Закон Ома для поперечного сечения цепи

Давайте теперь проверим этот результат на практике.

Закон Ома для электрической цепи

17 июля 2012 года. Размещено в рубрике: Электротехника

zakon_oma_dlya_uchastka_cepi_law_Ohm_ for_part_of_the_chain

Здравствуйте, уважаемые читатели страницы “Записки электрика”.

Сегодня я начинаю новый раздел на этом сайте под названием “Электротехника”.

В этом разделе я постараюсь в понятной и простой форме объяснить вам вопросы, связанные с электротехникой. Я не буду сразу углубляться в теоретические знания, но мы познакомимся с основами в правильном порядке.

Первое, с чем я хочу вас познакомить, это закон Ома для электрических цепей. Это самый основной закон, который должен знать каждый электрик.

Знание этого закона позволит нам легко и точно определить значение тока, напряжения (разности потенциалов) и сопротивления в цепи.

Что такое Ом? Немного истории

Закон Ома был открыт в 1826 году известным немецким физиком Георгом Симоном Омом. Вот как он выглядел.

Заказ_oma_dlya_uchastka_cepi_law_of_Ohm_ for_part_of_the_chain

Я не буду рассказывать вам всю биографию Джорджа Ома. Более подробную информацию о нем вы можете найти в других источниках.

Его имя носит самый основной закон электротехники, который мы активно применяем для сложных расчетов в проектировании, в промышленности и в повседневной жизни.

Закон Ома для однородной цепи имеет следующий вид:

Заказ_oma_dlya_uchastka_cepi_прямо_от_Охм_для_части_цепи

I – ток, протекающий через данный участок цепи (измеряется в амперах)

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

R – значение сопротивления участка цепи (измеряется в омах)

Если объяснить формулу словами, то получится, что ток пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению участка цепи.

Давайте проведем эксперимент.

Чтобы понять формулу на практике, а не на словах, необходимо сделать следующую схему:

Заказ_oma_dlya_uchastka_cepi_right_Oma_для_цепи_части_цепи

Цель этой статьи – наглядно продемонстрировать, как использовать закон Ома для определения поперечного сечения цепи. Поэтому я собрал эту схему на своем верстаке. Смотрите ниже, как это выглядит.

Заказ_oma_dlya_uchastka_cepi_right_Oma_для_цепи_части_цепи

Я заменил сопротивление в цепи на светодиодную лампу, которая имеет определенное значение сопротивления. Все соединения выполнены с помощью соединительных проводов PV-1. Если вы не знаете, как это сделать, вы можете прочитать мою статью о том, как правильно подключить провода.

Вы можете использовать переключатель управления (селектор) для выбора постоянного или переменного напряжения на выходе. В нашем случае используется постоянное напряжение. Я изменяю уровень напряжения с помощью лабораторного автотрансформатора (ЛАТП).

Заказ_oma_dlya_uchastka_cepi_right_Oma_для_цепи_части_цепи

В нашем эксперименте я буду использовать напряжение в цепи 220 (В). Проверьте напряжение на выходе с помощью вольтметра.

Заказ_oma_dlya_uchastka_cepi_right_Oma_для_цепи_части_цепи

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

Ниже я приведу 3 примера. В каждом примере мы будем определять требуемую величину двумя методами: по формуле и практическим путем.

Пример 1

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

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

Используйте формулу, чтобы найти силу тока в цепи:

Заказ_oma_dlya_uchastka_cepi_right_Oma_для_цепи_части_цепи

I = U/R = 220 / 40740 = 0,0054 (A)

Давайте теперь проверим этот результат на практике.

Подключите мультиметр, переключенный в режим амперметра, последовательно со светодиодной лампой и измерьте ток в цепи.

zakon_oma_dlya_uchastka_cepi_law_Oma_for_chain_part_of_the_chain

На дисплее мультиметра отображается ток в 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) в цепи, зная значение тока в цепи и значение сопротивления светодиодной лампы.

I = 0,0054 (A)

R = 40740 (Ом)

Используйте формулу, чтобы найти напряжение на участке цепи:

Заказ_oma_dlya_uchastka_cepi_right_Oma_для_цепи_части_цепи

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

Давайте теперь проверим этот результат на практике.

Подключите мультиметр, переключенный в режим вольтметра, параллельно светодиодной лампе и измерьте напряжение.

Заказ_oma_dlya_uchastka_cepi_right_Oma_для_цепи_части_цепи

На дисплее мультиметра отобразится измеренное напряжение. Его значение равно 220 (В), что соответствует напряжению, найденному по формуле закона Ома для рассматриваемого участка цепи.

Пример 3

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

I = 0,0054 (A)

U = 220 (В)

Снова используем формулу, чтобы найти сопротивление части цепи:

Заказ_oma_dlya_uchastka_cepi_right_Oma_для_цепи_часть_цепи

R = U/I = 220/0.0054 = 40740.7 Ом

Давайте теперь проверим этот результат на практике.

Заказ_oma_dlya_uchastka_cepi_law_Oma_для_части_цепи

Измеряем сопротивление светодиодной лампы с помощью клеммметра или мультиметра.

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

Как легко запомнить закон Ома для участка цепи.

Чтобы не запутаться и легко запомнить формулу, можно воспользоваться небольшой подсказкой, которую вы можете сделать сами.

Начертите треугольник и впишите в него параметры периметра, как показано ниже. В итоге у вас должен получиться вот такой треугольник.

zakon_oma_dlya_uchastka_cepi_the_Ohm_law_for_the_chain_part

Треугольник наконечника очень прост и удобен в использовании. Закройте палец на параметре, который вы хотите найти.

Если остальные параметры треугольника находятся на одном уровне, умножьте их.

Если другие параметры треугольника находятся на разных уровнях, верхний параметр должен быть разделен на нижний параметр.

С помощью вспомогательного треугольника вы не запутаетесь в формуле. Но все же лучше выучить ее, как и таблицу умножения.

Заключение

В конце статьи я приведу резюме.

Электрический ток – это направленный поток электронов из точки B с отрицательным потенциалом в точку A с положительным потенциалом. Чем больше разность потенциалов между этими точками, тем больше электронов будет перемещаться из точки B в точку A, то есть ток в цепи будет увеличиваться при условии, что сопротивление цепи остается неизменным.

Однако сопротивление лампочки противодействует протеканию электрического тока. И чем больше сопротивление в цепи (несколько последовательно соединенных лампочек), тем меньше ток будет протекать в цепи, и напряжение в сети останется прежним.

Устройства, в которых вольт-амперная характеристика представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат, т.е. сопротивление остается постоянным при изменении напряжения или тока, называются линейными устройствами. Также используются термины линейные цепи, линейное сопротивление.

Закон Ома для участка цепи

Основным законом электротехники, с помощью которого можно проверять и рассчитывать электрические цепи, является закон Ома, определяющий взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением. Она должна быть четко понята и правильно применена при решении практических задач. В электротехнике часто допускаются ошибки, связанные с неправильным применением закона Ома.

Закон Ома для цепи гласит, что ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Если увеличить действующее в электрической цепи напряжение в несколько раз, ток в цепи увеличится во столько же раз. А если увеличить сопротивление цепи в несколько раз, ток уменьшится во столько же раз. Аналогично, чем больше поток воды в трубе, тем больше давление и тем меньшее сопротивление оказывает труба движению воды.

В популярной форме этот закон можно сформулировать так: чем выше напряжение при том же сопротивлении, тем больше ток и в то же время чем выше сопротивление при том же напряжении, тем меньше ток.

Чтобы выразить закон Ома математически самым простым способом, сопротивление проводника, в котором течет ток 1 А при напряжении 1 В, принимается равным 1 Ом.

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

Закон Ома для участка цепи

Каждый участок или компонент электрической цепи можно охарактеризовать тремя свойствами: ток, напряжение и сопротивление.

Как использовать треугольник Ома: закройте нужное значение – два других символа дают формулу для его вычисления. Кстати, только одна формула из треугольника называется законом Ома – та, которая отражает зависимость тока от напряжения и сопротивления. Две другие формулы, хотя и являются ее следствием, не имеют физического смысла.

Расчеты по закону Ома для данного участка цепи будут правильными, если напряжение выражено в вольтах, сопротивление – в омах, а ток – в амперах. Если используются кратные значения этих величин (например, миллиамперы, милливольты, мегомметры и т.д.), их необходимо преобразовать в амперы, вольты и омы соответственно. Чтобы подчеркнуть это, иногда формулу закона Ома для данного участка цепи записывают таким образом:

Также можно рассчитать ток в миллиамперах и микроамперах, напряжение выражается в вольтах, а сопротивление – в килоомах и мегаомах соответственно.

Объяснение закона Ома

Сопротивление в цепи

Другие статьи об электричестве в простой и доступной форме:

Закон Ома действителен для любого участка цепи. Чтобы определить силу тока в данном участке цепи, разделите напряжение, действующее на этом участке (рис. 1), на сопротивление этого участка.

Применение закона Ома к электрической цепи

Рис. 1 Применение закона Ома к участку цепи

Вот пример расчета тока по закону Ома. Пусть требуется определить силу тока в лампе с сопротивлением 2,5 Ом, если напряжение, приложенное к лампе, равно 5 В. Разделите 5 В на 2,5 Ом, чтобы получить ток 2 А. Во втором примере определите ток, который будет протекать при напряжении 500 В в цепи с сопротивлением 0,5 МОм. Для этого выразите сопротивление в омах. Деление 500 В на 500 000 Ом дает значение тока в цепи, которое составляет 0,001 А или 1 мА.

Часто, зная ток и сопротивление, можно определить напряжение, используя закон Ома. Запишем формулу для напряжения

Из этой формулы ясно, что напряжение на концах цепи прямо пропорционально току и сопротивлению. Значение этой взаимосвязи нетрудно понять. Если мы не изменим сопротивление участка цепи, то сможем увеличить ток только за счет увеличения напряжения. Таким образом, при постоянном сопротивлении больший ток соответствует большему напряжению. Если при различных сопротивлениях необходимо получить одинаковый ток, то более высокое сопротивление должно приводить к соответственно более высокому напряжению.

Напряжение в цепи часто называют падением напряжения. Это часто приводит к недоразумениям. Многие люди думают, что падение напряжения – это некоторая потеря ненужного напряжения. В действительности напряжение и падение напряжения эквивалентны. Потеря напряжения и падение напряжения – в чем разница?

Падение напряжения – это постепенное снижение потенциала в цепи, по которой течет ток, вызванное тем, что цепь имеет активное сопротивление. Согласно закону Ома, падение напряжения в цепи, U, равно произведению сопротивления цепи, R, на силу тока, протекающего в цепи, I, то есть U – RI. Таким образом, чем больше сопротивление участка цепи, тем больше падение напряжения на этом участке цепи при заданном токе.

Расчет напряжения с помощью закона Ома можно проиллюстрировать на следующем примере. Пропустите ток 5 мА через участок цепи с сопротивлением 10 кОм и определите напряжение на этом участке.

Умножение I = 0,005 А на R – 10 000 Ом дает напряжение 5 0 В. Тот же результат можно получить, умножив 5 мА на 10 кОм: U = 50 В

В электронных устройствах ток обычно выражается в миллиамперах, а сопротивление – в килогерцах. Поэтому удобно использовать эти единицы для расчетов, связанных с законом Ома.

Закон Ома также используется для расчета сопротивления, если известны напряжение и ток. Формула для этого случая записывается следующим образом: R = U/I.

Сопротивление – это всегда отношение напряжения к току. Если напряжение увеличивается или уменьшается в кратное число раз, ток увеличится или уменьшится в то же число раз. Отношение напряжения к току, равное сопротивлению, остается неизменным.

