Что такое напряжение сила тока сопротивление: Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка электрической цепи — урок. Физика, 8 класс.

Сила тока и мощность тока. Simpleinfo – все сложное простыми словами!

РадиоТехника

07 Сентября 2017

11809

Подведем итоги по разделу. Обратим внимание на некоторые важные вещи и еще разберем пройденный материал.

1.В какую сторону течет ток?

Если вы обратили внимание, во всех предыдущих статьях, направление тока обозначено от (-) к (+), то есть с отрицательного полюса к положительному. Но в статье про закон Ома, мы указали с положительного полюса к отрицательному. В статье Электрическая проводимость мы выяснили, что носителем заряда являются отрицательно заряженные частицы, под воздействие поля происходит упорядоченное движение отрицательно заряженных частиц.

Таким образом направление движения тока с отрицательного полюса к положительному. Но в схематике (при разборе схем) и в быту используется направление от положительного к отрицательному. Как я понимаю это пришло с древности, пока точно не понимали, как движутся частицы.

наведите или кликните мышкой, для анимации

Мы же, при разборе радиоэлементов, чтобы понять, как они работают будем использовать с отрицательного к положительному. А при разборе схем, с положительного полюса к отрицательному.  

2. Более простой разбор электрической цепи. Сколько потребляет нагрузка?

Мы теперь знаем, что такое замкнутая электрическая цепь. И как течет по нему ток. Также выяснили, что в цепи существует определенная сила тока, напряжение тока, сопротивление нагрузки или нагрузок, а также возникает выработка мощности. Теперь на практике выясним более подробнее.

Нужно запомнить, что чаще всего в электрической цепи, мы можем изменять напряжение тока и сопротивление нагрузки или нагрузок. К примеру, если у нас регулируемый источник питания, мы можем установить регулятор напряжения к отметке 5 В или 12 В. Если используются батарейки, можем взять 2 “пальчиковых” батарейки, это 3 В. Либо можем использовать 3 батарейки, таким образом уже будет 4,5 В.

Что касается нагрузки, мы можем подключить 1 лампу накаливания или 2 и т.д., что приведет к изменению общего сопротивления нагрузки. А сила тока будет подстраиваться согласно закону Ома.

Силу тока нужно представлять себе так: показатель силы тока в цепи – это “потребление” нагрузки. Чем больше сила тока в цепи, чем больше потребляется ток нагрузкой. Давайте рассмотрим на примере, если взять две одинаковые аккумуляторные батареи и присоединить к ним разные нагрузки. Быстрее сядет та батарея, в цепи которой было больше силы тока.

Теперь возникает вопрос, если, меняя нагрузку, мы можем менять “потребление” тока, то значит меняя напряжение, мы также можем повлиять на “потребление” тока, то есть на силу тока. Так и есть, если мы увеличим напряжение, увеличится и ток в нагрузке. Но тут необходимо быть осторожным, так как если слишком большой ток пройдет через нагрузку, он может его испортить, так же наоборот, если недостаток тока, то устройство может не работать или работать плохо.

3. Чем отличается сила тока от мощности тока?

Еще раз вспоминаем, что такое сила тока и мощность тока.  
Сила тока – это прохождение частиц за единицу времени, выше мы с вами представили силу тока, как «потребление» нагрузки. К примеру, чтобы зажечь лампочку нужно создать в цепи 0,2 Ампера силы тока. Еще проще говоря, какая нужна сила, чтобы совершить, какое-то действие. (Зажечь лапочку, крутить двигатель, греть электроплиту и т.д.)

Мощность тока – это работа, которая выполняется за единицу времени нагрузкой. То есть, когда вращается двигатель – он совершает работу, когда электроплита греет – он совершает работу, когда лампочка горит – он так же совершает работу. Получается сила тока нам дает возможность выполнить работу, как бы отдавая свою энергию в нагрузку, далее нагрузка совершает ту или иную работу. При этом чем мощнее нагрузка, тем больше нужны заряды, соответственно больше силы тока в цепи. Более мощные нагрузки, выполняют больше работы.

К примеру мощные электродвигатели сильнее крутятся, мощные лампочки ярче горят.

Таким образом, сила тока это, потребление тока нагрузкой или необходимое количества тока, для получения выработки мощности нагрузки. Мощность тока, это работа нагрузки за единицу времени. Сила тока и мощность тока взаимосвязаны. Что бы не путаться в голове нужно держать две вещи:

• 1. В источниках питания пишут, показатель силы тока, то есть, сколько он сможет отдать.
• 2. В нагрузках, в электроприборах пишут потребление в мощностях, то есть сколько ему нужно.

Популярное

Напряжение тока. Сила тока.

14 Декабря 2016

13621

Итоги раздела Основы радиотехники

07 Сентября 2017

11809

Мощность электрического тока.

04 Апреля 2017

10072

Закон Ома для участка цепи. Пример расчета.

21 Января 2017

7215

Электрическое сопротивление.

26 Декабря 2016

5931

3D принтер Анет A8 Prusa i3 RepRap

19 Декабря 2017

2123

определение определение силы электрического тока

Электричество давно стало незаменимым спутником всего человечества. Но для большинства обывателей оно представляет собой какое-то абстрактное понятие, с которым сложно разобраться и тем более понять. Но нет нечего сложного для усвоения. Простыми словами электричество можно охарактеризовать как упорядоченное перемещение заряженных частиц.

Определяющими характеристиками электрической энергии являются напряжение, сила тока и сопротивление. Рассмотрим более подробно что это за характеристики их определения, способы измерений и вычислений.

Определение силы электрического тока в электроцепи

Электрический ток, как говорилось выше, представляет собой упорядоченное перемещение заряженных частиц от одного электрода к другому. В металлах это электроны, в жидкостях – ионы, а их количество принято именовать зарядом. Одной из ключевых характеристик электротока является его сила или собственно отношение общего количества заряда к временному отрезку за который он проходит через отдельный участок.

Следовательно, определение силы тока в электроцепи или его величины можно выразить формулой:

I=q/t

q – количество заряда, а t – промежуток времени за которое он проходит этот определенный участок. В системе измерений СИ для определения единицы силы тока применяется ампер (сокращенно – «А»).

Зависимость силы тока от напряжения и сопротивления

Когда разговор заходит о токе, то наиболее часто речь идет о напряжении. В системе СИ оно обозначается в вольтах (В). Для общего понимания определения напряжения рассмотрим физику формирования электричества в общем. В двух словах это процесс выглядит следующим образом. Из одного места извлекаются электроны, тем самым создавая разряжение. В другой точке они накапливаются, образуя избыток, который стремится занять освободившееся место. Таким образом образуются отрицательный и положительный потенциал, разница между ними и будет являться искомым напряжением в электрической сети. Для определения величины напряжения применяется специальный измерительный прибор – вольтметр.

Для того чтобы определить силу тока, зная напряжение, необходимо ввести еще одно понятие – сопротивление электроцепи. Оно в упрощенном понимании представляет собой некую силу, затрудняющую движение электронов от одного электрода к другому. Измеряется сопротивление в омах. Определить его величину можно омметром. Воедино понятия напряжение, силы тока и сопротивления связывает закон Ома. Он является одним из основополагающих при расчете любой электрической схемы.

Величина силы тока. Определение в зависимости от напряжения и сопротивления.

Закон Ома относительно применения к участку цепи определяет силу тока как величину пропорционально обратную сопротивлению и прямо сопоставимую разности потенциалов. Соответствующая формула выглядит следующим образом:

I=U/R, в которой: R (Ом)– сопротивление на участке электрической схемы, а U(В) – напряжение или разность потенциалов на электродах.

Из уравнения видно, что при наличии стабильного напряжения в электроцепи сила тока будет снижаться при увеличении нагрузочного сопротивления. Эта закономерность привела к тому, что последовательное включение потребителей применяется очень редко. При параллельном включении нагрузки величина силы тока на отельных участках может быть разной (в зависимости от сопротивления), но на входе, в точке соединения она останется прежней.

Сила тока и его плотность

Одно из важных понятий в электротехнике является плотность электрического тока, которая характеризуется его силой по отношению к площади приложения. В системе СИ плотность тока обозначается буквой «J», единица измерения — А/мм2. Общий вид формулы следующий:

J= I/S, где I – сила в амперах, а S – площадь поперечного сечения провода в квадратных мм.

Следовательно, с точки зрения физики, плотность тока — это количество заряда, перемещаемого через единицу площади за определенное время Одним словом эта величина описывает степень электрической нагрузки на проводник и является одной из определяющих при выборе кабельной продукции соответствующего диаметра.

Плотность играет важную роль, т.к. любой элемент сети в т.ч. и токопроводящий провод обладает собственным сопротивлением. Следствием потери тока является нагрев проводника. Значительные потери могут привести к перегреву, вплоть до расплавления изоляции или материала жил.

В заключение отметим, что данные определения силы тока, через основные характеристики носят общий характер. В частных случаях используются дополнительные данные которые влияют на точность вычислений, но не искажают обобщенного представления о физики электричества и взаимосвязи значений.

PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

• 1 Учебники
• 2 Механика
  • 2. 1 Кинематика
  • 2.2 Динамика
  • 2.3 Законы сохранения
  • 2.4 Статика
  • 2.5 Механические колебания и волны
• 3 Термодинамика и МКТ
  • 3.1 МКТ
  • 3.2 Термодинамика
• 4 Электродинамика
  • 4. 1 Электростатика
  • 4.2 Электрический ток
  • 4.3 Магнетизм
  • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
• 5 Оптика. СТО
  • 5.1 Геометрическая оптика
  • 5.2 Волновая оптика
  • 5.3 Фотометрия
  • 5.4 Квантовая оптика
  • 5. 5 Излучение и спектры
  • 5.6 СТО
• 6 Атомная и ядерная
  • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
  • 6.2 Ядерная физика
• 7 Общие темы
• 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
2. разработки уроков, тем;
3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

---

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

---

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

---

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

---

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

---

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ – Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

Закон Ома – Связь между напряжением, током и сопротивлением – Производство печатных плат и сборка печатных плат

Основы электронной техники основаны на принципе закона Ома. Без закона Ома ток не может течь по проводам, не будет напряжения и не будет работать ни одна цепь в мире. Это такой же важный закон электроники, как и закон Ньютона в физике. Однако есть много других важных принципов и законов электроники, которые необходимо выделить, но в этой статье мы изучим основы закона Ома и три его важных параметра: напряжение (В), ток (I) и сопротивление (R).

Электронная схема — это не что иное, как замкнутый контур проводящих проводов и электронных компонентов, соединенных друг с другом.

Напряжение (В):

Напряжение можно описать как разность потенциалов между двумя точками цепи. Международная стандартная единица измерения (СИ)  Вольт . Напряжение — это движущая сила , приводящая в движение электрический заряд в цепи. Чем больше разность потенциалов, тем больше поток заряда (ток) между двумя точками. Напряжение измеряется «поперек» или «между» двумя точками. В некоторых учебниках напряжение обозначается как «Электродвижущая сила (ЭДС)». Поэтому обозначается буквой «Е». Он называется электродвижущим, потому что мотивирует поток электронов в цепи или проводнике. Мы можем использовать либо V, либо E для обозначения, но оба варианта правильны.

Запросить производство и сборку печатных плат

Напряжение = Джоули/Кулоны:

Другое определение напряжения можно объяснить с точки зрения энергии (Джоули) и заряда (Кулоны). Напряжение или разность потенциалов (P.D) можно определить как количество энергии, затраченное на 1 кулон заряда, чтобы перевести его из одной точки цепи в другую точку цепи.

Джоуль — единица энергии в системе СИ.

Ток (I):

Ток можно определить как количество заряда, протекающего из одной точки цепи в другую в единицу времени.  Международная стандартная единица (СИ)  Ампер . Течение тока можно рассматривать как аналог течения воды в трубе. Ток измеряется «через» резистор или любой другой электронный компонент. Ток обозначается буквой «I», которая происходит от слова «интенсивность» или сила тока.

Заряд: Заряд может быть положительным или отрицательным зарядом в зависимости от Направление из потока Электроны в конверте. Обычный поток заряда можно определить как заряд, выходящий из положительной клеммы аккумулятора и входящий в отрицательную клемму. Однако в концепции электронного потока электроны покидают клемму с отрицательным зарядом и входят в клемму с положительным зарядом. В обоих случаях ток будет течь, потому что этот процесс происходит очень быстро и непрерывно. Единицей заряда в СИ является «Кулон (Кл)». Один электронный заряд = Заряд электрона = 1,6×10 ^-19 С .

Один кулон (Кл) = 1 Кл заряд = 6,24×10 ¹⁸ электронов, проходящих через определенную точку цепи за 1 секунду.

Сопротивление (R):

Сопротивление — это сопротивление, создаваемое в потоке тока электронным компонентом, называемым «резистор».  Сопротивление может создаваться другими электронными компонентами, кроме резистора. Сопротивление на самом деле является препятствием или помехой, создаваемой цепью для ограничения протекания тока. Сопротивление измеряется «поперек» любых двух точек или «между» двумя клеммами в цепи. Его единицей измерения Standard International (S.I) является «Ом Ω». Популярными единицами сопротивления являются Ом, кОм, МОм.

Запросить производство и сборку печатных плат сейчас

Связь между V, I и R:

Математическая связь между этими тремя величинами является линейной. Это означает, что из 3, если мы знаем 2 величины, мы можем найти третью. В основном сопротивление является унаследованным свойством любого проводника, которое почти считается постоянным. Например, кусок провода с площадью поперечного сечения «А» и длиной «L», а его удельное сопротивление равно ρ. Сопротивление можно рассчитать как

Это показывает, что сопротивление (R) проводника/провода зависит от его длины (L) и калибра (A). Где ρ — константа (удельное сопротивление) для материала проводника, такого как медь или серебро.

Следовательно, теперь мы можем сказать, что напряжение и ток зависят друг от друга, принимая во внимание постоянное сопротивление R.

Закон Ома:

Закон Ома гласит, что величина тока (I), протекающего через любой проводник, прямо пропорциональна разности потенциалов (напряжению V) на нем при данной температуре при условии сопротивления (R) остается постоянным.

Пример-1:

Мы рассмотрим базовый пример того, что такое ток, напряжение и сопротивление. На приведенной ниже схеме мы видим, что батарея постоянного тока напрямую подключена к лампе через проводящие провода. Направление тока «условное (от + к -)».

Здесь мы можем создать три сценария. 1- В и Р известны, я неизвестен. 2- V и I знают R неизвестно 3- I и R известны, но V неизвестно.

Сценарий-1:

Предположим, что напряжение батареи составляет В = 12 В постоянного тока по показаниям «вольтметра», а лампа представляет собой нагрузку, имеющую сопротивление = 4 Ом, указанное в листе технических характеристик лампы. Теперь рассчитайте величину тока, протекающего в цепи

Запросите предложение по изготовлению и сборке печатных плат сейчас

Решение:

« нагрузка» электронное устройство или устройство который вытягивает ток из цепи и, следовательно, падает напряжение на себя и падает последовательно.

Применяя закон Ома, мы получаем

Сценарий-2 :

Допустим, напряжение батареи составляет 12 В постоянного тока, а ток в цепи, измеренный амперметром, составляет 6 ампер. Узнайте сопротивление нагрузки.

Решение:

Ток в цепи можно измерить, подключив амперметр последовательно .

Теперь снова применим закон Ома и получим результат.

Сценарий-3:

Теперь у нас есть сопротивление лампы, уже известное из паспорта производителя. R = 10 Ом, а ток измеряется амперметром и составляет 1,2 ампера. Рассчитать напряжение батареи.

Запросить производство и сборку печатных плат сейчас

Решение: Примените закон Ома.

До сих пор мы анализировали очень базовое понимание цепей постоянного тока. Где напряжение и ток были постоянными и стабильными в течение определенного периода времени. Однако цепи переменного тока не являются стабильными в течение определенного периода времени. Напряжение переменного тока и ток переменного тока изменяются с течением времени.

