Закон ома правило: Закон Ома. Формула Закона Ома

Содержание

Закон Ома. Формула Закона Ома

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

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

Георг Симон Ом

Закон Ома – полученный экспериментальным путём (эмпирический) закон, который устанавливает связь силы тока в проводнике с напряжением на концах проводника и его сопротивлением, был открыт в 1826 году немецким физиком-экспериментатором Георгом Омом.

Строгая формулировка закона Ома может быть записана так: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника.

Формула закона Ома записывается в следующем виде:

где

I – сила тока в проводнике, единица измерения силы тока - ампер [А];

U – электрическое напряжение (разность потенциалов), единица измерения напряжения- вольт [В];

R – электрическое сопротивление проводника, единица измерения электрического сопротивления - ом [Ом].

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

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

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

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

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

Где и когда можно применять закон Ома?

Нужна помощь в написании работы?

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

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

Значение Закона Ома

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

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

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

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

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

Закон Ома

Закон Ома - физический закон, определяющий зависимость между электрическими величинами - напряжением, сопротивлением и током для проводников.
Впервые открыл и описал его в 1826 году немецкий физик Георг Ом, показавший (с помощью гальванометра) количественную связь между электродвижущей силой, электрическим током и свойствами проводника, как пропорциональную зависимость.
Впоследствии свойства проводника, способные противостоять электрическому току на основе этой зависимости, стали называть электрическим сопротивлением (Resistance), обозначать в расчётах и на схемах буквой R и измерять в Омах в честь первооткрывателя.
Сам источник электрической энергии также обладает внутренним сопротивлением, которое принято обозначать буквой r.

Закон Ома для участка цепи

Со школьного курса физики всем хорошо известна классическая трактовка Закона Ома:

Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению.

I = U/R

Это значит, если к концам проводника сопротивлением R = 1 Ом приложено напряжение U = 1 Вольт, тогда величина тока I в проводнике будет равна 1/1 = 1 Ампер.

Отсюда следуют ещё два полезных соотношения:

Если в проводнике, сопротивлением 1 Ом, протекает ток 1 Ампер, значит на концах проводника напряжение 1 Вольт (падение напряжения).

U = IR

Если на концах проводника есть напряжение 1 Вольт и по нему протекает ток 1 Ампер, значит сопротивление проводника равно 1 Ом.

R = U/I

Вышеописанные формулы в таком виде могут быть применимы для переменного тока лишь в том случае, если цепь состоит только из активного сопротивления R.
Кроме того, следует помнить, что Закон Ома справедлив только для линейных элементов цепи.

Предлагается простой Онлайн-калькулятор для практических расчётов.

Закон Ома. Расчёт напряжения, сопротивления, тока, мощности.
После сброса ввести два любых известных параметра.

I=U/R;   U=IR;   R=U/I;
P=UI   P=U²/R;   P=I²R;
R=U²/P;   R=P/I²   U=√(PR)   I= √(P/R)




Закон Ома для замкнутой цепи

Если к источнику питания подключить внешнюю цепь сопротивлением R, в цепи пойдёт ток с учётом внутреннего сопротивления источника:

I - Сила тока в цепи.
- Электродвижущая сила (ЭДС) - величина напряжения источника питания не зависящая от внешней цепи (без нагрузки). Характеризуется потенциальной энергией источника.
r - Внутреннее сопротивление источника питания.

Для электродвижущей силы внешнеее сопротивление R и внутреннее r соединены последовательно, значит величина тока в цепи определится значением ЭДС и суммой сопротивлений: I = /(R+r) .

Напряжение на выводах внешней цепи определится исходя из силы тока и сопротивления R соотношением, которое уже рассматривалось выше: U = IR.
Напряжение U, при подключении нагрузки R, всегда будет меньше чем ЭДС на величину произведения I*r, которую называют падением напряжения на внутреннем сопротивлении источника питания.
С этим явлением мы сталкиваемся достаточно часто, когда видим в работе частично разряженные батарейки или аккумуляторы.

По мере разряда, увеличивается их внутреннее сопротивление, следовательно, увеличивается падение напряжение внутри источника, значит уменьшается внешнее напряжение U = - I*r.
Чем меньше ток и внутреннее сопротивление источника, тем ближе по значению его ЭДС и напряжение на его выводах U.
Если ток в цепи равен нулю, следовательно, = U. Цепь разомкнута, ЭДС источника равна напряжению на его выводах.

В случаях, когда внутренним сопротивлением источника можно пренебречь (r ≈ 0), напряжение на выводах источника будет равно ЭДС ( ≈ U ) независимо от сопротивления внешней цепи R.
Такой источник питания называют источником напряжения.


Закон Ома для переменного тока

При наличии индуктивности или ёмкости в цепи переменного тока необходимо учитывать их реактивное сопротивление.
В таком случае запись Закона Ома будет иметь вид:

I = U/Z

Здесь Z - полное (комплексное) сопротивление цепи - импеданс. В него входит активная R

и реактивная X составляющие.
Реактивное сопротивление зависит от номиналов реактивных элементов, от частоты и формы тока в цепи.
Более подробно ознакомится с комплексным сопротивлением можно на страничке импеданс.

С учётом сдвига фаз φ, созданного реактивными элементами, для синусоидального переменного тока обычно записывают Закон Ома в комплексной форме:

- комплексная амплитуда тока. = Iampe
- комплексная амплитуда напряжения. = Uampe
- комплексное сопротивление. Импеданс.
φ - угол сдвига фаз между током и напряжением.
e - константа, основание натурального логарифма.
j - мнимая единица.
Iamp , Uamp - амплитудные значения синусоидального тока и напряжения.

Нелинейные элементы и цепи

Закон Ома не является фундаментальным законом природы и может быть применим в ограниченных случаях, например, для большинства проводников.
Его невозможно использовать для расчёта напряжения и тока в полупроводниковых или электровакуумных приборах, где эта зависимость не является пропорциональной и её можно определять только с помощью вольтамперной характеристики (ВАХ). К данной категории элементов относятся все полупроводниковые приборы (диоды, транзисторы, стабилитроны, тиристоры, варикапы и т.д.) и электронные лампы.

Такие элементы и цепи, в которых они используются, называют нелинейными.

Похожие статьи: Постоянный ток. Переменный ток.


Замечания и предложения принимаются и приветствуются!

Электротехника. Основы. Закон Ома - Всё об энергетике

Электротехника. Основы. Закон Ома

В электротехнике, как и в любой другой науке, существуют базовые понятия, без понимания которых не удастся овладеть этой областью знаний. Здесь такими понятиями являются электрическое напряжение, электрический ток и электрическое сопротивление.

Закон Ома

Закон Ома был открыт в результате экспериментов Георга Ома с гальванометром и простой электрической цепью из источника ЭДС и сопротивления. Со временем формула полученная Омом претерпела несколько изменений.

Закон Ома для участка цепи без ЭДС

Может быть сформулирован через сопротивление [1, стр.33][2, стр.15]:

\begin{equation} I = {U_{ab}\over R}; \end{equation}

Где:

  • I - ток через участок ab электрической цепи;
  • Uab - напряжение на участке ab электрической цепи;
  • R - сопротивление участка ab электрической цепи.

Или через проводимость:

\begin{equation} I = U_{ab} × G; \end{equation}

Где:

  • G - проводимость участка ab электрической цепи.

Формула (1, 2) справедлива для электрической цепи представленной ниже на рисунке 1.

Рисунок 1 - Участок цепи без ЭДС

Закон Ома для участка цепи содержащего ЭДС

Или обобщённый закон Ома. Формулируется следующим образом [1, стр.34][2, стр.17]:

\begin{equation} I = {U_{ab} + E\over R}; \end{equation}

Где:

  • I - ток через участок ac электрической цепи;
  • Uab - напряжение на участке ab электрической цепи;
  • E - ЭДС на участке электрической цепи;
  • R - сопротивление участка ab электрической цепи.

Или через проводимость:

\begin{equation} I = {(U_{ab} + E) × G}; \end{equation}

Где:

  • G - проводимость участка ab электрической цепи.

Формула (3, 4) справедлива для электрической цепи представленной ниже на рисунке 2.

Рисунок 2 - Участок цепи содержащий ЭДС

Закон Ома для полной цепи

Закон формулируется следующим образом [1, стр.34][2, стр.17]:

\begin{equation} I = {E\over {R + r}}; \end{equation}

Где:

  • I - ток в электрической цепи;
  • E - ЭДС электрической цепи;
  • R - сопротивление электрической цепи;
  • r - внутреннее сопротивление источника ЭДС.

Формулировка выражения (5) через проводимость неудобна и здесь приведена не будет. Ниже на рисунке 3 изображена схема электрической цепи для которой справедливо выражение (5).

Рисунок 3 - Полная цепь

На схеме видно, что R и r соединены последовательно, а в формуле это отражено как сумма R (сопротивления цепи) и r (внутреннего сопротивления источника ЭДС). Заменим выражение R + r на Rп

\begin{equation} I = {E\over R_п}; \end{equation}

Где:

  • Rп - полное сопротивление электрической цепи (включая сопротивление источника ЭДС).
Закон Ома в дифференциальной форме

Закон Ома в дифференциальной форме, представленный в выражении (7), справедлив для неоднородного, но изотропного вещества [3].

\begin{equation} \vec E = {ρ × \vec\jmath}; \end{equation}

Где:

  • \(\vec\jmath\) - плотность тока;
  • ρ - удельное сопротивление;
  • \(\vec E\) - напряжённость электрического поля.

Примеры применения

Ниже приведены несколько примеров для демонстрации применения разных формулировок закона Ома.