Формулу для определения сопротивления не следует понимать так, что сопротивление данного проводника зависит от разряда и напряжения. Известно, что он зависит от длины, поперечного сечения и материала проводника. На первый взгляд, формула для определения сопротивления похожа на формулу для расчета тока, но между ними есть принципиальная разница.

Ток в данном участке цепи зависит от напряжения и сопротивления и изменяется при их изменении. Сопротивление данного участка цепи является постоянной величиной, не зависящей от изменения напряжения и тока, но равной отношению этих величин.

Когда в двух частях цепи течет одинаковый ток, а напряжения, приложенные к ним, различны, очевидно, что та часть, к которой приложено большее напряжение, имеет соответственно большее сопротивление.

Если одно и то же напряжение приложено к двум разным частям цепи, в которых протекают разные токи, то в части с большим сопротивлением всегда будет протекать меньший ток. Все это следует из основной формулировки закона Ома для участка цепи, т.е. чем выше напряжение и ниже сопротивление, тем больше ток.

Расчет сопротивления по закону Ома для заданного участка цепи показан в следующем примере. Найдите сопротивление участка, по которому течет ток 50 мА при напряжении 40 В. Выразив ток в амперах, получим I = 0,05 A. Деление 40 на 0,05 дает сопротивление 800 Ом.

Закон Ома можно проиллюстрировать в виде так называемой вольт-амперной характеристики. Известно, что прямая пропорциональная зависимость между двумя величинами представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат. Это называется линейной зависимостью.

На рисунке 2 в качестве примера показан график закона Ома для цепи с сопротивлением 100 Ом. Горизонтальная ось показывает напряжение в вольтах, а вертикальная – ток в амперах. Шкала тока и напряжения может быть выбрана произвольно. Проводится прямая линия так, что для каждой точки на линии отношение напряжения к току равно 100 Ом. Например, если U = 50 В, то I = 0,5 А и R = 50 : 0,5 = 100 Ом.

Закон Ома (вольт-амперные характеристики)

Рис. 2 . Закон Ома (вольт-амперная характеристическая кривая)

График закона Ома для отрицательных значений тока и напряжения имеет такой же вид. Это указывает на то, что ток в цепи течет одинаково в обоих направлениях. Чем выше сопротивление, тем меньше ток, получаемый при данном напряжении, и тем ровнее линия.

Устройства, в которых вольт-амперная характеристика представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат, т.е. сопротивление остается постоянным при изменении напряжения или тока, называются линейными устройствами. Также используются термины линейная цепь и линейное сопротивление.

Существуют также устройства, в которых сопротивление изменяется при изменении напряжения или тока. Тогда связь между током и напряжением выражается не по закону Ома, а более сложным образом. Для таких устройств вольт-амперная характеристика не будет прямой линией через начало координат, а будет кривой или ломаной линией. Такие устройства называются нелинейными.

От источника тока энергия может передаваться по проводам к энергопотребляющим устройствам. Для этого строятся электрические цепи различной сложности. Различают последовательные, параллельные и смешанные соединения.

Урок 29: Закон Ома для участка цепи. Соединение проводников

Сила тока I – скалярная величина, равная отношению заряда q, протекающего через поперечное сечение проводника, к длительности времени t, в течение которого протекал ток.

постоянный ток – Электрический ток, который не изменяется со временем.

Последовательное соединение проводников. При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники соединяются в цепь один за другим.

Параллельное соединение проводников. При параллельном соединении концы проводников подключаются к одной и той же паре точек.

Смешанное соединение проводников это соединение, при котором цепь содержит как последовательные, так и параллельные соединения.

Узел – это точка в цепи, где сходятся не менее трех ветвей.

Свойство проводника ограничивать ток в цепи, т.е. противодействовать электрическому току, называется электрическим сопротивлением проводника.

Резистор или проводник – Компонент электрической цепи, имеющий определенное или переменное значение электрического сопротивления.

Первичная и вторичная литература, связанная с темой урока:

1 Мякишев Г.Ю., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017 – С. 335 – 340.

2 Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. – Москва: Дрофа, 2009 – С. 105 – 109.

Элементарный учебник физики. Учебник в 3-х томах под редакцией академика Ландсберга Г.С.: Том 2: Электричество и магнетизм. – Выпуск 12: Москва: ФИЗМАТЛИТ, 2001. С. 110 – 115.

Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в средней школе. Пособие для учителей. 4-е издание, переработанное и дополненное. М. “Просвещение”, 1972 С. 83 – 87.

5 Савельев И. Курс общей физики, том II. Электричество. Москва: Wydawnictwo Nauka, 1970. с. 108.

Открытые электронные ресурсы:

Теоретический материал для дополнительного изучения

Трудно представить нашу жизнь без электричества. Каждый день, даже не задумываясь об этом, мы используем различные электрические устройства, основанные как на простых, так и на сложных электрических схемах. Какой закон определяет основные параметры электрических цепей? Как рассчитать эти схемы, чтобы устройства работали правильно?

Вы уже знаете, что электрический ток – это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Чтобы электрический ток образовался и существовал в проводнике, он должен:

  1. Наличие свободно заряженных частиц;
  2. сила, действующая на него в определенном направлении, т.е. наличие электрического поля в проводнике.

Различают действие электрического тока:

  1. тепловой
  2. химический
  3. магнитный .

Постоянный ток – Электрический ток, при котором сила и направление тока не изменяются с течением времени.

Интенсивность тока I равен отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t:

На направление электрического тока условно выбирается как направление движения положительно заряженных частиц, т.е. в направлении, противоположном движению электронов.

Для каждого проводника – твердого, жидкого и газообразного – существует определенная зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов (напряжения) на концах проводника. Эта взаимосвязь выражается так называемым вольт-амперные характеристики проводника.

Для широкого класса проводников (включая металлы) при постоянной температуре, Ома Закон Ома для электрической цепи:

Ток в цепи прямо пропорционален приложенному напряжению U и обратно пропорционален сопротивлению цепи:

Закон Ома имеет простую форму, но его трудно доказать экспериментально.

Закон Ома является основой всей электротехники в части постоянных токов. Из закона Ома следует, что опасно замыкать обычную осветительную сеть проводником с низким сопротивлением.

Основной электрической характеристикой проводника является его сопротивление. Эта величина определяет ток в проводнике при заданном напряжении. Причиной электрического сопротивления является взаимодействие электронов, движущихся по проводнику, с ионами кристаллической решетки. Сопротивление проводника зависит от свойств материала проводника и его геометрических размеров.

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

где ρ – собственное сопротивление проводника – величина, зависящая от типа вещества и его состояния (прежде всего температуры). Удельное сопротивление веществ приведено в справочных таблицах.

Омметр – Прибор для измерения сопротивления.

От источника тока энергия может передаваться по проводам к энергопотребляющим устройствам. Для этого составляются электрические схемы различной сложности. Различают последовательное, параллельное и смешанное соединение проводников.

Последовательное соединение проводников. При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включаются в цепь один за другим. Главная особенность последовательного соединения заключается в том, что по всем проводникам течет одинаковый ток. Если по одному проводнику течет определенный ток, то такой же ток течет по всем остальным проводникам. Если нет тока хотя бы в одном проводнике, то наверняка нет тока и во всех остальных. Напряжения на концах последовательно соединенных проводников складываются. Общее сопротивление всей цепи последовательно – это сумма сопротивлений всех проводников.

R =U/I

Закон Ома для электрической цепи

Сразу же отметим, что закон Ома – является фундаментальным законом электротехники и применяется для расчета таких величин, как ток, напряжение и сопротивление в цепи.

Рассмотрим электрическую цепь, показанную на рисунке 1.

закон Ома

Рисунок 1: Простейшая схема, иллюстрирующая закон Ома.

Мы знаем, что электрический ток, или поток электронов, возникает в цепи между двумя точками (A и B на рисунке) с разными потенциалами. Тогда мы должны предположить, что чем больше разность потенциалов, тем больше электронов будет перемещаться из точки с низким потенциалом (B) в точку с высоким потенциалом (A). Количественно ток выражается суммой зарядов, протекающих через данную точку, и увеличение разности потенциалов, т.е. напряжения, приложенного к резистору R, вызовет увеличение тока через этот резистор.

С другой стороны, сопротивление резистора противодействует электрическому току. Поэтому следует сделать вывод, что чем больше сопротивление резистора, тем меньше будет средняя скорость электронов в цепи, а это приводит к уменьшению тока через резистор.

Комбинация этих двух зависимостей (тока от напряжения и сопротивления) известна как Закон Ома для электрической цепи и записывается в следующей форме:

I=U/R

Это выражение читается следующим образом: Ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Это важно знать:

I – это величина тока, протекающего через данный участок цепи;

U – величина напряжения, приложенного к участку цепи;

R – это значение сопротивления данного участка цепи.

Используя правило Ома Закон Ома для участка цепи для приложения к участку цепи (рис. 1) или для расчета напряжения на клеммах цепи (рис. 2).

Закон Ома для электрической цепи

Рисунок 2: Последовательная цепь, объясняющая расчет напряжения на клеммах цепи.

В этом случае уравнение (1) примет следующий вид:

U = I * R

Но в этом случае необходимо знать ток и сопротивление участка цепи.

Третья форма закона Ома для цепи, которая позволяет рассчитать сопротивление участка цепи по известным значениям тока и напряжения, выглядит следующим образом:

R =U/I

Вспомнить закон Ома: Маленькая хитрость!

Для быстрого перевода соотношения, называемого законом Ома, чтобы не запутаться в том, когда делить, а когда умножать значения в формуле закона Ома, действуйте следующим образом. Напишите на листе бумаги величины, составляющие закон Ома, как показано на рисунке 3.

Как запомнить закон Ома

Рисунок 3: Как запомнить закон Ома.

Теперь закройте палец на количестве, которое вы хотите найти. Тогда относительное положение оставшихся непокрытых значений подскажет вам, какое действие нужно предпринять для вычисления неизвестного значения.

ПОНРАВИЛАСЬ ЛИ ВАМ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИТЕСЬ ИМ СО СВОИМИ ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Какова связь между силой тока в проводнике и напряжением в проводнике?

Закон Ома для электрической цепи

Закон Ома для участка цепи – это экспериментально выведенный (эмпирический) закон, определяющий зависимость между током в участке цепи, напряжением на концах этого участка и его сопротивлением. Строгая формулировка закона Ома для участка цепи записывается следующим образом: ток в цепи прямо пропорционален напряжению на участке цепи и обратно пропорционален сопротивлению участка.

Формула для закона Ома для данного участка цепи записывается в следующем виде:

Формула для закона Ома для участка цепи

I – сила тока в проводнике [A];

U – электрическое напряжение (разность потенциалов) [В];

R – электрическое сопротивление (или просто сопротивление) проводника [Ом].

Исторически сложилось так, что сопротивление R в законе Ома для участка цепи считается основной характеристикой проводника, поскольку оно зависит исключительно от параметров этого проводника. Следует отметить, что закон Ома в том виде, в котором он изложен, действителен для металлов и растворов электролитов (сплавов) и только для цепей, где нет фактического источника тока или источник тока идеален. Идеальный источник тока – это источник, не имеющий собственного сопротивления. Более подробную информацию о законе Ома применительно к цепи с источником тока см. в нашей статье. Предположим, что направление положительное слева направо (см. рисунок ниже). Тогда напряжение в цепи равно разности потенциалов.

Формула для участка трассы

φ1 – потенциал в точке 1 (в начале цепи);

φ2 – потенциал в точке 2 (в конце участка).

Закон Ома для участка цепи

Если условие φ1 > φ2то напряжение U > 0. Следовательно, линии тока в проводнике направлены от точки 1 к точке 2, поэтому ток течет в этом направлении. Это направление тока, и мы рассматриваем его как положительное I > O.