Заключение:

Закон Ома является основой решения любой электронной или электротехнической проблемы. Либо это маломощная электронная схема с низким напряжением, либо цепь постоянного тока, небольшие миниатюрные схемы на основе микроконтроллера, аналоговые или цифровые схемы, микровольтные или милливольтовые схемы, либо это анализ цепи большой мощности или большего напряжения, такой как выпрямители, мосты. , инверторы или любые другие электронные схемы переменного или постоянного тока, все они полностью зависят от закона Ома. Без запоминания этого фундаментального принципа электроники вы не сможете решить ни одну проблему в области электроники и электротехники.

Руководство для новичков по напряжению, току и сопротивлению

Хотите узнать больше об электричестве? Что ж, тогда вам нужно будет узнать о напряжении, токе и сопротивлении, а также о различных ролях, которые они играют в электрической цепи.

  TL;DR 
Напряжение — это измерение «давления» в электрической системе, измеряемое в вольтах.
Ток — это скорость прохождения электронов через точку, измеряемая в амперах. 
Сопротивление — это мера противодействия протеканию тока в цепи. 

Эти концепции могут быть очень сложными для понимания, поскольку напряжение, ток и сопротивление не видны человеческому глазу, но это скорее теоретические концепции, которые мы должны попытаться визуализировать.

Но все становится проще, когда вы начинаете понимать, что такое электричество. Проще говоря, электричество — это движение электронов, а поскольку движущиеся электроны создают заряд, движение электронов можно использовать для выполнения работы.

Простые устройства, такие как лампочки, и сложная электроника, такая как компьютеры и телефоны, функционируют благодаря движению электронов.

Напряжение, ток и сопротивление можно описать в терминах движения электронов. Начнем с понимания того, что такое напряжение.

1 Разница и сравнение: напряжение и ток

2 Последние мысли

3 Остались вопросы?

Разница и сравнение : Напряжение и ток

Короче говоря, напряжение — это сила «давления» в цепи. Точнее, это измерение разности потенциалов энергии между двумя точками. Ток — это измерение количества электронов, протекающих через точку цепи в секунду.

Что такое напряжение?

Понимание определения напряжения — это первый шаг к пониманию того, как работают электроприборы. В любой цепи электроны движутся от отрицательного конца к положительному концу источника.

Напряжение — это давление, с которым источник питания проталкивает электроны по цепи.

Измеряется в вольтах (единица СИ «В») как разница заряда между двумя точками цепи. На заре электричества напряжение называлось электродвижущей силой (ЭДС), поэтому напряжение представлено буквой «Е» в таких уравнениях, как закон Ома.

Напряжение названо в честь Алессандро Вольта, итальянского физика, который изобрел гальваническую батарею, которая превратилась в современную бытовую батарею.

Напряжение используется взаимозаменяемо с термином «разность потенциалов», который определяется как разность потенциальной энергии между двумя точками. Другими словами, напряжение рассматривается как мера электрического потенциала между двумя точками цепи.

Важно помнить, что разницу в энергии можно измерить только между двумя точками. Без привязки к двум точкам цепи невозможно определить напряжение.

Величина этой разницы помогает определить объем работы, которую может выполнить схема. Например, типичная батарея типа АА имеет разность потенциалов 1,5 В. Напротив, электрические розетки в домах имеют разность потенциалов 120 В.

Поскольку электрические розетки имеют более высокое «давление» движения электронов, они могут питать более крупные приборы, чем батарейки АА.

Чем полезно измерение напряжения?

Напряжение чаще всего измеряется для устранения неполадок в цепях.

Цепи строятся с основной целью подачи энергии на некоторую нагрузку. Нагрузка может быть небольшой, как бытовой прибор, или большой, как промышленная машина.

Технические специалисты понимают, как должна работать цепь, потому что напряжение и ток цепи всегда указаны на нагрузке. Если на цепи нет паспортной таблички, производители включают подробную схему цепи, чтобы помочь техническим специалистам правильно ее отремонтировать.

Цифры на паспортной табличке или в руководстве помогают техническим специалистам понять, какие показания следует ожидать от цепи. Измерение напряжения мультиметром помогает техническому специалисту объективно понять, в чем может быть проблема.

Как измерить напряжение в простой цепи?

Мультиметр или вольтметр лучше всего подходят для измерения напряжения.

1. Перед включением цифрового мультиметра (DMM) подсоедините черный провод к отрицательному разъему, а красный провод — к положительному разъему.
2. Включите цифровой мультиметр и настройте его на максимальное значение, ожидаемое от схемы. Но имейте в виду, что лучше всего установить цифровой мультиметр на максимальное значение, которое он может измерить.
3. Прикоснитесь черным проводом к точке с более низким напряжением, а красным проводом к точке с более высоким напряжением.
4. Возможно, вам придется отрегулировать переключатель диапазонов, чтобы получить максимально точные показания. Однако некоторые цифровые мультиметры имеют функцию автоматического выбора диапазона, которая избавляет вас от необходимости делать это.
5. Вы увидите показания напряжения на мультиметре.

Измерить напряжение в простых цепях очень просто. Но для измерения напряжения в более совершенных схемах необходимо понимать, какое приложено напряжение.

Точно так же, как вы можете измерить напряжение на цепи, вы также можете измерить напряжение на компоненте в цепи. Напряжение на компоненте представляет собой более низкое напряжение, которое уменьшается за счет внутреннего сопротивления указанного компонента.

С другой стороны, приложенное напряжение — это напряжение, подаваемое на компонент.

Зная эту разницу, вы сможете понять разность напряжений в разных точках цепи.

Как ток и сопротивление связаны с напряжением?

Ток и сопротивление в цепи представляют собой скорость потока электронов и трение против потока электронов в этой точке цепи соответственно.

Сила тока измеряется в Амперах (А), единица измерения, названная в честь Андре-Мари Ампера. В уравнениях ток обозначается буквой «I». ознакомьтесь с нашей подробной статьей о том, какой размер резистора для вашего светодиода.

С другой стороны, сопротивление измеряется в омах (Ом), единица, названная в честь Георга Симона Ома. Ему приписывают обнаружение взаимосвязи между напряжением, током и сопротивлением в так называемом законе Ома. В уравнениях сопротивление обозначается буквой R.

Закон Ома гласит, что ток, протекающий в данной цепи, прямо пропорционален приложенному напряжению в цепи и обратно пропорционален сопротивлению в цепи. Важно отметить, что для применения этого закона температура должна оставаться постоянной.

  Ток в амперах  =  Напряжение  (в вольтах)  Сопротивление  (в омах) 

Или

 I = V/R 

Вот как вы должны понимать это:

3 900 Напряжение в цепи увеличивается , ток в цепи также увеличится. С другой стороны, если сопротивление в цепи увеличится, ток в цепи уменьшится.

Мы можем использовать уравнение закона Ома для определения значения тока, напряжения или сопротивления, если у нас есть два других соответствующих значения.

Для решения для напряжения, уравнение закона ом может быть перестановлено, как и SO:

напряжение = Current * Сопротивление

и к решению для сопротивления, уравнение Ом.

Сопротивление = Напряжение / Ток

Заключительные мысли

вы хотите построить что-нибудь электрическое или просто понять, как работают розетки в вашем доме.

Остались вопросы?

Напишите мне в комментариях ниже, и я сделаю все возможное, чтобы помочь вам!

Быстрый вопрос, если вы читали мой пост и что-то из него узнали, пожалуйста, поделитесь им .

2.1: Закон Ома – как связаны между собой напряжение, ток и сопротивление

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

684

• Тони Р. Купхальдт
• Schweitzer Engineering Laboratories через All About Circuits
2
• 81

  Напряжение, ток и сопротивление

  Электрическая цепь образуется, когда создается проводящий путь, позволяющий свободным электронам непрерывно двигаться. Это непрерывное движение свободных электронов по проводникам цепи называется или , и его часто называют «потоком», точно так же, как течение жидкости через полую трубу.

  Сила, побуждающая электроны «течь» по цепи, называется напряжением . Напряжение — это особая мера потенциальной энергии, которая всегда является относительной между двумя точками. Когда мы говорим об определенной величине напряжения, присутствующего в цепи, мы имеем в виду измерение того, сколько потенциальной энергии существует для перемещения электронов из одной конкретной точки этой цепи в другую конкретную точку. Без ссылки на две отдельные точки  , термин «напряжение» не имеет значения.

  Свободные электроны имеют тенденцию двигаться по проводникам с некоторой степенью трения или противодействия движению. Это противодействие движению правильнее назвать сопротивлением . Величина тока в цепи зависит от величины напряжения, доступного для возбуждения электронов, а также величины сопротивления в цепи, препятствующего потоку электронов. Как и напряжение, сопротивление является величиной относительной между двумя точками. По этой причине величины напряжения и сопротивления часто указываются как находящиеся «между» или «поперек» двух точек цепи.

  Единицы измерения: вольт, ампер и ом

  Чтобы иметь возможность делать осмысленные утверждения об этих величинах в цепях, мы должны уметь описывать их величины таким же образом, как мы могли бы количественно определять массу, температуру, объем, длина или любая другая физическая величина. Для массы мы могли бы использовать единицы «килограмм» или «грамм». Для температуры мы могли бы использовать градусы Фаренгейта или градусы Цельсия. Вот стандартные единицы измерения электрического тока, напряжения и сопротивления:

  «Символ», указанный для каждой величины, представляет собой стандартную букву алфавита, используемую для представления этой величины в алгебраическом уравнении. Подобные стандартные буквы распространены в физических и инженерных дисциплинах и признаны во всем мире. «Сокращение единиц измерения» для каждой величины представляет собой алфавитный символ, используемый в качестве сокращенного обозначения для конкретной единицы измерения. И да, этот странно выглядящий символ «подкова» — заглавная греческая буква Ω, просто символ иностранный алфавит (приношу свои извинения всем греческим читателям).

  Каждая единица измерения названа в честь известного экспериментатора в области электричества: ампер в честь француза Андре М. Ампера, вольт в честь итальянца Алессандро Вольта и ом в честь немца Георга Симона Ома.

  Математический символ для каждой величины также имеет значение. «R» для сопротивления и «V» для напряжения говорят сами за себя, тогда как «I» для тока кажется немного странным. Считается, что «I» означает «интенсивность» (потока электронов), а другой символ напряжения, «E», означает «электродвижущая сила». Судя по тому исследованию, которое мне удалось провести, есть некоторые разногласия по поводу значения «я». Символы «E» и «V» по большей части взаимозаменяемы, хотя в некоторых текстах «E» резервируется для обозначения напряжения на источнике (например, аккумуляторе или генераторе), а «V» — для обозначения напряжения на чем-либо еще.

  Все эти символы обозначаются заглавными буквами, за исключением случаев, когда величина (особенно напряжение или ток) описывается в терминах короткого периода времени (называемого «мгновенным» значением). Например, напряжение батареи, стабильное в течение длительного периода времени, будет обозначаться заглавной буквой «Е», а пик напряжения удара молнии в тот момент, когда она попадает в линию электропередач, скорее всего, будет быть обозначено строчной буквой «e» (или строчной «v»), чтобы обозначить это значение как значение в один момент времени. Это же соглашение о строчных буквах верно и для текущего: строчная буква «i» представляет ток в некоторый момент времени. Однако большинство измерений постоянного тока (DC), будучи стабильными во времени, будут обозначены заглавными буквами.

  Кулон и электрический заряд

  Одной из основных единиц электрических измерений, часто изучаемой в начале курсов электроники, но редко используемой впоследствии, является единица кулон , которая является мерой электрического заряда, пропорционального количеству электронов. в неуравновешенном состоянии. Один кулон заряда равен 6 250 000 000 000 000 000 электронов. Символом количества электрического заряда является заглавная буква «Q», а единица измерения кулонов обозначается заглавной буквой «C». Так получилось, что единица потока электронов, ампер, равна 1 кулону электронов, проходящих через данную точку цепи за 1 секунду времени. В этих терминах текущий скорость движения электрического заряда через проводник.

  Как указывалось ранее, напряжение является мерой потенциальной энергии на единицу заряда , доступной для перемещения электронов из одной точки в другую. Прежде чем мы сможем точно определить, что такое «вольт», мы должны понять, как измерить эту величину, которую мы называем «потенциальной энергией». Общей метрической единицей энергии любого вида является джоулей , что равно количеству работы, выполняемой силой в 1 ньютон при движении на 1 метр (в том же направлении). В британских подразделениях это чуть меньше 3/4 фунта силы, прилагаемой на расстоянии 1 фута. Проще говоря, требуется около 1 джоуля энергии, чтобы поднять груз массой 3/4 фунта на 1 фут от земли или перетащить что-то на расстояние 1 фут, используя параллельную тяговую силу 3/4 фунта. В этих научных терминах 1 вольт равен 1 джоулю потенциальной электрической энергии на 1 кулон заряда (деленный на). Таким образом, 9вольтовая батарея высвобождает 9 джоулей энергии на каждый кулон электронов, перемещаемых по цепи.

  Эти единицы и символы для электрических величин станут очень важными для понимания, когда мы начнем исследовать отношения между ними в цепях.

  Уравнение закона Ома

  Основное открытие Ома заключалось в том, что количество электрического тока, протекающего через металлический проводник в цепи, прямо пропорционально приложенному к нему напряжению при любой заданной температуре. Ом выразил свое открытие в виде простого уравнения, описывающего взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением:

  В этом алгебраическом выражении напряжение (E) равно току (I), умноженному на сопротивление (R). Используя методы алгебры, мы можем преобразовать это уравнение в два варианта, решив для I и для R соответственно:

  Анализ простых цепей с помощью закона Ома

  Давайте посмотрим, как эти уравнения могут работать, чтобы помочь нам анализировать простые цепи:

  В приведенной выше схеме имеется только один источник напряжения (батарея слева) и только один источник сопротивления току (лампа справа). Это позволяет очень легко применять закон Ома. Если нам известны значения любых двух из трех величин (напряжение, ток и сопротивление) в этой цепи, мы можем использовать закон Ома для определения третьей.

  В этом первом примере мы рассчитаем величину тока (I) в цепи при заданных значениях напряжения (E) и сопротивления (R):

  Какова величина тока (I) в этой цепи ?

  В этом втором примере мы рассчитаем величину сопротивления (R) в цепи при заданных значениях напряжения (E) и тока (I):

  Каково предлагаемое сопротивление (R) у лампы?

  В последнем примере мы рассчитаем величину напряжения, выдаваемого батареей, при заданных значениях тока (I) и сопротивления (R):

  Какое напряжение обеспечивает батарея?

  Закон Ома — очень простой и полезный инструмент для анализа электрических цепей. Он так часто используется при изучении электричества и электроники, что серьезный студент должен запомнить его. Для тех, кто еще не освоился с алгеброй, есть хитрость, позволяющая запомнить, как решать любую одну величину, зная две другие. Сначала расположите буквы E, I и R в виде треугольника, как показано ниже:

  Если вы знаете E и I и хотите определить R, просто уберите R с картинки и посмотрите, что осталось:

  Если вы знаете E и R и хотите определить I, уберите I и посмотрите, что осталось слева:

  Наконец, если вы знаете I и R и хотите определить E, исключите E и посмотрите, что осталось:

  В конце концов, чтобы серьезно изучать электричество и электронику, вам придется хорошо знать алгебру. но этот совет может облегчить запоминание ваших первых расчетов. Если вы хорошо разбираетесь в алгебре, все, что вам нужно сделать, это запомнить E=IR и вывести из нее две другие формулы, когда они вам понадобятся!

  Обзор

  • Напряжение измеряется в вольтах , обозначаемых буквами «Е» или «В».
  • Ток измеряется в амперах , обозначается буквой «I» или «Ω».
  • Сопротивление измеряется в Ом , обозначается буквой «R» или «A».
  • Закон Ома: E = IR ; я = Э/Р; Р = Э/И

  ---

  Эта страница под заголовком 2.1: Закон Ома – Как соотносятся напряжение, ток и сопротивление распространяется в соответствии с лицензией GNU Free Documentation License 1.3 и была создана, изменена и/или курирована Тони Р. Купхалдтом (Все о цепях) через источник контент, отредактированный в соответствии со стилем и стандартами платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

  1. Наверх
  • Была ли эта статья полезной?

  1. Тип изделия

     Раздел или страница

     Автор

     Тони Р.