилители, милиамперы, ватты, киловатты, мегаватты, вольты, милливольты и киловольты, омы, килоомы и мегаомы. Формулы, уравнения и колесо закона Ома для справки.

    Быстрая навигация:

    1. Использование калькулятора закона Ома
    2. Закон и формула Ома
    3. Колесо закона Ома

    Использование калькулятора закона Ома

    Используя указанный выше многоцелевой калькулятор закона Ом , вы можете:

    • Рассчитайте мощность и сопротивление с учетом напряжения и тока
    • Вычислить мощность и ток с учетом напряжения и сопротивления
    • Вычислить мощность и напряжение с учетом силы тока и сопротивления
    • Вычислить ток и сопротивление с учетом напряжения и мощности
    • Вычислить ток и напряжение с учетом мощности и сопротивления
    • Рассчитать напряжение и сопротивление с учетом мощности и тока

    Просто введите две известные величины, описывающие электрический ток, и две другие будут рассчитаны на их основе.Результат будет отображаться в выбранных метриках с поддерживаемыми метриками: амперы, миллиамперы, милливатты, ватты, киловатты, мегаватты, гигаватты, милливольты, вольты, киловольты, мегавольты, омы, килоомы и мегаомы. (А, мА, мВт, Вт, кВт, МВт, ГВт, мВ, В, кВ, МВ, Ом, кОм и МОм).

    С помощью этого инструмента вы можете легко вычислить омы в ватты, омы в вольты, омы в амперы, вольты в омы, ватты в омы, амперы в омы и так далее.

    Закон и формула Омха Закон

    Ома гласит, что ток между любыми двумя точками электрического проводника прямо пропорционален напряжению в этих двух точках.Взаимосвязь математически описывается уравнениями:

    , где I — ток в амперах, В, — напряжение в вольтах, а R — сопротивление в Ом (Ом). Эти три являются эквивалентными преобразованиями формулы закона Ома и используются при анализе цепей и планировании электрических сетей.

    Закон

    Ома применим для электрических цепей, содержащих только резистивные элементы (конденсаторы и катушки индуктивности не допускаются), и он работает одинаково для постоянного (DC) или изменяющегося во времени (AC) управляющего напряжения или тока.

    Чтобы вычислить электрической мощности , то есть скорость, с которой электрическая энергия передается через проводник в единицу времени, нам нужно знать, что P = V x I (из закона Джоуля), где P — мощность в ваттах. , V и I согласно приведенным выше определениям. Это основное уравнение можно преобразовать в различные формулы в зависимости от известных электрических измерений и того, как работает наш калькулятор Ом.

    Колесо закона Ома

    Когда вы комбинируете формулы, вы получаете колесо формул закона Ома, показанное ниже, которое отражает принцип работы нашего калькулятора.Колесо закона Ома представляет все возможные отношения между мощностью (P), сопротивлением (R), током (I) и напряжением (V).

    Чтобы использовать колесо, выберите нужную величину из внутреннего круга колеса, а затем соответствующую формулу в этом квадранте на основе того, что вы знаете об электрическом токе, с которым вы работаете. Несмотря на то, что использование калькулятора более удобно, схематическое изображение, указанное выше, упрощает понимание основных формул и уравнений, а также их взаимосвязей.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *