Разъясняем закон Ома буквально на пальцах и картинках
Belka_16
Автор:
Belka_16
15 июня 2017 14:20
Метки: Закон Ома длиннопост сопротивление фишки-мышки
100007
5
Всем, кто забыл, а по сути никогда и не понимал его, посвящается. Закон Ома – один из самых важных и часто используемых на практике, в электронике, в частности.
Источник:
Вспоминаем формулировку закона Ома: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку, и обратно пропорциональна сопротивлению.
Теперь разберем эту, не самую, на первый взгляд простую, формулировку.
Первое понятие: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку.
Это понять довольно несложно: прямая зависимость: чем выше прикладываем напряжение, тем большую получаем величину тока! Выше напряжение – сильнее ток!
Второе понятие: и обратно пропорциональна сопротивлению.
Тут тоже довольно понятно: чем выше сопротивление, тем ниже сила тока.
Формула закона Ома
Источник:
Источник:
Легко и быстро находить нужные вам значения по этой формуле помогают такие вот подсказки, основанные на “магическом треугольнике”.
А теперь – веселые картинки
Чтобы еще легче было понять, давайте рассмотрим его на знакомом примере из жизни – с водопроводной водой.
“Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку”.
Вода – это ток. Течение – сила тока, давление воды – это напряжение, а труба – это проводник. Ясно, что чем выше мы поднимем бачок, тем выше станет давление воды (напряжение) и тем сильнее станет течение воды (сила тока). Опусти мы бачок – уменьшится давление (напряжение) и соответственно, ниже станет течение (сила тока).
Теперь проверим на жизненных реалиях вторую часть формулировки закона Ома, добавим в нашу водопроводную схему понятие сопротивления. То есть нарисуем в трубе с водой заслонку.
“Сила тока на участке цепи обратно пропорциональна сопротивлению.”
Чем выше сопротивление – тем меньше сила тока, чем ниже сопротивление, тем выше сила тока. Логично.
Источник:
АНТИФИШКИ
Всё о политике в мире
Ссылки по теме:
- Машинка в подарок с помощью станка ЧПУ
- Газелькин. Не довезем, а доведем
- С меня хватит!
- Быстрый рецепт домашней шавермы
- Простой стульчик из фанеры
Метки: Закон Ома длиннопост сопротивление фишки-мышки
Новости партнёров
реклама
Закон Ома для переменного тока (90 фото)
Впервые с законом Ома большинство людей познакомились еще в школе. Этот принцип не считается базовым, однако подходит для решения множества вопросов.
Закон Ома для переменного тока – частный случай, формулы для которого легко вывести из начального принципа.
Содержание
История открытия
Назван физический принцип в честь Георга Симона Ома, немецкого ученого, родившегося в конце 18 века. С раннего детства углубленно занимаясь математикой и физикой, Георг в дальнейшем связал с техническими науками жизнь.
Ученая степень доктора философии была получена Омом в 22 года, и после он не раз занимал место заведующего кафедрой математики. Его увольняли из-за публикаций своих исследований в области физики, и долгое время после этого Георг занимался исключительно наукой, перестав откликаться на приглашения в школы и университеты. И это дало свои труды – после первой неудачной работы, приведшей к ошибочному результату, Ом смог вывести закономерность связи напряжения с силой тока и сопротивлением.
Исследования ученого отнюдь не сразу были приняты миром: лишь после того, как его выводы подтвердил на практике француз Пулье. Благодаря своему упорству и долгим годам труда, Георг был награжден медалью Копли, а его фамилия послужила названием единице измерения сопротивления и физическому принципу.
Разница между постоянным и переменным током
Создание генераторов переменного тока было важным шагом, поскольку это помогло в несколько раз уменьшить потери при передаче потребителю.
В генераторах переменного тока необходимо значительное количество витков, соединенных между собой определенным образом. Обмотка, где индуцируется напряжение, устанавливается неподвижно, а магниты, создающие магнитное поле, крутятся.
Ротор генератора запускают с помощью турбогенератора, гидрогенератора или двигателя внутреннего сгорания.
Однако разница между цепями разных видов тока гораздо меньше, чем могло показаться.
Формула закона Ома
Формула состоит из трех переменных:
- Сила тока – I
- Напряжение — U
- Сопротивление – R
I прямо пропорциональна U и обратно пропорциональна R.
В электрических контурах с постоянным током I и U не меняются.
В случае с переменным током эти две переменные непрерывно изменяются согласно законам физики.
Формула закона Ома для переменного тока
Формула остается неизменной, добавляются только реактивные элементы.
Сила тока равна частному напряжения и импеданса.
Для нахождения импеданса нужно знать не только реактивные сопротивления.
Емкостное сопротивление
Емкостное сопротивление (зависит от конденсатора) обратно пропорционально циклической частоте, умноженной на электроемкость.
Для нахождения циклической частоты необходимо знать частоту сети (обозначается буквой f). В случае постоянного тока f – 0, а емкость выражается бесконечным значением. Реактивное сопротивление отсутствует, поэтому в данном примере цепь перестанет существовать.
Основное отличие — источник напряжения. f не будет равно 0, и будет возможным найти циклическую частоту.
Циклическая частота равна произведению числа пи, частоты сигнала и двух.
Стандартная частота в России равна 50 Гц.
Для нахождения электроемкости нужно знать напряжение между обкладками конденсатора и заряд. Электроемкость равна их частному.
Емкость зависит от:
- Площади пластин
- Расстояния между пластинами
- Свойств внесенного в конденсатор диэлектрика.
Индуктивное сопротивление
Индуктивное сопротивление (зависит от катушки) равно циклической частоте, умноженной на индуктивность.
Для ее нахождения нужно знать силу магнитного потока, созданного током, и саму I. Индуктивность равна их частному.
Индуктивность зависит от:
- Размеров и формы проводника
- Количества витков катушки
- От среды, в которой она находится
Так, Z равно квадратному корню из суммы возведенного в квадрат активного сопротивления и разности индуктивного и емкостного сопротивлений.
Законы синуса и косинуса
- I = наивысшему значению силы тока, умноженному на синус (косинус) суммы произведения циклической частоты и времени и фазового сдвига.
- Частное наивысшего значения силы тока и корня из двух — действующее значением силы.
- Частное наивысшего значения напряжения и корня из двух — действующее значением напряжения.
Катушка индуктивности
Основанием индукционного сопротивления является индукционное поле, которое замедляет заряды.
Индуктивность равна произведению возведенного в квадрат количества витков, абсолютной магнитной проницаемости материала сердечника и площади сечения, разделенному на длину средней линии.
Абсолютная магнитная проницаемость материала равна относительной магнитной проницаемости, умноженной на магнитную постоянную.
Участок с конденсатором
Емкостное сопротивление обратно пропорционально произведению электроемкости и частоты сигнала. Скорость изменения заряда опережает колебания напряжения на четверть периода. Фазы сдвигаются на 90°.
Исключения из закона Ома
Данный физический принцип не является базовым, а значит, существует определенные ситуации, где его использование бессмысленно:
- Настолько высокая частота, что пренебрежение инерционностью носителей невозможно
- Низкая температура и вещества с высокой проводимостью
- Сильный нагрев проводника, вследствие – нелинейность зависимости напряжения от силы тока
- Приложение к диэлектрику высоконапряженного вещества, после чего – «пробой».
Примеры решения задач
Активное сопротивление электрической цепи, состоящей из резистора, катушки и источника питание, составляет 10 кОм. Известны электроемкость – 2 Ф и индуктивность катушки – 10 мГн. Частота сигнала – 200 Гц, а амплитудное напряжение равно 12 в. Нужно вычислить полное сопротивление.
Первым шагом нужно найти реактивное сопротивление. Для этого разобьем алгоритм на более мелкие действия, ведь нужно узнать значения емкостного и индуктивного сопротивлений.
Промежуточный результат, необходимый для дальнейших операций – циклическая частота. ( Подставляем значение, получаем 1256.
Емкостное сопротивление равно 588 Ом. Индуктивное сопротивление – округленно 1,25. Не забывайте учитывать единицы измерения.
Полное сопротивление цепи по указанной выше формуле равно 11 кОм.
Подводя итоги, отличие между постоянным и переменным током заключается в учете импеданса и частоты сигнала.
В проектировании различных моделей с использованием электрического контура, чаще всего используют именно формулы, приведенные выше, ведь любой радиокомпонент проявляет и реактивное сопротивление, а это влияет на работу всей конструкции в целом.
Важно знать базовые формулы, но еще важнее знать, что закон Ома не является базовым законом физики, как, к примеру, закон Кулона. А это значит, что в ряде ситуаций он не применяется.
Фото закона Ома для переменного тока
Автор статьи:
31 Закон Ома Стоковые векторные иллюстрации и роялти бесплатно Закон Ома Clipart
Векторная научная или образовательная диаграмма закона Ома, изолированных на белом. треугольник с напряжением (вольты), током (амперы) и сопротивлением (омы) с тремя соответствующими уравнениями.
треугольник, используемый в физикеPREMIUM
Инфографическая диаграмма закона Ома, показывающая простую электрическую цепь, включая сопротивление току, напряжению и взаимосвязь между ними, а также формулу для образования в области физики.0003
Инфографическая диаграмма закона тока Кирхгофа с примером, показывающим ток, входящий в цепь и выходящий на стыке для физического образования.
Векторная иллюстрация последовательных и параллельных цепей.PREMIUM
Векторная иллюстрация последовательных и параллельных цепей.PREMIUM
Религиозный символ мантры ом и полумесяца с цветком в стиле Менди. традиционные восточные символы для украшения помещения, поздравительные открытки, принты на одежде, спортивный инвентарь, татуировки и хна.ПРЕМИУМ
Религиозный символ мантры ом и полумесяца с цветком в стиле менди. традиционные восточные символы для украшения комнаты, поздравительные открытки, принты на одежде, спортивный инвентарь, татуировки и хна.PREMIUM
Иллюстрация простой цепи с резисторамиPREMIUM
Иллюстрация электрического тока в последовательной и параллельной цепях по сравнению с поток воды в рекахPREMIUM
Инфографическая диаграмма закона Кирхгофа с примерами, показывающими ток, входящий в цепь, выходящий на стыке, а также показывающий, как он применяется в последовательных и параллельных цепях для физического образования.
PREMIUM
Последовательные и параллельные цепи на белом фоне (полезно для базового образования и школ), векторная иллюстрацияPREMIUM
Значок электрической цепи. контур электрическая цепь вектор значок цвет плоский изолированныйPREMIUM
Иллюстрирует пример для расчета общего сопротивления разветвленной цепиPREMIUM
Серийные и параллельные цепи. последовательно соединены по одному пути, поэтому через все компоненты протекает один и тот же ток. компоненты, соединенные параллельно, соединены таким образом, что на каждый компонент подается одинаковое напряжение.PREMIUM
Значок схемы электрической цепи. контур электрической цепи схема вектор значок цвет плоский изолированныйPREMIUM
Набор из 20 простых редактируемых значков, таких как кабина, 100 подлинных, ftp, иглу, звонок консьержа, черлидинг, метаболизм, тук-тук, набор значков веб-интерфейса, pixel perfectPREMIUM
Набор из 13 прозрачные редактируемые значки, такие как самопомощь, бабуин, распределение, ом, пользователь, работодатель по выбору, многоканальный, стул, размещение заказа, пакет значков веб-интерфейса, набор прозрачностиPREMIUM
Набор из 20 простых редактируемых значков, таких как маска для сна, иглу, пользователь , баржа, история транзакций, резервное питание, начало работы, задница, пакет значков веб-интерфейса, идеальный пиксельPREMIUM
Доска с изометрическим вектором значка закона Ома.
доска со знаком закона ома. изолированный символ illustrationPREMIUM
Доска с вектором значка линии закона ома. доска со знаком закона ома. изолированный контур символ черная иллюстрацияPREMIUM
Значок схемы электрической цепи, стиль контураPREMIUM
Значок схемы электрической цепи, стиль контураPREMIUM
Иллюстрация длинной тени звезды шерифа со знаком омPREMIUM
Ом аум – значок символа для приложений и веб-сайтов.PREMIUM
Ом аум – символ индуизма. Плоская икона с бисером. ПРЕМИУМ
Набор из 9 простых редактируемых значков, таких как рок-н-ролл, бездорожье, демократическая партия, омега, дом ч, золотая рыбка, юридический, мяч для крикета, w со стрелкой, можно использовать для мобильного, вебPREMIUM
Электрический ток — это поток электронов в электрических цепяхPREMIUM
Иллюстрация сопротивления проводника в зависимости от его длины, площади поперечного сечения и материалаPREMIUM
Закон Ома — 42 Электроника
Закон Ома — 42 Электроника Эта запись в блоге о законе Ома является выдержкой из уровня A нашей программы «Введение в робототехнику».
Уровень A охватывает создание схем с использованием Raspberry Pi и написание общих команд кода на Python. Он содержит 18 уроков, в том числе более 70 видео и 45 проектов и мероприятий. Примеры уроков, а также их полный объем и последовательность для уровня А можно найти здесь.
Напряжение, ток и сопротивление в цепи математически связаны. Закон Ома можно использовать для определения напряжения, сопротивления или тока любого компонента в цепи. Если у вас есть два из трех значений, вы можете вычислить третье, используя:
В = I x R или напряжение = ток x сопротивление
Чтобы использовать формулу, убедитесь, что вы конвертируете все значения в следующие единицы:
- В для вольт
- R для Ом
- I в амперах. Примечание. Это наиболее проблемная единица измерения, так как ток часто измеряется в миллиамперах и должен быть преобразован перед использованием его в законе Ома, поэтому 10 мА станут 0,010 ампер в формуле .
Что делать, если вам нужно вычислить ток или сопротивление? Формула может быть изменена для решения следующих задач:
I = V / R или R = V / I
В будущем, когда вы будете проектировать свои собственные схемы, эта формула пригодится при выборе номинала резистора, чтобы помочь ограничить ток для электронных компонентов в вашей схеме .
Пример расчета по закону Ома
Предположим, у вас есть светодиод с напряжением Vf 2,8 В, ограничением тока 10 мА и напряжением питания 3 вольта. Формула, которую вы могли бы использовать: сопротивление равно напряжению питания минус прямое напряжение светодиода, деленное на желаемый ток в амперах.
Начните с вычитания Vf светодиода 2,8 из напряжения питания 3 и деления на 10 мА или 0,010. Это оставляет вам 0,2, деленное на 0,01, что равно 20 или 20 Ом. Это означает, что при напряжении питания 3 вольта и светодиоде с Vf 2,8 В вам понадобится резистор 20 Ом, чтобы ограничить ток через светодиод до 10 мА.
10 мА значительно ниже предела в 20 мА, однако для включения светодиодов требуется очень небольшой ток, поэтому лучше использовать его как можно меньше. Позже в этом курсе вы будете питать макетную плату с помощью Raspberry Pi. Поскольку Raspberry Pi — это небольшой компьютер, он может выдавать только ограниченное количество тока, поэтому хорошей идеей является сведение тока светодиода к минимуму.
Используйте закон Ома, чтобы определить, какой ток допустим для светодиода при использовании резистора 220 Ом и источника питания 3 В.
Используя эту формулу, 220 Ом ограничивают ток светодиода до 0,0009 ампер или 0,9 мА. Для сравнения, резистор на 20 Ом ограничит ток светодиода до 0,010 ампер или 10 мА.
Это означает, что если ваш источник напряжения может подавать только 10 мА тока, вы можете запитать один светодиод с помощью резистора на 20 Ом или 11 светодиодов с помощью резистора на 220 Ом.
Разница в яркости светодиодов между ними невелика, поэтому лучше максимально ограничить ток, особенно при питании светодиодов с помощью Raspberry Pi.
Как видно из этой фотографии, резистор 20 Ом, питающий светодиод при токе 10 мА, лишь незначительно ярче, чем резистор 220 Ом, питающий светодиод при токе 0,9 мА. Если ваше приложение не требует чрезвычайно яркого светодиода, который требует большого тока, вы обычно можете обойтись без питания светодиодов, используя очень небольшой ток.
Не волнуйтесь, если вы не совсем понимаете математику. При работе с проектами, которые вы найдете в курсе «Введение в робототехнику», или для большинства проектов, которые вы найдете в Интернете, используемый резистор уже будет указан. Скорее, цель состоит в том, чтобы вы поняли, что напряжение, ток и сопротивление связаны математически, и что это уравнение можно использовать при проектировании цепей.
Эта запись в блоге о законе Ома является выдержкой из уровня A нашей программы “Введение в робототехнику”. Уровень A охватывает создание схем с использованием Raspberry Pi и написание общих команд кода на Python.