Пример 1

Схема задания приведена на рисунке 4. На схеме R = 5,2 Ом, U = 26 В. Определить I.

Рисунок 4 - Схема к 1 и 2-му примеру

Для решения задания воспользуемся выражением (1):

\begin{equation} I = {U\over R} = {26\over 5,2} = {5 \ А;} \end{equation}
Пример 2

Схема задания приведена на рисунке 4. К данному участку цепи приложено напряжение 24 В и по нему протекает ток 1,5 А. Определить проводимость участка цепи.

Для решения задания преобразуем выражение (2) относительно G:

\begin{equation} I = {U × G} \ \Rightarrow \ G = {I\over U} = {1,5\over 24} = {0,0625 \ См;} \end{equation}
Пример 3

Схема задания приведена на рисунке 5. На схеме U = 220 В, I = 0,5 А, R = 140 Ом. Определить E.

Рисунок 5 - Схема к 3-му примеру

Для решения задания преобразуем выражение (3) относительно E:

\begin{equation} I = {U - E\over R} \ \Rightarrow \ {I × R} = {U - E} \ \Rightarrow \ E = {U - I × R}; \end{equation}

Подставим в выражение (10) известные величины:

\begin{equation} E = {U - I × R} = {220 - 0,5 × 140} = {150 \ В;} \end{equation}

Пример 4

Сопротивление электрической цепи, приведенной на рисунке 3 составляет 12 Ом, напряжение источника ЭДС включенного в цепь - 9 В. Измерения показали, что по цепи протекает ток 0,72 А. Необходимо определить внутреннее сопротивление источника ЭДС.

Преобразуем выражение (5) относительно r:

\begin{equation} I = {E\over {R + r}} \ \Rightarrow \ {I × (R + r)} = E \ \Rightarrow \ {I × r} = {E - I × R} \ \Rightarrow \ r = {E - I × R\over I}; \end{equation}

Определим внутренней сопротивление источника ЭДС, подставив в выражение (10) известные величины:

\begin{equation} r = {E - I × R\over I} = {9 - 0,72 × 12\over 0,72} = {0,36\over 0,72} = {0,5 \ Ом;} \end{equation}

Использованные термины

Электрический потенциал точки:

Физическая величина, равная потенциальной энергии, которой обладает элементарный положительный заряд, помещенный в электрическое поле.

Потенциал обозначается буквой φ греческого алфавита и измеряется в вольтах (В). Он не имеет направления и записывается как скаляр.

Электрическое напряжение:

Физическая величина, равная количеству энергии, затраченной на перенос единичного заряда из точки А в точку Б электромагнитного поля, определяемая как разность потенциалов этих точек: Uab = φa - φb.

Напряжение обозначается буквой U (u) латинского алфавита и измеряется в вольтах (В). Напряжение - скалярная величина, но на электрических схемах указывают его положительное направление.

Электродвижущая сила (ЭДС):

Также как и напряжение это физическая величина, равная количеству энергии, затраченной на перенос единичного заряда из одной точки электромагнитного поля в другую.

ЭДС обозначается буквой E (e) латинского алфавита и измеряется в вольтах (В). ЭДС - скалярная величина, но на электрических схемах указывают её положительное направление. Она численно равна напряжению на зажимах не подключенного источника.

Электрическое ток:

Физическая величина, равная количеству заряженных частиц прошедших через поперечное сечение проводника за единицу времени. Как явление - направленное движение заряженных частиц.

Напряжение обозначается буквой I (i) латинского алфавита и измеряется в амперах (А). Ток, так же как и напряжение, величина скалярная, и на электрических схемах тоже указывают его положительное направление [2, стр.11].

Плотность тока:

Физическая величина, имеющая смысл силы электрического тока, протекающего через элемент поверхности единичной площади.

Плотность тока обозначается буквой \(\vec\jmath\) латинского алфавита и измеряется в амперах на метр квадратный (А/м2). Плотность тока - векторная величина [4].

Электрическое сопротивление:

Физическая величина, характеризующая способность проводника препятствовать прохождению по нему тока.

Сопротивление обозначается буквами R (r), X (x) или Z (z) латинского алфавита (последние два обозначения применяются для реактивного и комплексного сопротивления соответственно) и измеряется в омах (Ом). Как и предыдущие, сопротивление - скалярная величина.

Электрическая проводимость:

Физическая величина, характеризующая насколько хорошо проводник проводит электрический ток, является обратной сопротивлению: G = 1/R.

Проводимость обозначается буквами G (g) латинского алфавита и измеряется в сименсах (См). Так же как и сопротивление проводимость - скалярная величина.

Удельное сопротивление:

Физическая величина, численно равная сопротивлению участка электрической цепи, выполненного из данного вещества, длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м2.

Удельная проводимость обозначается буквами ρ греческого алфавита и измеряется в омах на метр (Ом×м). Является скалярной величиной. [3].

В дальнейшем при использовании вышеперечисленных терминов слово "электрический" будет упускаться.

Список использованных источников

  1. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники: учебник / Л.А. Бессонов - Москва: Высшая школа, 1996. - 623 с.
  2. Иванова, С.Г. Теоретические основы электротехники: Версия 1.0 [Электронный ресурс] : учеб. пособие / С. Г. Иванова, В. В. Новиков – Красноярск: ИПК СФУ, 2008. - 318 с.
  3. Википедия - Удельное электрическое сопротивление [электронный ресурс] - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Удельное_электрическое_сопротивление
  4. Википедия - Плотность тока [электронный ресурс] - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Плотность_тока

Закон Ома кратко и понятно для чайников

Закон Ома является одним из фундаментальных законов электродинамики, который определяет взаимосвязь между напряжением, сопротивлением и силой тока. Его важно знать и понимать. Понятное объяснение вы найдёте в статье.

Закон Ома официально и абсолютно оправдано можно отнести к ряду основополагающих в физике по нескольким признакам. Данный закон объясняют в школе на базовом уровне, а после, более углубленно, в учреждениях, специализирующихся на изучении технических аспектов технологий.

Закон Ома – определение

Впервые данный закон был официально зафиксирован и сформулирован в восемнадцатом веке, благодаря сделанному сейчас уже широко известным всем Георгом Симоном Омом открытию. Благодаря данному закону получило грамотное и исчерпывающее объяснение наличие количественной связи между тремя фигурирующими в определении параметрами. Зависимость рассматривается как пропорциональная. Когда данное явление только было выявлено, закон несколько раз формулировали. В итоге сейчас всем известно данное определение: «величина тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку, и обратно пропорциональна его сопротивлению».

Для лучшего понимания разделим определение на две части и разберём отдельно более понятным языком смысл каждой.

  1. Первая часть определения указывает на то, что если на определенной отрезке цепи происходит количественный скачок напряжения, то величина тока также увеличивается на данном участке. Важно упомянуть, что становится больше и величина тока на заданном участке цепи.
  2. Концовка определения расшифровывается также просто. Выше напряжение – меньше сила тока.

Закон Ома – формула

Иллюстрация связи сопротивления

Рисунок наглядно демонстрирует связь фигурирующих в понятии «участников». Таким образом, вытекают простые выводы:

1. При данных условиях: на конкретном отрезке увеличивается напряжение, но при том сопротивление остаётся прежним, ток резко возрастает;

2. Иная ситуация: наоборот, изменяется сопротивление, а точнее возрастает, при том что уровень напряжения не меняется вовсе, тока становится меньше.

В итоге в законе Ома участвуют всего три величины.

Готовая формула выглядит так:

I = U/R

Фигурируют и другие две переменные, их также можно вычислить, при условии, что другие два значения известны. Видоизменив формулу, получим:

Формула сопротивленияR = U/I
Формула напряженияU = I × R
Формула силы токаI = U/R

Важно!

Шпаргалка для закона Ома

На начальном этапе, когда составлять формулы ещё сложно, можно воспользоваться небольшой шпаргалкой.

На треугольнике просто нужно закрыть то значение, которое необходимо найти.

Закон Ома для участка цепи

Итоговая формула не видоизменяется вовсе. Обычно сопротивление в данном законе является явной характеристикой проводника, потому что это значение не постоянная величина: в зависимости от материала и других параметров число может увеличиваться или уменьшаться. Закон применим как при расчёте с использованием металлов, так и растворов электролитов, однако существует важный нюанс: в цепи не должно быть реального источника тока, или же источник должен быть идеальным, то есть он не должен создавать дополнительное сопротивление.

Шпаргалка для использования закона Ома

С ЭДС

Обобщённый закон Ома формулируется так:

I = (Uab+E)/R

Также формулу можно выразить через проводимость:

I = (Uab + E) × G, как понятно, G – проводимость участка электрической цепи. Эти формулы можно использовать, если сохраняются условия, зафиксированные на рисунке.

Участок цепи с ЭДС

Без ЭДС

Для начала определим, что положительное направление – это то, что слева направо. Только в этом случае напряжение на участке будет равняться разности потенциалов.

Разность потенциалов

Если сохраняется условие и потенциал конечный меньше потенциала начального, то напряжение будет больше нуля. Значит, как и полагается, направление линий напряженности в проводнике будет от начала к концу, следовательно, направление тока будет идентичным. Именно такое направление тока принято считать положительным, I > O. Данный вариант самый простой для расчётов. Формула действительна с любыми числами.

Закон Ома для полной (замкнутой) цепи

При данной вариации закона выявляется значение тока при реальных условиях, то есть в настоящей полной цепи. Важно учитывать то, что получившееся в результате расчетов число зависит от нескольких параметров, а не только от сопротивления нагрузки.

Сопротивление нагрузки – внешнее сопротивление, а сопротивление самого источника тока – внутреннее сопротивление (обозначается маленькой r).

Вывод формулы закона Ома для замкнутой цепи

Если к цепи подключено напряжение и в цепи замечено напряжение (ток), то, чтобы поддержать его во внешней цепи, необходимо создать условия, при которых между её концами возникнет разность потенциалов. Это число будет равняться I × R. Однако важно помнить о том, что вышеупомянутый ток будет и во внутренней цепи и его также необходимо поддерживать, поэтому нужно создать разность потенциалов между концами сопротивления r. Эта разность равняется I × r.

Чтобы поддержать ток в цепи, электродвижущая сила (ЭДС) аккумулятора должна иметь величину:

E = I × r + I × R

Эта формула показывает, что электродвижущая сила в цепи равна сумме внешнего и внутреннего падений напряжения. Вынося I за скобки, получим:

E = I(r + R)

или

I = E / (r + R)

Две последние формулы выражают закона Ома для полной цепи.

Закон Ома в дифференциальной форме

Дифференциальная форма закона Ома

Закон можно представить таким образом, чтобы он не был привязан к размерам проводника. Для этого выделим участок проводника Δl, на концах которой расположены ф1 и ф2. Среднюю площадь проводника обозначают ΔS , а плотность тока j, при таких условиях сила тока будет равняться:

I = jΔS = (ф1- ф2) / R = -(((ф1 — ф2)ΔS) / pΔl , отсюда следует, что j = -y × (Δф/Δl)

При условии, что Δl будет равен 0, то, взяв предел отношения:

lim (-(Δф/Δl)) = -(dф/dl) = Е,

окончательное выражение будет выглядеть так:

j = yE

Данное выражение закона находит силу тока в произвольной точке проводника в зависимости от его свойств и электрического состояния.

Закон Ома в интегральной форме

В данной интерпретации закона не содержится в условиях ЭДС, то есть формула выглядит так:

I = U/R

Чтобы найти значение для однородного линейного проводника, выразим R через p и получим:

R = p (l/S), где за р принимаем удельное объёмное сопротивление.

Линией тока принято называть кривую, в каждой точке которой вектор плотности тока направлен по касательной к этой кривой. При таких условиях вектор плотности находится из отношения J = jt, где t – это единичный вектор касательной к линии тока.

Для лучшего понимания предположим, что удельное сопротивление, а также напряженность поля движущих сил на поперечном сечении проводника однородны. При таком условии Е однородна, а значит, и j также однородная величина. Примем произвольное значение поперечного сечения цепи S, тогда pl/s = E. Получившееся равенство умножим на dl. Тогда Edl = (Е эл.ст.+Е стор.) dl = Е эл.ст. dl + Е стор. dl = -dф + dE. Отсюда получим (pI/S) dl = -dф + dE. Возьмём в учёт, что p/s dl = dR и запишем закон Ома в интегральной форме:

IdR = -dф + dE.

Закон Ома в комплексной форме

Чтобы провести анализ электрических цепей синусоидального тока, комфортнее использовать закон Ома в комплексной форме. Для лучшего понимания введем основное понятие, фигурирующее в данной интерпретации закона: синусоидальный ток – это линейные цепи с установившимся режимом работы, после того, как переходные процессы в них завершены, уровень напряжения резко уменьшается на конкретной дистанции, токи в ветвях и ЭДС источников являются синусоидальными функциями времени. В противном случае, когда данные параметры не соблюдаются, закон не может быть применим. Чем отличается эта форма от обычной? Ответ прост: токи, сопротивление и ЭДС фиксируются как комплексные числа. Это обусловлено тем, что существуют как активные так и реактивные значения напряжений, токов и сопротивлений, а в результате этого требуется внесение определенных коррективов.

Вместо активного сопротивления используется полное, то есть комплексное сопротивление цепи Z. Падение напряжения, ток и ЭДС тоже превращаются в комплексные величины. При реальных расчетах лучше и удобнее применять действующие значения. Итак, закон в комплексной форме выглядит так:

i = U/Z, i = UY

В данной формуле Z – комплексное сопротивление, Y – комплексная проводимость.

Чтобы выявить эти величины, выведены формулы. Пропустим шаги их создания и приведем готовые формулы:

Z = ze = z cosф + jz sinф = r + jx

Y = 1/ ze = ye = y cos ф — jy sin ф = g + jb

Закон Ома для переменного тока

После того как Фарадей открыл электромагнитную индукцию, стали активно использовать генераторы сперва постоянного, а после и переменного тока.

Используется уже известная формула:

I = U/Z

Полное сопротивление тока – это совокупность активного, а также индуктивного и емкостного сопротивлений.2

Цепь

В такой цепи колебания тока и напряжения разные по фазе, а разность фаз зависит от индуктивности катушки и ёмкости конденсатора:

U = Um sin (ωt)

I = Im sin (ωt + ф)

Закон Ома - это... Что такое Закон Ома?

V — напряжение,
I — сила тока,
R — сопротивление.

Зако́н О́ма — физический закон, определяющий связь электродвижущей силы источника или электрического напряжения с силой тока и сопротивлением проводника. Экспериментально установлен в 1826 году, и назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.

В своей оригинальной форме он был записан его автором в виде : ,

Здесь X — показания гальванометра, т.е в современных обозначениях сила тока I, a — величина, характеризующая свойства источника тока, постоянная в широких пределах и не зависящая от величины тока, то есть в современной терминологии электродвижущая сила (ЭДС) , l — величина, определяемая длиной соединяющих проводов, чему в современных представлениях соответствует сопротивление внешней цепи R и, наконец, b параметр, характеризующий свойства всей установки, в котором сейчас можно усмотреть учёт внутреннего сопротивления источника тока r[1].

В таком случае в современных терминах и в соответствии с предложенной автором записи формулировка Ома (1) выражает

Закон Ома для полной цепи:

, (2)

где:

Из закона Ома для полной цепи вытекают следствия:

  • При r<<R сила тока в цепи обратно пропорциональна её сопротивлению. А сам источник в ряде случаев может быть назван источником напряжения
  • При r>>R сила тока от свойств внешней цепи (от величины нагрузки) не зависит. И источник может быть назван источником тока.

Часто[2] выражение:

(3)

(где есть напряжение или падение напряжения, или, что то же, разность потенциалов между началом и концом участка проводника) тоже называют «Законом Ома».

Таким образом, электродвижущая сила в замкнутой цепи, по которой течёт ток в соответствии с (2) и (3) равняется:

(4)

То есть сумма падений напряжения на внутреннем сопротивлении источника тока и на внешней цепи равна ЭДС источника. Последний член в этом равенстве специалисты называют «напряжением на зажимах», поскольку именно его показывает вольтметр, измеряющий напряжение источника между началом и концом присоединённой к нему замкнутой цепи. В таком случае оно всегда меньше ЭДС.

К другой записи формулы (3), а именно:

(5)

Применима другая формулировка:

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи.

Выражение (5) можно переписать в виде:

(6)

где коэффициент пропорциональности G назван проводимость или электропроводность. Изначально единицей измерения проводимости был «обратный Ом» — Mо[3], впоследствии переименованный в Си́менс (обозначение: См, S).

Мнемоническая диаграмма для Закона

Схема, иллюстрирующая три составляющие закона Ома Диаграмма, помогающая запомнить закон Ома. Нужно закрыть искомую величину, и два других символа дадут формулу для её вычисления

В соответствии с этой диаграммой формально может быть записано выражение:

(7)

Которое всего лишь позволяет вычислить (применительно к известному току, создающему на заданном участке цепи известное напряжение), сопротивление этого участка. Но математически корректное утверждение о том, что сопротивление проводника растёт прямо пропорционально приложенному к нему напряжению и обратно пропорционально пропускаемому через него току, физически ложно.

В специально оговорённых случаях сопротивление может зависеть от этих величин, но по умолчанию оно определяется лишь физическими и геометрическими параметрами проводника:

(8)

где:

  •  — удельное сопротивление материала, из которого сделан проводник,
  •  — его длина
  •  — площадь его поперечного сечения

Закон Ома и ЛЭП

Одним из важнейших требований к линиям электропередач (ЛЭП) является уменьшение потерь при доставке энергии потребителю. Эти потери в настоящее время заключаются в нагреве проводов, то есть переходе энергии тока в тепловую энергию, за что ответственно омическое сопротивление проводов. Иными словами задача состоит в том, чтобы довести до потребителя как можно более значительную часть мощности источника тока = при минимальных потерях мощности в линии передачи = , где , причём на этот раз есть суммарное сопротивление проводов и внутреннего сопротивления генератора, (последнее всё же меньше сопротивления линии передач).

В таком случае потери мощности будут определяться выражением:

= (9)

Отсюда следует, что при постоянной передаваемой мощности её потери растут прямо пропорционально длине ЛЭП и обратно пропорционально квадрату ЭДС. Таким образом желательно всемерное её увеличение, что ограничивается электрической прочностью обмотки генератора. И повышать напряжение на входе линии следует уже после выхода тока из генератора, что для постоянного тока является проблемой. Однако, для переменного тока эта задача много проще решается с помощью использования трансформаторов, что и предопределило повсеместное распространение ЛЭП на переменном токе. Однако при повышении напряжения в ней возникают потери на коронирование и возникают трудности с обеспечением надёжности изоляции от земной поверхности. Поэтому наибольшее, практически используемое, напряжение в дальних ЛЭП не превышает миллиона вольт.

Кроме того, любой проводник, как показал Дж. Максвелл, при изменении силы тока в нём, излучает энергию в окружающее пространство, и потому ЛЭП ведёт себя как антенна, что заставляет в ряде случаев наряду с омическими потерями брать в расчёт и потери на излучение.

Закон Ома в дифференциальной форме

Сопротивление зависит как от материала, по которому течёт ток, так и от геометрических размеров проводника.

Полезно переписать закон Ома в так называемой дифференциальной форме, в которой зависимость от геометрических размеров исчезает, и тогда закон Ома описывает исключительно электропроводящие свойства материала. Для изотропных материалов имеем:

где:

Все величины, входящие в это уравнение, являются функциями координат и, в общем случае, времени. Если материал анизотропен, то направления векторов плотности тока и напряжённости могут не совпадать. В этом случае удельная проводимость является тензором ранга (1, 1).

Раздел физики, изучающий течение электрического тока в различных средах, называется электродинамикой сплошных сред.

Закон Ома для переменного тока

Вышеприведённые соображения о свойствах электрической цепи при использовании источника (генератора) с переменной во времени ЭДС остаются справедливыми. Специальному рассмотрению подлежит лишь учёт специфических свойств потребителя, приводящих к разновремённости достижения напряжением и током своих максимальных значений, то есть учёта фазового сдвига.

Если ток является синусоидальным с циклической частотой , а цепь содержит не только активные, но и реактивные компоненты (ёмкости, индуктивности), то закон Ома обобщается; величины, входящие в него, становятся комплексными:

где:

  • U = U0eiωt — напряжение или разность потенциалов,
  • I — сила тока,
  • Z = Reiδ — комплексное сопротивление (импеданс),
  • R = (Ra2 + Rr2)1/2 — полное сопротивление,
  • Rr = ωL − 1/(ωC) — реактивное сопротивление (разность индуктивного и емкостного),
  • Rа — активное (омическое) сопротивление, не зависящее от частоты,
  • δ = − arctg (Rr/Ra) — сдвиг фаз между напряжением и силой тока.

При этом переход от комплексных переменных в значениях тока и напряжения к действительным (измеряемым) значениям может быть произведён взятием действительной или мнимой части (но во всех элементах цепи одной и той же!) комплексных значений этих величин. Соответственно, обратный переход строится для, к примеру, подбором такой что Тогда все значения токов и напряжений в схеме надо считать как

Если ток изменяется во времени, но не является синусоидальным (и даже периодическим), то его можно представить как сумму синусоидальных Фурье-компонент. Для линейных цепей можно считать компоненты фурье-разложения тока действующими независимо.

Также необходимо отметить, что закон Ома является лишь простейшим приближением для описания зависимости тока от разности потенциалов и от сопротивления и для некоторых структур справедлив лишь в узком диапазоне значений. Для описания более сложных (нелинейных) систем, когда зависимостью сопротивления от силы тока нельзя пренебречь, принято обсуждать вольт-амперную характеристику. Отклонения от закона Ома наблюдаются также в случаях, когда скорость изменения электрического поля настолько велика, что нельзя пренебрегать инерционностью носителей заряда.

Трактовка закона Ома

Закон Ома можно просто объяснить при помощи теории Друде:

Здесь:

См. также

Примечания

Ссылки

ОМА ЗАКОН - это... Что такое ОМА ЗАКОН?

- линейнаясвязь между силой тока I на участке электрич. цепи и приложеннымк этому участку напряжением U (интегральная форма О. з.) или междуплотностью тока j и напряжённостью электрич. поля в проводнике (дифференц. О. з. в интегральной форме установленв 1826 Г. Омом (G. Ohm):

U= RI,(1)

где R - коэф., зависящий от материалапроводника, его геометрии, темп-ры и называемый омическим сопротивлениемили просто сопротивлением. Соотношение (1) описывает участок электрич. электродвижущей силы. Чтобы в замкнутойсистеме проводников (электрич. цепи) мог течь стационарный ток, в этойсистеме должны быть участки, где действуют электрич. поля неэлектростатич. - эдс, действующая в неразветвлённой цепи, то вместо (1) имеем

где R - полное сопротивление замкнутойцепи, включающее внутр. сопротивление источника эдс. Это соотношение паз. Кирхгофа правила. О. з. обобщается на случай переменных (меняющихсяпо гармонич. закону) квазистационарных токов и электрич. цепей, содержащихнаряду с омическим (или, как говорят в таких случаях, активным) сопротивлениемещё и электрич. ёмкости С и индуктивности L. В этом случаеудобно записывать связи между силой тока I и напряжением U вкомплексной форме, понимая под истинными значениями этих величин ReI и ReU соответственно. Введение комплексного сопротивления, или импеданса,

приводит к О. з. для цепи переменного тока:

U= ZI

[напряжение и ток зависят от времени позакону ехр ].Мнимая часть в ф-ле (3) наз. реактивным сопротивлением. Правила Кирхгофаостаются в силе и для цепи, включающей наряду с активным (омическим) иреактивные сопротивления; при этом вместо омических сопротивлений участкацепи следует подставить соответствующий импеданс.
О. з. в дифференциальной форме записываетсяв виде

где коэф. пропорциональности наз. электропроводностью. О. з. в интегральной форме может бытьполучен из соотношения (4), если проинтегрировать последнее по объёму рассматриваемогопроводника и учесть, что и напряжение на участке АВ есть Коэф. R и связанысоотношением (для цилипдрич. проводников)

где l - длина проводника,S - площадь его поперечного сечения.
Линейная связь между j и E в проводнике обусловлена линейной зависимостью эфф. силы трения, действующейна носители заряда, от их скорости. Микроскопия, определение плотноститока где е - заряд носителя, v - его скорость (суммирование производитсяпо всем носителям заряда, находящимся в единице объёма проводника). Еслипри движении носителя на него действует сила трения, линейно зависящаяот скорости (как это имеет место при жидком трении), то и, следовательно,коэф.наз. подвижностью носителей заряда. Отклонения от О. з. практическивсегда обусловлены изменением плотности и ср. времени свободного пробеганосителей при изменении электрич. поля (полупроводники, газовый разряд).В полуметалле висмуте отклонения от О. з. имеют место при плотностях токавыше, чем (0,5 - 1) х 1010 А/м 2 (Е. С. Боровик, 1953).В металлах отклонений от О. з. не наблюдалось, хотя для ряда металлов (медь, 10 А/м 2.
При наличии в проводнике сил неэлектрпч. Е следуетпонимать сумму напряжённостей электрич. поля и поля сторонних сил, Е- > Е+ Е стор (напр., в случае неоднородного поля темп-рЕ стор ~ Т).
В анизотропных проводниках (монокристаллы, j и Е в общем случаене совпадают, однако сохраняется линейная связь между компонентами . и Е:

где - тензор проводимости; i, k= 1, 2, 3.
О. з. (4) записан для неподвижных (относительнонаблюдателя) проводников. Для движущихся со скоростью и (|и|с )проводниковвместо (4) следует писать

где Е' = Е+ [ иВ]/с - электрич. поло в собств. системе проводника, Е и В -электрич. и магн. поля в системе наблюдателя. Релятивистское обобщение(5) в векторном виде можно записать так:

где - плотность заряда в системе наблюдателя,

- электрич. поле в собств. системе проводника.
О. з. для плазмы может иметь вид, отличныйот (4) (см. Ома обобщённый закон).

Лит.: Савельев И. В., Курс общейфизики, 2 изд., т. 2, М., 1982; Парселл Э., Электричество и магнетизм, электромагнитные волны, М., 1985.

А. И. Ахиезер, И. А. Ахиезер,

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.

Закон Ома • Закон Ома

Закон

Ома объясняет взаимосвязь между напряжением и током, протекающим через резисторы.

Закон Ома : Ток, протекающий через любой резистор, прямо пропорционален напряжению, приложенному к его концам.

Математически закон Ома определяется выражением V = IR
, где

В = Напряжение,

I = ток,

R = Сопротивление

Закон

Ома широко используется в электротехнике для решения схем.Схема - это комбинация источника напряжения и резисторов, образующих замкнутый контур (как показано выше).

Утверждение закона Ома получено экспериментальным путем. Джордж провел различные эксперименты с резистором 1 кОм и, наконец, опубликовал трактат в 1827 году.

Основы закона Ома: напряжение, ток и сопротивление

Закон

Ома связывает три основных электрических свойства: напряжение, ток и сопротивление. Давайте разберемся с ними по отдельности.

Напряжение: Все мы знаем о магните, который притягивает к себе железо.Магнит делает это, потому что у него есть магнитное поле, которое сильнее в непосредственной близости и ослабевает с увеличением расстояния. Подобно магнитному полю, подобное электрическое поле существует в природе. Технически это электрическое поле называется электрическим потенциалом. Напряжение или разность потенциалов - это измерение напряженности электрического поля между двумя точками.

Ток: металлический проводник имеет большое количество свободных валентных электронов, которые непрерывно движутся внутри него.Источник напряжения, подключенный к проводнику, заставляет эти электроны течь от отрицательной клеммы батареи к положительной клемме. Электрический ток - это мера потока заряда.

Сопротивление: Хотя электрический проводник несет большое количество свободных электронов, он также содержит атомы и другие связанные электроны. Во время своего движения свободные электроны также сталкиваются со связанными электронами и атомами. При этом они теряют энергию. Сопротивление - это мера этого противодействия, с помощью которого связанные электроны и атомы сопротивляются движению свободных электронов.

Зачем нужен закон Ома?

Поскольку мы практически изучаем закон, важно ответить на вопрос БОЛЬШОЙ ПОЧЕМУ. Мы уже знаем, что ток, напряжение и сопротивление - три основных электрических свойства. Давайте посмотрим, как мы можем применить соотношение Ома (V = IR) в реальной жизни.