Рассмотрим простой пример определения сопротивления в цепи с помощью закона Ома. В результате эксперимента с электрической цепью амперметр (прибор, показывающий силу тока) показывает , а вольтметр – . Необходимо определить сопротивление участка цепи.

Нахождение сопротивления на участке цепи с помощью закона Ома

Согласно определению закона Ома для участка цепи

Формула для закона Ома для участка цепи

Пример закона Ома для участка цепи

При изучении закона Ома для цепи в 8 классе учителя часто задают учащимся следующие вопросы для закрепления пройденного материала:

Какие величины определяются законом Ома для данного участка цепи?

– Правильный ответ: между током [I], напряжением [U] и сопротивлением [R].

От чего, кроме напряжения, зависит ток?

– Правильный ответ: сопротивление.

Как ток в проводнике зависит от напряжения на этом проводнике?

– Правильный ответ: Прямоугольно-пропорциональная

Какова зависимость тока от сопротивления?

– Правильный ответ: обратно пропорционально.

Эти вопросы задаются для того, чтобы учащиеся 8 класса вспомнили закон Ома для цепи, определение которого гласит, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если сопротивление проводника не меняется.

За восемь лет до описываемого события будущий мастер получил патент на свое изобретение. Первоначально устройство представляло собой катушку проволоки с подвижным зеркалом в центре. Когда в цепи обнаруживался ток, свет отражался в нужном направлении, оператор мог видеть своими глазами, что происходит. Следует признать, что проводить измерения с помощью такого прибора довольно сложно. Кельвин внес коррективы на 40 лет позже, чем хотелось бы Джорджу Ому.

Вместо заключения.

Талантливому математику потребовалось несколько лет два столетия, чтобы вывести простую взаимосвязь. В этом первые помогали советом, вторые мешали. Достаточно сказать, что окончательная инсталляция была собрана специально для того, чтобы найти взаимосвязь. Все детали, включая термопару, имели четко определенные размеры. Для устранения влияния турбулентности воздуха на крутящий вес установка была закрыта кожухом.

В конечном итоге это позволило сократить количество ошибок до 5-10%. Это позволило вывести коэффициент, известный сегодня как закон Ома, для данного участка цепи.

  • alt=”Закон Ома для полной цепи” width=”120″ height=”120″ />Закон Ома для полной цепи
  • alt=”Закон Кирхгофа” width=”120″ height=”120″ />Закон Кирхгофа
  • alt=”Закон электромагнитной индукции” width=”120″ height=”120″ />Закон электромагнитной индукции
  • alt=”Элемент Пельтье” width=”120″ height=”120″ />Элемент Пельтье

[…] что позволило Георгу Ому немного позже вывести свой знаменитый закон для поперечного сечения цепи. А полвека спустя это открытие было представлено […].

[…] был также использован Георгом Омом при выводе его знаменитого уравнения участка цепи. Но что на самом деле стоит за всеми этими […]…

[…] Закон Ома для полной цепи – это математическое выражение, описывающее зависимость между током и напряжением с учетом сопротивления источника. Это форма, в которой формула была записана изначально. При желании вы также можете посмотреть раздел о законе Ома для фрагмента схемы. […]

[…] 21 июля 1820 года можно считать поворотным пунктом в развитии истории. Именно тогда Эрстед решил опубликовать свои наблюдения о влиянии провода с током на ориентацию магнитной стрелки в пространстве. Последующие открытия следовали одно за другим, но нас интересует изобретение первого гальванометра. Сам производитель, Швейггер, назвал свое устройство мультипликатором из-за его способности умножать результат нескольких витков токоведущей проволоки на магнитной стрелке. Именно с его помощью физик эстонского происхождения Сибек год спустя (1821) открыл термоэлектричество. Известно, что именно это помогло Георгу Ому пять лет спустя получить всемирно известный закон. […]

Читайте далее:
Сохранить статью?