Электронагреватель

Рассмотрим обогреватель, подключенный к розетке 220 В переменного тока с сопротивлением 20 Ом.Если мы хотим узнать ток, протекающий через нагреватель, мы можем легко сделать это, используя уравнение: V = IR,

I = V / R = 220 В переменного тока / 50 Ом = 4,4 А

Найти неизвестный резистор

Рассмотрим неизвестный резистор, к которому приложено 120 вольт. Сила тока составляет 6 А. Опять же, изменив исходное уравнение, мы можем вычислить неизвестное сопротивление, то есть

.

R = V / I = 120 В / 12 A = 10 Ом

Чтобы узнать, сколько входных напряжений предусмотрено

Рассмотрим третий случай, когда резистивный элемент сопротивлением 35 Ом подключен к неизвестному источнику напряжения.В то время как ток, протекающий по цепи, составляет 10 А, нас интересует определение вольт, связанных с входным источником. К счастью, мы можем использовать исходное утверждение, чтобы найти это, V = IR = 10 A * 35 Ω = 350 V

Роль метрических префиксов в законе Ома

Метрические префиксы - это буквы, которые используются вместе с цифрами. В настоящее время действует 21 метрический префикс (приблизительно). Каждый префикс представляет собой конкретное число. Существование метрических префиксов избавляет нас от выражения очень маленького и очень большого числа.Давайте сначала взглянем на метрические префиксы:

  1. yocto = 10 -24 = 0 000 000 000 000 000 000 000 0001
  2. zepto = 10 -21 = 0 000 000 000 000 000 000 0001
  3. atto = 10 -18 = 0 000 000 000 000 000 001
  4. фемто = 10 -15 = 0 000 000 000 000 001
  5. пико = 10 -12 = 0 000 000 000 001
  6. нано = 10 -9 = 0 000 000 001
  7. микро = 10 -6 = 0.000 001
  8. милли = 10 -3 = 0,001
  9. санти = 10 -2 = 0,01
  10. деци = 10 -1 = 0,1
  11. единица = 10 0 = 1
  12. дека = 10 1 = 1 0
  13. га = 10 2 = 1 00
  14. кг = 10 3 = 1 000
  15. мега = 10 6 = 1 000 000
  16. гига = 10 9 = 1 000 000 000
  17. тера = 10 12 = 1 000 000 000 000
  18. пета = 10 15 = 1 000 000 000 000 000
  19. exa = 10 18 = 1 000 000 000 000 000 000
  20. дзета = 10 21 = 1 000 000 000 000 000 000 000
  21. йотта = 10 24 = 1 000 000 000 000 000 000 000 000

Допустим, вы измеряете ток, имеющий значение 0.000 001 A. Написание такого числа - сложная задача, а упоминание нулей кому-то еще более утомительно. Знание метрического префикса здесь пригодится, и вы можете просто выразить 0 000 001 1 микроампер. Из всех 21 строки есть несколько значений, которые вы должны держать под рукой:

Почему они важны?

  1. Часто резисторы имеют номинал кОм (кОм) и мегаом (МОм) .
  2. Ток рассчитан на миллиампер (мА) и микроампер (мкА) .
Как мы используем их в наших омических цепях?

Рассмотрим резистор 5 кОм (5000 Ом), подключенный к источнику 12 В. Давайте воспользуемся нашим уравнением I = V / R, чтобы найти ток, протекающий по цепи.

I = V / R = 12 В / 5000 Ом = 0,0024 A = 2,4 * 10-3 A = 20,4 мА

Приведенный выше расчет довольно утомителен. Для сложных вычислений это может быть проблематично.

Есть альтернативный способ работы с префиксами. В то время как мА представляет собой 0,001, оно обратно пропорционально кА.1 мА = (1 / кА). Мы можем использовать эту обратную технику:

  • милли = 1 / килограмм
  • микро = 1 / мега
  • нано = 1 / Гига

Давайте применим это правило к предыдущему случаю:

I = V / R = 12 В / 5 кОм = (12 В / 5 Ом) m = 20,4 мА

Новичок может запутать эти расчеты. Однако вы можете освоить их после некоторой практики.

Закон Ома и Мощность

В то время как напряжение, ток и сопротивление - три основных электрических свойства, четвертый игрок - сила.

Как мы можем соотнести власть с другими тремя свойствами? На это отвечает первый закон Джоуля.

Джеймс Прескотт Джоуль провел различные эксперименты с проводниками и обнаружил, что количество тепла, выделяемого в проводниках, прямо пропорционально квадрату тока, умноженному на сопротивление.

Математически,

P = I 2 R

Мы можем использовать другие уравнения закона для получения 12 различных формул.

Подведем итог вышеизложенному в инфографику:

Тесты по закону Ома MCQ с ответами • Закон Ома

Тест

по закону Ома - это простой тест, предназначенный для проверки вашего знания закона Ома.

1. Утверждение, которое правильно представляет закон Ома:

  1. В = ИК
  2. В = R / I
  3. R = VI
  4. I = R / V
    • Правильный ответ: 1. V = IR

2. Резистор 10 Ом питается от батареи 5 В. Ток, протекающий через источник:

  1. 10 А
  2. 50 А
  3. 2 А
  4. 0,5 А
    • Правильный ответ: 4. 2 A
    • Решение: От I = V / R = 5-В / 10 Ом = 0.5 А

3. Если V = 50 В и I = 5 А, то R = ___:

  1. 50 Ом
  2. 5 Ом
  3. 10 Ом
  4. 2 Ом
    • Правильный ответ: 3. 10 Ом
    • Решение: От R = V / I = 50 В / 5 А = 10 Ом

4. Если P = 50 Вт и R = 2 Ом, то I = ___?

  1. 50 А
  2. 5 А
  3. 10 А
  4. 2 А
    • Правильный ответ: 3. 5 A
    • Решение: Из I = √ (P / R) = √ (50 В / 2A) = √25 A = 5 A

5.Единица напряжения:

  1. Вольт
  2. Ватт
  3. Кулон
  4. Ампер
    1. Правильный ответ: 1. Вольт

6. Единица тока:

  1. Вольт
  2. Ватт
  3. Кулон
  4. Ампер
    1. Правильный ответ: 4. Ампер

7. Единица мощности:

  1. Вольт
  2. Ватт
  3. Кулон
  4. Ампер
    1. Правильный ответ: 2.Ватт

8. Единица сопротивления:

  1. Вольт
  2. Ватт
  3. Ом
  4. Ампер

9. Если V = 10 В и R = 15 кОм, то I = ___?

  1. 0,666 мА
  2. 666 мкА
  3. 0,66 А
  4. а и б
    • Правильный ответ: 4. a & b
    • Решение: Здесь I = V / R = 10 В / 15 кОм = 0,666 мА = 666 мкА

10. Если I = 5 A и R = 10 Ом, то P = ___?

  1. 50 Вт
  2. 250 Вт
  3. 350 Вт
  4. 500 Вт
    • Правильный ответ: 2.250 ватт
    • Решение: Здесь P = I2R = (5 A) 2 * 10 Ом = 250 Вт

11. Компоненты, которые подчиняются закону Ома, известны как:

  1. Резисторы
  2. Омические компоненты
  3. Неомические компоненты
  4. Ничего из этого
    • Правильный ответ: 2. Омические составляющие

12. Омические компоненты имеют кривую __________ V-I:

  1. Прямая линия VI, кривая
  2. Параболическая кривая VI
  3. Нелинейная кривая VI
  4. Синусоидальная кривая VI
    • Правильный ответ: 1.Прямая линия VI кривая

Тест на закон Ома Числовые задачи

13. Электрочайник с 50-омным нагревательным элементом питается от розетки на 230 В. Ток, протекающий через чайник:

  1. 0,217 А
  2. 4,6 А
  3. 10,86 А
  4. 11500 А

14. Водяной нагревательный стержень потребляет ток 10 А при подключении к определенному источнику питания. Сопротивление стержня 12 Ом. Напряжение источника:

  1. 1.2 В
  2. 120 В
  3. 1200 В
  4. Ничего из этого

15. Реле с сопротивлением 100 Ом требует для работы 50 мА. При подключении к источнику 4 В реле будет:

  1. Эксплуатация
  2. Не работает
    • Правильный ответ: 2. Не работаю
    • Решение: При 4 В ток будет I = V / R = 40 мА, что недостаточно для работы

16. Разность потенциалов на 5 кОм равна 12 В. Найдите ток, протекающий через резистор:

  1. 60 мА
  2. 2.4 мА
  3. 1,77 мА
  4. 0,998 мА
    • Правильный ответ: 2. 2,4 мА
    • Решение: I = V / R = 12 В / 5 кОм = 2,4 мА

17. Электрическая лампочка потребляет ток 5 А при подключении к розетке на 100 В, сопротивление лампы:

  1. 5 Ом
  2. 20 Ом
  3. 100 Ом
  4. 500 Ом
    • Правильный ответ: 2. 20 Ом

18. Через неизвестный резистор протекает ток 5 мА, когда к нему приложено 10 вольт.Для того же резистора приложение 20 вольт приведет к протеканию тока:

  1. 2 мА
  2. 5 мА
  3. 10 мА
  4. 50 мА
    • Правильный ответ: 3. 10 мА
    • Решение: Здесь R = 10 вольт / 5 мА = 2 кОм, теперь для 20 вольт, I = 20 вольт / 2 кОм = 10 мА

MCQ, включающие знание префиксов в законе Ома Викторина

Префиксы - это числа, представляющие математическую величину в степени десяти.Мы уже рассказали об основных приставках в статье закона Ома. В предыдущих разделах вводились два префикса «m» и «k». Этот раздел MCQ включает также другие префиксы. Приступим к обучению:

19. Если I 1 = 50 мА, R 1 = 50 кОм, то V 1 = __:

  1. 1 кВ
  2. 2,5 кВ
  3. 5 кВ
  4. 10 кВ
    • Правильный ответ: 2. 2,5 кВ
    • Подсказка: 1k = 1000, 1m = 0,001

20.Если I 2 = 100 мкА, R 2 = 50 кОм, то V 2 = __:

  1. 5000 В
  2. 500 В
  3. 5 В
  4. 0,5 В
    • Правильный ответ: 3. 5 В
    • Подсказка: 1µ = 0,000 001

21. Если I 3 = 100 мкА, R 3 = 50 МОм, то V 3 = __:

  1. 5000 В
  2. 500 В
  3. 5 В
  4. 0,5 В
    • Правильный ответ: 1. 5000 В
    • Подсказка: 1M = 1 000 000

22.Если V 4 = 50 В, R 4 = 10 ГОм, то I 4 = __:

  1. 5 А
  2. 5 мА
  3. 5 мкА
  4. 5 нА
    • Правильный ответ: 4. 5 nA
    • Подсказка: 1G = 1 000 000 000, 1 n = 0 000 000 001

23. Если V 5 = 99 кВ, R 5 = 33 ГОм, то I 5 = __:

  1. 5 А
  2. 5 мА
  3. 5 мкА
  4. 5 нА

24. Если V 6 = 22 В, R 6 = 11 кОм, то I 6 = __:

  1. 5 А
  2. 5 мА
  3. 5 мкА
  4. 5 нА
    • Правильный ответ: 4.5 нА
    • Подсказка: 1G = 1 000 000 000, 1 n = 0 000 000 001

25. Если V 7 = 10 В, I 7 = 1 мкА, то R 7 = __:

  1. 10 кОм
  2. 10 МОм
  3. 0,1 кОм
  4. 0,1 МОм
    • Правильный ответ: 4. 10 МОм

27. Если V 8 = 15 кВ, I 8 = 2 нА, то R 7 = __:

  1. 7500 кОм
  2. 7500 ГОм
  3. 30 кОм
  4. 30 ГОм
    • Правильный ответ: 4.7500 ГОм

28. Если V 9 = 50 В, I 9 = 25 мкА, то R 9 = __:

  1. 2 МОм
  2. 2 ГОм
  3. 1250 МОм
  4. 1250 ГОм

Тесты на соответствие закону Ома MCQ с методикой цветового кодирования резисторов

Метод цветного кодирования используется для представления номиналов резисторов в виде цветных полос. Над корпусами резисторов спроектировано 4, 5 или 6 полос. Хотя чаще всего доступны 4-х полосные резисторы, мы будем использовать их в следующих задачах.Первая и вторая полосы представляют собой числа, а третья и четвертая - множители.

29. Резистор имеет цветовую маркировку с четырьмя полосами: первая коричневая, вторая - черная, третья - красная, а четвертая - золотая. Резистор подключается к источнику 10 В. Найдите ток, протекающий через резистор.

  1. 1 мА
  2. 10 мА
  3. 100 мА
    • Правильный ответ: 2. 10 мА
    • Решение: Резистор может иметь цветовую маркировку по таблице, как показано ниже.Это резистор на 1 кОм. Пренебрегая допуском, мы можем легко использовать выражение Ома I = V / R, чтобы найти ток.

30 Если 1-я полоса = желтая; 2-я полоса = фиолетовый; 3-я полоса = коричневый; и V = 47 В, тогда I = ___?

  1. 0,1 А
  2. 0,1 мА
  3. 100 мА
  4. 470 мА
    • Правильный ответ: 1. 0,1 A
    • Решение: Из цветовой маркировки резисторов резистор 470 Ом. Теперь I = V / R = 47/470 = 0,1 А

31.Если 1-я полоса = красная; 2-я полоса = красный; 3-я полоса = красный; и V = 44 В, тогда I = ___?

  1. 20 А
  2. 20 мА
  3. 44 А
  4. 44 мА
    • Правильный ответ: 2. 20 мА
    • Решение: Из цветовой маркировки резисторов резистор 2,2 кОм. Теперь I = V / R = 44 / 2,2 k = 20 мА

32. Если 1-я полоса = Коричневая; 2-я полоса = черный; 3-я полоса = зеленый; и V = 50 В, тогда I = ___?

  1. 1 мА
  2. 100 мкА
  3. 5 мА
  4. 50 мкА
    • Правильный ответ: 4.50 мкА
    • Здесь сопротивление = 1 МОм

33. Если 1-я полоса = Коричневая; 2-я полоса = черный; 3-я полоса = коричневый; и I = 50 мА, то, используя закон Ом , найти значение напряжения источника:

  1. 0,5 В
  2. 5 В
  3. 50 В
  4. 500 В
    • Правильный ответ: 2. 5 V
    • Здесь сопротивление = 100 Ом

34. Если 1-я полоса = Коричневая; 2-я полоса = черный; 3-я полоса = Оранжевый; и I = 50 мА, затем, используя формулу закона Ома , найдите значение источника напряжения, питающего источник:

  1. 0.5 В
  2. 5 В
  3. 50 В
  4. 500 В
    • Правильный ответ: 4. 500 В
    • Здесь сопротивление = 10кОм

35. Если 1-я полоса = Оранжевый; 2-я полоса = оранжевый; 3-я полоса = Оранжевый; и I = 10 мА, затем, используя формулу закона Ома , найдите значение источника напряжения, питающего источник:

  1. 3 В
  2. 33 В
  3. 330 В
  4. 500 В
    • Правильный ответ: 3. 330 В
    • Здесь сопротивление = 33кОм

Проблемы для последовательных и параллельных цепей

Эта часть викторины включает в себя последовательные схемы.Последовательная схема состоит из двух или более, в которых голова одного соединяется с хвостом другого, и между ними нет другой связи. Чтобы решить такие схемы, просто добавьте резисторы и получите один эквивалентный резистор, а затем примените закон, чтобы найти ток или напряжение.

36. Два резистора номиналом 5 Ом и 10 Ом последовательно подключены к источнику 10 В. Найдите ток, протекающий по цепи:

  1. 0,66 А
  2. 1,5 А
  3. 2 А
  4. 2.5 А
    • Правильный ответ: 1,5 A
    • Решение: R всего = R 1 + R 2 = 5 Ом + 10 Ом = 15 Ом, теперь I = V / R всего = 10 В / 15 Ом = 0,66 A

37. Два резистора номиналом 18 Ом и 50 Ом подключены последовательно к неизвестному источнику. Амперметр подключен к цепи, которая показывает 2 А. Найдите входное напряжение в цепи:

  1. 36 В
  2. 100 В
  3. 136 В
  4. 168 В
    • Правильный ответ: 136 В
    • Решение: R всего = R 1 + R 2 = 18 Ом + 50 Ом = 68 Ом, теперь V = I * R всего = 2A * 68 Ом = 136 В

Параллельная схема включает конфигурацию, в которой головки двух резисторов соединены в общей точке, а выводы - в другой общей точке.Соединение двух или более резисторов параллельно следует простой формуле:

рэндов всего = 1 / ((1 / R 1 ) + (1 / R 2 ))

38. Два параллельных резистора номиналом 28 Ом подключены параллельно. Общий ток, обеспечиваемый источником 28 В, составляет.

  1. 1 А
  2. 2 А
  3. 4 А
  4. 8 А
    • Правильный ответ: 2. 2 A
    • Решение: R всего = 1 / ((1/28 Ом) + (1/28 Ом)) = 14 Ом, I = V / R = 28/14 = 2 A

39.Два параллельных резистора номиналом 50 и 60 Ом подключены параллельно. Общий ток, обеспечиваемый источником 100 В, составляет:

  1. 1,72 А
  2. 2,88 А
  3. 3,66 А
  4. 4,52 А
    • Правильный ответ: 3. 66 A
    • Решение: R всего = 1 / ((1/50 Ом) + (1/60 Ом)) = 27,27 Ом, I = V / R = 100 / 27,27 = 3,66 A

40. Повторите описанную выше проблему для резисторов номиналом 30 Ом каждое, когда источник составляет 60 В.

  1. 0,25 А
  2. 0,5 А
  3. 2 А
  4. 4 А
    1. Правильный ответ: 4. 4 A

Что такое закон Ома - формульное уравнение »Электроника

Закон Ома - один из самых фундаментальных законов теории электричества. Формула или уравнение закона Ома связывает напряжение и ток со свойствами проводника, то есть его сопротивлением в цепи.


Resistance Tutorial:
Что такое сопротивление Закон Ома Удельное сопротивление Таблица удельного сопротивления для распространенных материалов Температурный коэффициент сопротивления Электрическая проводимость Последовательные и параллельные резисторы Таблица параллельных резисторов Калькулятор параллельных резисторов


Закон Ома - один из самых фундаментальных и важных законов, регулирующих электрические и электронные схемы.Он связывает ток, напряжение и сопротивление для линейного устройства, так что, если известны два, можно вычислить третье.

Поскольку ток, напряжение и сопротивление являются тремя основными величинами цепи, это означает, что закон Ома также чрезвычайно важен.

Закон Ома используется во всех областях электротехники и электроники. Он используется для расчета номинала резисторов, необходимых в цепях, а также может использоваться для определения тока, протекающего в цепи, где напряжение можно легко измерить на известном резисторе, но более того, закон Ома используется в огромное количество вычислений во всех формах электрических и электронных схем - практически везде, где течет ток.

Открытие закона Ома

Существует математическая зависимость, связывающая ток, напряжение и сопротивление. Немецкий ученый Георг Ом провел множество экспериментов, пытаясь показать связь между ними. В те дни, когда он проводил свои эксперименты, не было измерителей, которые мы знаем сегодня.

Только после значительных усилий и со второй попытки ему удалось разработать то, что мы сегодня знаем как закон Ома.

Примечание по Георгу Ому:

Родившийся в Эрлангене, примерно в 50 милях к северу от Мюнхена в 1879 году, Георг Ом стал одним из тех, кто много исследовал новую науку, связанную с электричеством, обнаружив связь между напряжением и током в проводнике - этот закон теперь назвал Закон Ома в честь проделанной им работы.

Подробнее о Георг Ом.

Что такое закон Ома?

Закон Ома описывает способ протекания тока через материал при приложении различных уровней напряжения. Некоторые материалы, такие как электрические провода, имеют небольшое сопротивление току, и этот тип материала называется проводником. Следовательно, если этот провод, например, проложить прямо напротив батареи, будет протекать большой ток.

В других случаях другой материал может препятствовать прохождению тока, но все же пропускать его. В электрических схемах эти компоненты часто называют резисторами. Однако другие материалы практически не пропускают ток, и эти материалы называются изоляторами.

Ом посмотрел на то, как ток протекает в различных материалах, и смог разработать свой закон, который мы теперь называем законом Ома.

Чтобы получить первое представление о том, что происходит, можно сравнить электрическую ситуацию с потоком воды в трубе.Напряжение представлено давлением воды в трубе, ток представлен количеством воды, протекающей по трубе, и, наконец, сопротивление равно размеру трубы.

Можно представить, что чем шире труба, тем больше воды будет течь. Причина этого заключается в том, что большему количеству воды легче течь по более широкой трубе, чем по более узкой - более узкая труба оказывает большее сопротивление потоку воды. Кроме того, если давление в электронной трубе больше, то по той же трубе будет течь больше воды.

Ом определил, что для обычных материалов удвоение напряжения удваивает ток, протекающий для данного компонента. Различные материалы или одни и те же материалы с разной формой будут иметь разные уровни сопротивления току.

Определение закона Ома

Закон Ома утверждает, что ток, протекающий в цепи, прямо пропорционален приложенной разности потенциалов и обратно пропорционален сопротивлению в цепи.

Другими словами, удвоив напряжение в цепи, удвоится и ток. Однако если сопротивление удвоить, ток упадет вдвое.

В этом математическом соотношении единица сопротивления измеряется в Ом.

Формула закона Ома

Формула или уравнение закона Ома очень проста.

Закон Ома можно выразить в математической форме:

Где:
V = напряжение, выраженное в вольтах
I = ток, выраженный в амперах
R = сопротивление, выраженное в омах

Формулой можно манипулировать так, что, если известны любые две величины, можно вычислить третью.

Треугольник закона Ома

Чтобы помочь запомнить формулу, можно использовать треугольник с одной стороной, горизонтальной, и вершиной наверху, как пирамида. Иногда это называют треугольником закона Ома.

В верхнем углу треугольника закона Ома находится буква V, в левом углу - буква I, а в правом нижнем углу - R.

Чтобы использовать треугольник, закройте неизвестное количество, а затем вычислите его по двум другим. Если они выстроены в линию, они умножаются, но если один находится поверх другого, их следует разделить.Другими словами, если необходимо рассчитать ток, напряжение делится на сопротивление, то есть V / R и т. Д.

Если необходимо рассчитать напряжение, оно определяется путем умножения силы тока на сопротивление, т.е. I x R.

Пример расчета закона Ома

Если на резистор 500 Ом подается напряжение 10 вольт, определите величину тока, который будет протекать.

Глядя на треугольник закона Ома, ток неизвестен, а напряжение и сопротивление остаются известными значениями.

Таким образом, ток определяется делением напряжения на сопротивление.

I = VR = 10500 = 0,02 A = 20 мА

Пример 2
Аналогичным образом можно использовать закон Ома для определения сопротивления, если известны ток и напряжение. Возьмем, например, напряжение 10 вольт, а ток 0,1 А. Используя треугольник закона Ома, можно увидеть, что:

Пример 3
Наконец, другая комбинация состоит в том, что если сопротивление и ток известны, то можно рассчитать ожидаемое напряжение на сопротивлении.Возьмем для примера расстояние 250 Ом, через которое протекает ток 0,1 А, тогда напряжение можно рассчитать следующим образом:

V = I R = 0,1 × 250 = 25 вольт

Линейный график

Можно увидеть, что если бы напряжение и ток были нанесены на график для фиксированного резистора или длины провода и т. Д., То была бы линейная кривая.

График напряжения и тока для линейного сопротивления

Видно, что удвоение напряжения удваивает ток, который проходит через конкретный элемент схемы.

На графике есть две линии, одна для более высокого сопротивления - эта требует приложения большего напряжения для данного протекающего тока. Соответственно, это должно иметь более высокое сопротивление. И наоборот, кривая для более низкого сопротивления показывает компонент, который требует приложения более низкого напряжения для данного тока.

Нелинейные компоненты

Закон

Ома в своей основной форме, где удвоение напряжения приводит к удвоению тока, применяется к линейным компонентам, таким как обычные резисторы.Некоторые компоненты, такие как диоды, имеют нелинейные кривые, где на сопротивление влияет приложенное напряжение.

Закон Ома - одно из самых основных понятий в области электротехники и электронной техники. Концепция элемента, имеющего определенное сопротивление, которое определяет количество тока, протекающего через него при определенном напряжении, является ключом к работе практически всех цепей.

Дополнительные основные понятия:
Напряжение Текущий Сопротивление Емкость Мощность Трансформеры RF шум Децибел, дБ Q, добротность
Вернуться в меню «Основные понятия».. .

Закон Ома

ЗАКОН ОМА

После прочтения этого раздела вы сможете сделать следующее:

  • Определите закон Ома и обсудите, почему он важен.
  • Рассчитайте количество электрического тока в цепи, используя закон Ома.

Вероятно, самая важная математическая взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением в электричестве - это так называемый «закон Ома».Человек по имени Джордж Ом опубликовал эту формулу в 1827 году на основе своих экспериментов с электричеством. Эта формула используется для расчета электрических величин, чтобы мы могли проектировать схемы и использовать электричество с пользой. Закон Ома показан ниже.

ЗАКОН ОМА

I = V / R,

I = ток, V = напряжение и R = сопротивление

* В зависимости от того, что вы пытаетесь решить, мы можем изменить это двумя другими способами.

V = I x R

R = V / I

* Все эти вариации закона Ома математически равны друг другу.

Давайте посмотрим, что говорит нам закон Ома. В первой версии формулы I = V / R, закон Ома говорит нам, что электрический ток в цепи можно рассчитать, разделив напряжение на сопротивление. Другими словами, ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.Таким образом, увеличение напряжения будет увеличивать ток, пока сопротивление остается постоянным. В качестве альтернативы, если сопротивление в цепи увеличивается, а напряжение не изменяется, ток будет уменьшаться.

Вторая версия формулы говорит нам, что напряжение можно рассчитать, если известны ток и сопротивление в цепи. Из уравнения видно, что если ток или сопротивление в цепи увеличиваются (в то время как другое остается неизменным), напряжение также должно увеличиваться.

Третья версия формулы говорит нам, что мы можем рассчитать сопротивление в цепи, если известны напряжение и ток. Если ток остается постоянным, увеличение напряжения приведет к увеличению сопротивления. В качестве альтернативы увеличение тока при поддержании постоянного напряжения приведет к уменьшению сопротивления. Следует отметить, что закон Ома верен для полупроводников, но для широкого спектра материалов (например, металлов) сопротивление является фиксированным и не зависит от величины тока или величины напряжения.

Как видите, напряжение, ток и сопротивление математически, а также физически связаны друг с другом. Мы не можем иметь дело с электричеством без учета всех трех этих свойств.

(Символ Ом выглядит как подкова и изображен после цифры «100» на диаграмме выше.)

Обзор

  1. Закон Ома используется для описания математической зависимости между напряжением, током и сопротивлением.

Закон Ома - основы


Настройка Вокруг!
ПОИСК

CQ-Calling All Радиолюбители!
О Hamuniverse
Конструкция антенны
Безопасность антенн!
Спросите у Elmer
О батареях
Нормы кодирования
Компьютерная помощь
Электроника
FCC Информация
Подсказки для радиолюбителей
Юмор
Новости радиолюбителей! Обзоры сообщений

Обзоры продуктов
Видео для радиолюбителей!
HF и Shortwave

Лицензия Study
Links
Midi Music
Читальный зал
Основы работы с ретранслятором
Повторитель Строители
ЗПИ Советы и Уловки
Ham Satellites
Коротковолновое прослушивание
SSTV
Поддержка сайта
МАГАЗИН
Vhf и выше
Конфиденциальность Контакт
Политика сайта

0

0

Рекламная информация

Основной закон Ома

Здесь мы попытаемся объяснить закон Ома основы!

Закон Ома может быть очень трудно понять любому, у кого никогда не было базовые знания или обучение основам электричества.Мы предположим что у вас есть некоторые знания в области электричества. Мы объясним это в условия расхода воды! НЕ МОРАТЬ!

Что такое Ом Закон:

Закон Ома состоит из 3 математических уравнений , которые показывают соотношение между электрическим напряжением , текущий и сопротивление .

Что такое напряжение? An анологии был бы огромный резервуар с водой

заполненный с тысячами галлонов воды высоко на холме.
Отличие между давлением воды в баке и водой, выходящей из труба, соединенная снизу, ведущая к крану, определяется размер трубы и размер выходного отверстия крана. Эта разница Давление между ними можно рассматривать как потенциальное напряжение.

Что сейчас? Аналогией был бы количество потока, определяемое давлением (напряжением) воды через трубы

, ведущие к крану.Срок ток относится к количеству, объему или интенсивности электрического потока, как в отличие от напряжения, которое относится к силе или «давлению», вызывающим текущий поток.

Что такое сопротивление? Аналогия будет размер водопроводных труб и размер крана. В чем больше труба и кран (меньше сопротивление), тем больше воды поступает из! Чем меньше труба и кран (больше сопротивление), тем меньше воды что выходит! Это можно рассматривать как сопротивление потоку водное течение.


Все три из них: напряжение, ток и сопротивление напрямую взаимодействуют по закону Ома.
Измените любые два из них, и вы произведете третий.

Информация: Закон Ома назван в честь баварцев. математик и физик Георг Ом .

Закон Ома может быть заявлено как математических уравнений , все получены из
тот же принцип.
В следующих уравнениях,
В - напряжение, измеренное в вольт (размер резервуар для воды),

I измеряется ток в

ампер (связано с давлением (Напряжение) воды через трубы и кран) и

R - это сопротивление в Ом

в зависимости от размера труб и крана:

В = I x R (напряжение = ток, умноженный на Сопротивление)

Р = В / I (сопротивление = напряжение, деленное на Текущая)

I = В / R (ток = Напряжение, деленное на сопротивление)

Зная любые два значения цепи , можно определить (вычислить) треть, с помощью Ома Закон.

Например, чтобы найти напряжение в цепь:

Если в цепи есть ток 2 ампера, и сопротивление 1 Ом, (<это два "известных"), то согласно закону Ома и приведенным выше формулам напряжение равно току умноженное на сопротивление:

(В = 2 ампера x 1 Ом = 2 вольт).

Чтобы найти ток в той же цепи выше при условии, что мы не знали его , но мы знаем напряжение и сопротивление:
I = 2 вольта, разделенное на сопротивление 1 Ом = 2 амперы.

В этом третьем примере мы знаем ток (2 ампера) и напряжение (2 вольта) .... какое сопротивление?
Замена формула:
R = Вольт, деленное на ток (2 вольта делить на 2 ампера = 1 Ом

Иногда очень полезно Свяжите эти формулы Визуально. «Колеса» закона Ома и графика ниже может быть очень полезным инструментом, чтобы пробудить вашу память и помочь вам понять их отношения.



Проводной Коммуникации - отличный источник
для всего вашего разъема потребности!

Колесо наверху разделен на три части:

Вольт V (вверху разделительной линии)
Амперы (амперы) I (внизу слева ниже разделительной линии)
Сопротивление R (внизу справа под разделительной линией) линия)
X представляет (умножить на знак)
Запомнить это колесо

Чтобы использовать, просто покрыть мысленным взором нужное вам неизвестное количество и то, что осталось это формула для поиска неизвестного.

Пример:

Чтобы найти ток цепи (I), просто закройте секцию I или Amps в ваших шахтах глаза, а то, что остается, - это напряжение V выше разделительной линии и R Ом (сопротивление) ниже него. Теперь подставьте известные значения. Просто разделить известное напряжение на известное сопротивление.
Ваш ответ будет ток в цепи.
Та же процедура используется для поиска вольт или сопротивление цепи!

Вот другой пример:

Вы знаете ток и сопротивление в цепи, но вы хотите узнать вольтаж.

Просто Покройте секцию напряжения мысленным взором ... что осталось, это I X R разделы. Просто умножьте значение I на значение R, чтобы получить ответ! Попрактикуйтесь с колесом, и вы удивитесь, насколько хорошо оно работает. поможет запомнить формулы, не пытаясь!
Это Ома Графический треугольник закона также полезен для изучения формул.
Просто крышка неизвестное значение и следуйте рисунку, как в примерах с желтым колесом выше.

Вы нужно вставить X между I и R на графике и представить горизонтальная линия раздела, но основная - это просто одна и та же.


В указанном выше Вы заметите, что колесо закона Ома имеет добавленную секцию (P) для мощности. и буква E * была использована вместо буквы V для вольтаж.
Это колесо используется точно так же, как и другие колеса и графика выше.
Вы также заметите в синих / зеленых областях есть только два известных значения с неизвестным значением в желтом разделы. Красные полосы разделяют четыре единицы интерес.

Ан Пример использования этого колеса:
Допустим, вы знаете мощность и ток в цепи и хотите знать напряжение.
Найдите свой неизвестное значение в желтых областях (V или E * в этом колесе) и просто посмотрите наружу и выберите те ценности, которые вам известны.Это будет P и I. Подставьте свои значения в формулу, (P, деленное на I) выполните математика и у вас есть ответ!

Информация: Обычно закон Ома применяется только к Цепи постоянного тока, а не переменного тока схемы .
* Буква «Е» иногда используется в обозначениях Закона Ома. для напряжения вместо "V", как в колесе выше.


Проводной Коммуникации - отличный источник для всех ваших потребностей в радиочастотном соединителе! большой Цены!





Hamuniverse.com использует сеть Green Geeks Хостинг!

Закон Ома

  • Изучив этот раздел, вы сможете:
  • Опишите закон Ома для металлических проводников:
  • • Сопротивление, напряжение и ток.
  • Определить:
  • Ом, Ампер и Вольт.

Ом, вольт и ампер.

Сопротивление проводника измеряется в Омах, а Ом - это единица измерения, названная в честь немецкого физика Джорджа Симона Ома (1787–1854 гг.), Который первым показал взаимосвязь между сопротивлением, током и напряжением. Поступая так, он разработал свой закон, который показывает взаимосвязь между тремя основными электрическими свойствами сопротивления, напряжения и тока. Он демонстрирует одну из самых важных взаимосвязей в электротехнике и электронной технике.

Закон Ома гласит: «В металлических проводниках при постоянной температуре и в нулевом магнитном поле протекающий ток пропорционален напряжению на концах проводника и обратно пропорционален сопротивлению проводника. "

Проще говоря, при условии, что температура постоянна и электрическая цепь не подвержена влиянию магнитных полей, тогда:

• В цепи постоянного сопротивления, чем больше напряжение, приложенное к цепи, тем больше будет протекать ток.

• При постоянном напряжении, чем больше сопротивление цепи, тем меньше ток.

Обратите внимание, что закон Ома гласит: «В металлических проводниках». Это означает, что закон применим для большинства металлических материалов, но не для всех. Например, вольфрам, используемый для накаливания накала лампочек, имеет сопротивление, которое изменяется в зависимости от температуры нити, отсюда в законе Ома ссылка на «при постоянной температуре». В электронике также используются компоненты, которые имеют нелинейную зависимость между тремя электрическими свойствами: напряжением, током и сопротивлением, но их можно описать разными формулами.Для большинства схем или компонентов, которые могут быть описаны законом Ома:

Вместо того, чтобы запоминать весь закон Ома, три электрических свойства напряжения, тока и сопротивления отдельными буквами:

Сопротивление обозначается буквой R и измеряется в единицах Ом, которые имеют символ Ω (греческая заглавная буква O).

Напряжение обозначается буквой V (или иногда E, аббревиатурой от Electromotive Force) и измеряется в вольтах, которые имеют символ V.

Ток обозначается буквой I (не C, поскольку он используется для обозначения емкости) и измеряется в единицах ампер (часто сокращается до ампер), которые имеют символ A.

Используя буквы V, I и R для обозначения соотношений, определенных в Законе Ома, дает три простые формулы:

Каждый из них показывает, как найти значение любой из этих величин в цепи, если известны две другие. Например, чтобы найти напряжение V (в вольтах) на резисторе, просто умножьте ток I (в амперах), протекающий через резистор, на значение резистора R (в омах).

Обратите внимание, что при использовании этих формул значения V I и R, записанные в формулу, должны быть в БАЗОВЫХ ЕДИНИЦАХ, то есть в ВОЛЬТАХ (не в милливольтах) в Омах (не в киломах) и в АМПЕРАХ (не в микроамперах) и т. Д.

Вкратце 15 кОм (килоом) вводится как 15 EXP 03, а 25 мА (миллиампер) вводится как 25 EXP-03 и т. Д. Это проще всего сделать с помощью научного калькулятора.

Как пользоваться калькулятором с инженерными обозначениями, широко используемыми в электронике, объясняется в нашем бесплатном буклете под названием «Подсказки по математике». Загрузите его со страницы загрузки.

Определение сопротивления, ампер и вольт

1 Ом

Может быть определено как «Величина сопротивления, которая создает разность потенциалов (p.d.) или напряжение в 1 вольт на нем, когда через него проходит ток в 1 ампер».

1 АМПЕР

Можно определить как «Величина тока, которая при прохождении через сопротивление в 1 Ом создает разность потенциалов в 1 Вольт на сопротивлении».

(Хотя доступны более полезные определения ампера)

1 ВОЛЬТ

Можно определить как «Разность потенциалов (напряжений), возникающая на сопротивлении в 1 Ом, через которое протекает ток в 1 Ампер.«

Эти определения относятся к Вольтам, Амперам и Ом в пределах величин, описанных в Законе Ома, но также могут использоваться альтернативные определения с использованием других величин.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *