Как формулируется закон ома для участка цепи: Закон Ома для переменного тока

Содержание

Закон Ома для переменного тока

 

 Мы с вами знаем формулировку закона Ома для цепей постоянного тока, которая гласит, что ток в такой цепи прямо пропорционален напряжению на элементе цепи и обратно пропорционален сопротивлению этого элемента постоянному току, протекающему через него.

Однако при изучении цепей переменного тока стало известно, что оказывается кроме элементов цепей с активным сопротивлением, есть элементы цепи с так называемым реактивным сопротивлением, то есть индуктивности и емкости (катушки и конденсаторы).

В цепи, содержащей только активное сопротивление, фаза тока всегда совпадает с фазой напряжения (рис 1.), т. е. сдвиг фаз тока и напряжения в цепи с чисто активным сопротивлением равен нулю.

Рисунок 1. Напряжение и ток в цепи с чисто активным сопротивлением. Сдвиг фаз между током и напряжение в цепи переменного тока с чисто активным сопротивлением всегда равен нулю

Отсюда следует, что угол между радиус-векторами тока и напряжения также равен нулю.

Тогда, падение напряжения на активном сопротивлении определяется по формуле:

  (1)

где, U-напряжение на элементе цепи,

I – ток через элемент цепи

R – активное сопротивление элемента

Формула (1) применима как для амплитудных, так и для эффективных значений тока и напряжения:

 (2)

где, Um-амплитудное значение напряжения на элементе цепи,

Im – амплитудное значение тока через элемент цепи

R – активное сопротивление элемента

В цепи, содержащей чисто реактивное сопротивление — индуктивное или емкостное, — фазы тока и напряжения сдвинуты друг относительно друга на четверть периода, причем в чисто индуктивной цепи фаза тока отстает от фазы напряжения (рис. 2), а в чисто емкостной цепи фаза тока опережает фазу напряжения (рис. 3).

Рисунок 2. Напряжение и ток в цепи с чисто индуктивным сопротивлением. Фаза тока отстает от фазы напряжения на 90 градусов.

 

Рисунок 3. Напряжение и ток в цепи с чисто емкостным сопротивлением. Фаза тока опережает фазу напряжения на угол 90 градусов.

Отсюда следует, что в чисто реактивной цепи угол между радиус-векторами тока и напряжения всегда равен 90°, причем в чисто индуктивной цепи радиус-вектор тока при вращении движется позади радиус-вектора напряжения, а в чисто емкостной цепи он движется впереди радиус-вектора напряжения.

Падения напряжения на индуктивном и емкостном сопротивлениях определяются соответственно по формулам:

 
 (3)
 

 (4)

где — UL-падение напряжение на чисто индуктивном сопротивлении ;

UС—падение напряжения на чисто емкостном сопротивлении;

I— значение тока в через реактивное сопротивление;

L— индуктивность реактивного элемента;

C— емкость реактивного элемента;

ω— циклическая частота.

Эти формулы применимы как для амплитудных, так и для эффективных значений тока и напряжения синусоидальной формы. Однако здесь следует отметить, что они ни в коем случае не применимы для мгновенных значений тока и напряжения, а также и для несинусоидальных токов.

Приведенные выше формулы являются частными случаями закона Ома для переменного тока.

Следовательно, полный закон Ома для переменного тока будет иметь вид:

(5)

Где Z – полное сопротивление цепи переменного тока.

Теперь остается только вычистислить полное сопротивление цепи, а оно зависит непосредсвенно от какие активные и реактивные элементы присутсвуют в цепи и как они соединены.

Закон Ома для различных типовых цепей переменного тока

Давайте выясним, как будет выглядеть закон Ома для цепи переменного тока, состоящей из активного и индуктивного сопротивлений, соединенных последовательно (рис. 4.)

Рисунок 4. Цепь переменного тока с последовательным соединением активного и индуктивного сопротивления.

Закон Ома для переменного синусоидального тока в случае последовательного соединения активного и индуктивного сопротивлений выражается следующей формулой:

 

(6)

где —эффективное значение силы тока в А;

U—эффективное значение напряжения в В;

R—активное сопротивление в Ом;

ωL—индуктивное сопротивление в ом.

Формула (6) будет также действительной, если в нее подставить амплитудные значения тока и напряжения.

В цепи, изображенной на рис. 5, соединены последовательно активное и емкостное сопротивления.

Рисунок 5. Цепь переменного тока с последовательным соединением активного и емкосного сопротивления.

А закон Ома для такой цепи принимает вид:

(7)

В общем случае, когда цепь содержит все три вида сопротивлений (рис. 6),

Рисунок 6. Цепь переменного тока с последовательным соединением активного, индуктивного и емкосного сопротивления.

Закон Ома при последовательном соединении активного, индуктивного и емкостного сопротивлений будет выглядеть так:

(8)

где I-сила тока в А;

U-напряжение в В;

R-активное сопротивление в Ом;

ωL-индуктивное сопротивление в Ом;

1/ωС-емкостное сопротивление в Ом.

Формула (8) верна только для эффективных и амплитудных значений синусоидального тока и напряжения.

Для того, что бы определить ток в цепях с параллельным соединением элементов (рисунок 7), то необходимо так же вычислить полное сопротивление цепи, как это делать можно прсмотреть здесь, зтем подставить значение полного сопротивления в общую формулу для закона Ома (5).

Рисунок 7. Полное сопротивление цепи при параллельном соединении активного и реактивных элементов. а) – параллельное соединение R и L; б) – параллельное соединение R и C.

 

Тоже самое касается и вычисления тока в колебательном контуре изображенном на рисунке 8.

Рисунок 8. Эквивалентная схема колебательного контура.

 

Таким образом закон Ома для переменного тока можно сформулировать следующим образом.

Значение тока в цепи переменного тока прямо пропорционально напряжению в цепи (или на участке цепи) и обратно пропорционально полному сопротивлению цепи (участка цепи)

 

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Похожие материалы:

Добавить комментарий

Закон Ома для участка цепи с ЭДС

Для однозначного определения потенциала любой точки электрической цепи необходимо задать (произвольно) потенциал какой-нибудь одной точки. Выберем для схемы, представленной на рис. 1.7, а, . По определению потенциал точки 3 больше φ2 на значение ЭДС:



Ток I во внешней части простейшей электрической цепи, а в общем случае в любом пассивном элементе цепи, а значит, и схемы, направлен, как указывалось, от точки с более высоким потенциалом (3) к точке с более низким (1). Поэтому потенциал φ3 больше потенциала φ1:

Из (1.9) и (1.10) имеем

Аналогично можно написать формулу для тока участка сложной электрической схемы, состоящего из любого числа последовательно соединенных источников, представленных схемами замещения на рис. 1.7, и приемников при заданной разности потенциалов на концах этого участка (рис. 1.9). Ток I на участке схемы, содержащем источники ЭДС, может быть направлен от точки а к точке b или наоборот. Если направление тока заранее не известно, то для составления выражений, подобных (1.11), нужно выбрать направление тока произвольно. Такое произвольно выбранное направление тока условились называть положительным направлением и обозначать (как и выше действительное направление) стрелкой с просветом или отмечать индексами у буквы I.
Если принять за положительное направление тока I направление от точки а к точке b, то потенциал φb определяется через потенциал φa выражением

Из этого равенства следует

где — суммарное сопротивление участка схемы; — разность потенциалов или напряжение между выводами рассматриваемого участка, взятые по выбранному направлению тока;
— алгебраическая сумма ЭДС, действующих на том же участке, причем каждая ЭДС, направление действия которой совпадает с положительным направлением тока, записывается с положительным знаком, а в противном случае — с отрицательным.
Формула (1.12а) представляет собой закон Ома для участка цепи (схемы) с ЭДС (обобщенный закон Ома).
Если в результате расчета по (1.12а) для тока получается отрицательное значение, то это значит, что действительное направление тока не совпадает с выбранным положительным направлением (противоположно произвольно выбранному направлению).
Для напряжения между любыми точками цепи также может быть произвольно выбрано положительное направление. Положительное направление напряжения указывается индексами у буквы U или обозначается на схемах стрелкой, которую, например, для напряжения будем в дальнейшем ставить от точки а к точке b. Таким образом, напряжение, как и ток, при расчетах надо рассматривать как алгебраическую величину.
Для ЭДС источников напряжения и токов источников тока, если их действительные направления не известны, также выбираются произвольные положительные направления, которые указывают двойными индексами или обозначают стрелками.
На участках схемы с пассивными элементами положительные направления напряжения и тока будем всегда выбирать совпадающими. В этом случае отдельную стрелку для напряжения можно и не ставить.

Закон Ома для участка цепи

Тип урока: Комбинированный.

Вид урока: Изучение нового материала.

Цели урока:

Образовательная: установить зависимость между силой тока, напряжением на однородном участке электрической цепи и сопротивлением этого участка.

Развивающая:

  • развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов;
  • продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач.

Воспитательная: развивать познавательный интерес к предмету, тренировка рационального метода запоминания формул.

Задачи урока.

  • Усвоить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется;
  • Усвоить, что сила в участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению, если при этом напряжение остается постоянным;
  • Знать закон Ома для участка цепи;
  • Уметь определять силу тока; напряжения по графику зависимости между этими величинами и по нему же – сопротивление проводника;
  • Уметь наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты демонстрационного эксперимента;
  • Уметь применять закон Ома для участка цепи при решении задач;
  • Отрабатывать навыки проверки размерности;
  • Отрабатывать навыки соотношения полученных результатов с реальными значениями величин.

Оборудование.

Демонстрационные амперметр и вольтметр, источник тока В-24, ключ, соединительные провода, демонстрационный магазин сопротивления, ТСО, экран, магнитная доска, магниты, портрет Ома, таблицы с формулами.

Ход урока

1. Организационный момент.

Учитель: Здравствуйте, садитесь (дежурный, отсутствующие).

2. Этап актуализации знаний.

С целью проверки качества усвоения знаний проводится дидактическая игра “Проверь себя!”. Игра состоит из двух частей. В первой части работы дети выбирают обозначение, формулу, единицы измерения, прибор для измерения одной из основных характеристик тока. Во второй части учащиеся заполняют пропуски в таблице. Класс делится на три варианта. Каждому варианту дается определенное задание. Оценивание работ проводится методом взаимопроверки.

3. Мотивационный этап.

На предыдущих занятиях мы рассмотрели три величины, с которыми мы имеем дело в любой электрической цепи, – это … (Сила тока, напряжение и сопротивление). Но в жизни и на практике недостаточно знать в отдельности физические величины, характеризующие электрические цепи, их надо рассматривать во взаимозависимости. Вот взаимозависимость мы и будем раскрывать сегодня на уроке.

Запишите тему нашего урока: “Закон Ома для участка цепи”.

О значении исследований Георга Ома точно сказал профессор физики Мюнхенского университета Ломмель Эуген Корнелиус Йозеф при открытии памятника ученому в 1895 году “Открытие Ома было ярким факелом, осветившим ту область электричества, которая до него была окутана мраком. Ом указал единственно правильный путь через непроходимый лес непонятных фактов. Замечательные успехи в развитии электротехники, за которыми мы с удивлением наблюдали в последние десятилетия, могли быть достигнуты только на основе открытия Ома. Лишь тот в состоянии господствовать над силами природы и управлять ими, кто сумеет разгадать законы природы. Ом вырвал у природы так долго скрываемую тайну и передал ее в руки современников”.

Вопрос: Какую так долго скрываемую тайну Ом вырвал у природы и передал ее в руки современников? Давайте же выясним это.

4. Этап изучения нового материала.

На сегодняшнем уроке нам необходимо решить следующую задачу: выяснить, как зависит сила тока на участке цепи от приложенного напряжения и величины сопротивления одновременно. Это является главной целью нашего урока.

Итак, работу на сегодняшнем уроке будем проводить по этапам.

1) Сначала установим зависимость силы тока от напряжения, запишем математически эту зависимость и проверим на опыте.

2) Установим зависимости между силой тока и сопротивлением, при постоянном напряжении; запишем результаты в таблицу, сделаем вывод о характере этой зависимости.

3) Сделаем общий вывод о том, как зависит сила тока одновременно от напряжения и сопротивления, т.е. решим основную задачу урока.

Этапы:

1. Установим зависимость силы тока от напряжения на опыте.

а) На демонстрационной доске собрана цепь: источник тока, реостат, амперметр, резистор, вольтметр, ключ.

б) Чертим схему цепи на доске.

в) Включаю цепь. Вольтметр показывает 2В. Какую силу тока показывает амперметр? 0,4А.

Увеличиваю напряжение до – 3В. Изменились ли показания амперметра? Да, сила тока в цепи 0,6А.

Увеличиваю напряжение до – 4В. Как изменилась сила тока? Увеличилась, сила тока в цепи 0,8А.

Запишем полученные результаты в таблицу и начертим график:

U, В

I, А

0,4А

0,6А

0,8А

Увеличивается напряжение, сила тока тоже увеличивается – I U.

Изменилось ли сопротивление проводника? Нет, оно постоянно: R= cons t.

Вывод 1. При R=const, I ~ U.

2.

Установим зависимость между силой тока и сопротивлением.

а) Подумайте и скажите: будет ли одинаковой сила тока в проводнике с большим сопротивлением и в проводнике с маленьким сопротивлением? Сила тока будет разная. А в каком случае сила тока будет меньше? Где больше R.

б) Итак, давайте убедимся в этом на опыте. На столе собрана цепь: источник тока, магазин сопротивлений, амперметр, вольтметр, ключ.

б) Чертим схему цепи на доске.

в) Установим зависимость между I и R, при U=const. Начертим таблицу в тетрадь и будем ее заполнять по ходу опыта.

U, В

R, Ом

4Ом

2Ом

1Ом

I, А

Сейчас общее сопротивление составляет 4 Ом, подано напряжение 5В. Какой ток в цепи? I = 1 А

Уменьшаем сопротивление до 2 Ом, не меняя напряжение, какой ток в цепи сейчас? I = 2 А. Теперь сопротивление равно1 Ом, напряжение по прежнему не меняем. Как изменилась сила тока? I = 4 А

Итак, глядя на таблицу, что можно сказать о зависимости между силой тока и сопротивлением? Начертим график.

Вывод 2: При U= const I 1/R

3.

Сделаем общий вывод о том, как зависит сила тока I одновременно от U и R.

Мы уже знаем две зависимости. И теперь мы объединим эти зависимости в одну формулу. Мы получим с вами один из основных законов электрического тока, который называется законом Ома:

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

“Ом вырвал у природы так долго скрываемую тайну и передал ее в руки современников” в 1827 году. Ему было 38 лет.

Пользуясь этим законом, мы можем рассчитать силу тока, зная напряжение и сопротивление, то есть, зная две величины, мы всегда можем найти третью.

5. Этап применения нового знания

Итак, ребята, между какими величинами устанавливает зависимость закон Ома?

  • между силой тока, напряжением и сопротивлением.

Как зависит сила тока от напряжения?

  • Прямо пропорционально.

Как зависит сила тока от сопротивления?

  • обратно пропорционально.

Как формулируется закон Ома?

Давайте решим задачи:

  • на графики зависимости;
  • комбинированная задача.

1.

2. 

6. Первичная проверка полученных знаний

С целью проверки усвоения первичных знаний используются две задачи. Класс делится на два варианта. На доске высвечиваются условия задач. Проверка производится методом взаимопроверки.

7. Домашнее задание:

1. §§43, 44. Прочитать;

2. Упр. 20 (1, 2, 3) стр.88; Упр. 21 (2, 4, 6, 7) стр. 91.

3. Подготовить историческую справку об ученых, чьи имена очень тесно связаны с законом Ома.

Литература:

  • А.В. Пёрышкин //Учебник для образовательных учреждений//Физика 8 класс//Москва, Дрофа, 2004.
  • А.В. Усова//Самостоятельная работа учащихся по физике в средней школе//Москва, Просвещение, 1981.
  • Р.Д. Минькова, Е.Н. Панаиоти//Теоритическое и поурочное планирование по физике//Москва, Экзамен, 2004.
  • Л.И. Резников//Графический метод в преподавании физики//Учпедгиз//1960.
  • В.П. Орехова, А.В. Усова//Преподавание физики//Москва, Просвещение, 1998.
  • М.Е. Тульчинский. Качественные задачи по физике в 6 – 7 классах. Пособие для учителей. – М.:Просвещение, 1976. – 127 с.
  • http://scilib.narod.ru/Technics/Ilyin_1953/Ilyin1953.htm
  • http://rumahkimia.wordpress.com
  • http://nauka.relis.ru/40/0103/hitr-2.GIF
  • http://tvnovotech.ru/elka72/news.php?post=389
  • http://diod.ucoz.ru/load
  • http://www.edu.delfa.net/Interest/biography/l/lommel.htm
  • Презентация

    Закон ома для участка цепи

    Закон Ома для участка цепи

    Образовательная цель

    Формирование представлений о зависимости силы тока от напряжения на участке цепи и его сопротивления; механизме протекающих при этом процессов в проводнике под действием сил электрического поля.

    Развивающая цель

    Развивать умение наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов; продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач.

    Воспитательная цель

    Развивать познавательный интерес к предмету, тренировка рационального метода запоминания формул; показать роль физического эксперимента и физической теории в изучении физических явлений.

    Тип урока

    Изложение нового материала.

    Вид урока

    Беседа, рассказ.

    Оборудование

    Демонстрационные амперметр и вольтметр, источник тока В-24, ключ, соединительные провода.

    Задачи урока:

    1. усвоить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется;

    1. усвоить, что сила тока на участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению, если при этом напряжение остается постоянным;

    1. знать закон Ома для участка цепи;

    1. уметь наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты демонстрационного эксперимента;

    1. уметь определять силу тока, напряжения по графику зависимости между этими величинами и по нему же – сопротивление проводника;

    1. уметь применять закон Ома для участка цепи при решении задач.

    План урока:

    Этапы урока

    Деятельность учителя

    Деятельность ученика

    1. Организационный момент.

    Сообщение плана работы на уроке

    2. Актуализация знаний.

    Опрос учащихся

    3. Изложение нового материала.

    Просмотр медиа-лекции

    Внимательно смотрят

    Установление зависимости между I, U, R.

    Слушают учителя

    Демонстрация опытов, заполнение таблиц.

    Наблюдают и делают выводы.

    Общий вывод закона

    Записывают в тетради

    4. Закрепление.

    Решение задачи

    Записывают в тетрадь

    5. Подведение итога урока.

    Беседа с учащимися

    6. Домашнее задание.

    7. Предложение и замечания по уроку.

    На предыдущем уроке вы познакомились с физическими величинами: сила тока, напряжение, сопротивление. Давайте дадим небольшую характеристику каждой из этих величин по плану:

    1. Назвать величину, определение.

    2. Что характеризует величина?

    3. Как обозначается?

    4. В каких единицах измеряется?

    Три ученика выходят к доске и вытягивают название величины и дают их характеристики:

    1. Напряжение.

    2. Характеризует электрическое поле.

    3. U

    4. вольт.

    1. Сила тока.

    2. Характеризует электрический ток в проводнике.

    3. I

    4. ампер.

    1. Сопротивление.

    2. Характеризует сам проводник.

    3. R

    4. Ом.

    Итак, ребята, скажите какие физические величины определяют электрический ток в цепи?

    Сила тока, напряжение, сопротивление.

    Скажите, существует ли зависимость между силой тока и напряжением?

    Как она называется?

    Прямо пропорциональная.

    Правильно.

    На сегодняшнем уроке нам необходимо решить следующую задачу:

    выяснить, как зависит сила тока на участке цепи от приложенного напряжения и величины сопротивления одновременно. Это является главной целью нашего урока.

    Итак, работу на сегодняшнем уроке будем проводить по этапам.

    Сначала установим зависимость силы тока от напряжения, запишем математически эту зависимость и проверим на опыте.

    Второй этап будет состоять в установлении зависимости между силой тока т сопротивлением, при постоянном напряжении; запишем результаты в таблицу, сделаем вывод о характере этой зависимости.

    На третьем этапе мы совместно сделаем общий вывод о том, как зависит сила тока одновременно от напряжения и сопротивления, т.е. решим основную задачу урока.

    Ребята, зависимость силы тока от напряжения и сопротивления, с которой мы сегодня познакомимся, была впервые установлена немецким ученым Георгом Омом в 1827 году, и поэтому носит название закона Ома для участка цепи.

    Откройте тетради и запишите тему урока: «Закон Ома для участка цепи».

    Включить медиа-лекцию.

    Давайте с вами посмотрим, как же все-таки устанавливается эта зависимость между I, U и R.

    Итак, сила тока прямо пропорциональна напряжению. А так ли это?

    Убедимся в этом на опыте.

    На демонстрационной доске собрана цепь:

    вольтметр

    сопротивление

    ключ

    источник тока

    Подаю напряжение на концы проводника 4В. Какую силу тока показывает амперметр? 0,4А.

    Я увеличу напряжение до– 6В.

    Изменились ли показания амперметра?

    Да, сила тока в цепи 0,6А.

    Т.е. увеличивая напряжение, сила тока тоже увеличилась .

    Запишем полученные результаты в таблице.

    Вывод: I ~ U.

    А что мы можем сказать о сопротивлении проводника. Изменилась оно или нет?

    Нет, оно постоянно:

    R= cons t.

    Итак, экспериментально мы доказали, что I ~ U, при R=cons t.

    Теперь перейдем ко второму этапу наших рассуждений, т.е. установим зависимость между силой тока и сопротивлением.

    Ребята, подумайте и скажите: будет ли одинаковой сила тока в проводнике с большим сопротивлением и в проводнике с маленьким сопротивлением?

    Конечно, сила тока будет разная.

    А в каком случае сила тока будет меньше?

    Где больше R.

    Итак, давайте убедимся в этом на опыте. Так как в этом случае мы будем устанавливать зависимость между I и R, то U=const. Начертим таблицу в тетрадь и будем ее заполнять по ходу опыта.

    U, В

    I, А

    R, Ом

    4

    10

    0,4

    4

    5

    0,8

    Сейчас в цепь включен проводник сопротивлением 0,4 Ом, подано напряжение 4В. Какой ток в цепи?

    10 А

    Увеличим сопротивление в 2 раза, не меняя напряжение, какой ток в цепи сейчас?

    5 А

    Итак, глядя на таблицу, что можно сказать о зависимости между силой тока и сопротивлением?

    Эта зависимость обратно пропорциональная.

    Вывод: I ~ 1/R

    Итак, вот мы и подошли к третьему этапу.

    Здесь мы должны сделать общий вывод о том, как зависит сила тока одновременно от U и R.

    Мы уже знаем две зависимости. И теперь мы объединим эти зависимости в одну формулу. Мы получим с вами один из основных законов электрического тока, который называется законом Ома:

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

    Пользуясь этим законом, мы можем рассчитать силу тока, зная напряжение и сопротивление, то есть, зная две величины мы всегда можем найти третью.

    Итак, ребята, между какими величинами устанавливает зависимость закон Ома?

    Как зависит сила тока от напряжения?

    Как зависит сила тока от сопротивления?

    Как формулируется закон Ома?

    И в заключении нашего урока давайте решим такую задачу.

    Н

    I, A

    а графике изображены зависимости силы тока от напряжения для проводников А и В. какой из этих проводников обладает большим сопротивлением?

    У проводника В при U=6B, I=1A.

    У проводника А при U=6B, I=3A.

    По закону Ома, чем больше сила тока, тем меньше сопротивление. Следовательно, проводник В обладает большим сопротивлением.

    Ребята, что сегодня вы узнали на уроке?

    Домашнее задание:

    Закон Ома – презентация онлайн

    2. Георг Ом

    Да, электричество – мой
    задушевный друг,
    Согреет, развлечет,
    прибавит света.
    Опыты, проведенные Омом показали, что сила
    тока, напряжение и сопротивление – величины,
    связанные между собой.

    3. Повторение

    движущиеся
    заряженные частицы
    Ампер
    Вольт
    Электрический ток создают
    Единица силы тока
    Единица напряжения
    Единица сопротивления
    Ом
    Формула Закона Ома для участка цепи
    I=U/R
    Сила тока измеряется по формуле
    I = q/ t
    Прибор для измерения силы тока
    Амперметр
    Прибор для измерения напряжения
    Вольтметр
    Прибор, сопротивление которого
    можно регулировать
    Реостат
    последовательно
    Амперметр включается в цепь
    Формула нахождения сопротивления
    За направление тока принято
    направление движения
    R=ρl/S
    положительно заряженных
    частиц
    При последовательном соединении
    проводников общее сопротивление цепи равно
    При параллельном соединении проводников
    сила тока в цепи…
    При параллельном соединении
    проводников напряжение в цепи…
    С изменением напряжения или силы
    тока в цепи сопротивление…
    Сумме всех
    сопротивлений
    Равна сумме
    токов
    Одинаково на
    каждом
    проводнике
    Не меняется
    1.
    Вычислите силу тока в спирали электрической
    плитки, включенной в сеть с напряжением 220В,
    если сопротивление спирали равно 100 Ом.
    2. Сила тока , проходящая через нить лампы 0,3 А,
    напряжение лампы 6 В. Какое электрическое
    сопротивление нити лампы?
    3. Сила тока в цепи 2 А, сопротивление резистора 110
    Ом. Чему равно напряжение в цепи?

    7. Актуализация знаний.

    1. Почему раньше удлинитель исправно работал, а
    Актуализация знаний.
    тут вдруг загорелся?
    2. Какое явление произошло?
    3. Какой закон необходимо исследовать для
    теоретического объяснения данного явления?

    8. Вывод 1:Закон Ома для участка цепи:

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

    9. Вольт-амперная характеристика проводника

    График, выражающий зависимость
    силы тока от напряжения, называется
    вольт-амперной характеристикой
    проводника.

    10. Вывод 2:Закон Ома для полной цепи:

    • Закон Ома для участка цепи
    рассматривает только данный участок
    цепи, а закон Ома для полной цепи
    рассматривает полное сопротивление всей
    цепи.
    • Оба закона Ома показывают зависимость
    силы тока от сопротивления – чем больше
    сопротивление, тем меньше сила тока и
    наоборот.

    11. Закон Ома для полной цепи

    Я брал куски цилиндрической проволоки произвольной
    длины из различных материалов и помещал их
    поочередно в цепь…
    Георг Ом
    …открытие Ома было скептически воспринято в научных
    кругах. Это отразилось и на развитии науки – скажем, законы
    распределения токов в разветвленных цепях были выведены
    Г. Кирхгофом лишь двадцать лет спустя, – и на научной
    карьере Ома
    Вопрос
    1. Какие величины
    связывает закон Ома?
    2. Как формулируется
    закон Ома?
    3. Напишите формулу
    закон Ома
    4. Напишите единицы
    измерения
    5. Вывод
    Закон Ома для
    участка цепи
    Закон Ома для
    полной цепи
    Любые неэлектростатические силы, действующие на заряженные
    частицы, принято называть сторонними силами. Т.о. на заряды
    внутри источника, помимо кулоновских, действуют сторонние силы
    и осуществляют перенос заряженных частиц против кулоновских.


    +
    А


    е
    е

    Fст

    В
    Силы электростатического
    происхождения не могут
    создать и поддерживать на
    концах проводника
    постоянную разность
    потенциалов
    (электростатические силы
    – консервативные силы)
    происхождения, способные поддерживать разность
    потенциалов на концах проводника

    16. Закон Ома для полной цепи

    Сила тока (А)
    I
    Сопротивление
    нагрузки (Ом)
    R r
    Сила тока в цепи прямо
    пропорциональна электродвижущей силе
    источника тока и обратно
    пропорциональна сумме электрических
    сопротивлений внешнего и внутреннего
    участков цепи.
    ЭДСэлектродвижущая
    сила источника тока
    (В)
    Внутреннее
    сопротивление
    источника тока
    (Ом)

    17. Если на участке цепи не действует ЭДС (нет источника тока)

    U=φ1-φ2
    Если концы участка, содержащего источник тока, соединить,
    то их потенциал станет одинаков
    U=ε
    В замкнутой цепи напряжение на внешнем и внутреннем ее
    участках равно ЭДС источника тока
    ε=Uвнеш+Uвнутр

    18. Короткое замыкание

    При коротком замыкании R → 0,
    сила тока
    I
    R r
    I кз
    r

    19. Вычислите токи короткого замыкания

    Источник тока
    Гальванический
    элемент
    Аккумулятор
    Осветительные
    сети
    ε,В
    r, Ом
    Iк.з., А
    1,5
    1
    1,5
    6
    0,01
    600
    100
    0,001
    100 000

    20. Виды предохранителей


    Плавкие
    Автоматические
    Сетевые фильтры
    Щитки автоматические
    Щиток автоматический

    21. Решение задач:

    №1 Гальванический элемент с ЭДС E = 5,0 В и
    внутренним сопротивлением r = 0,2 Ом замкнут на
    проводник сопротивлением R = 40,0 Ом. Чему равно
    напряжение U на этом проводнике?
    №2 К аккумулятору с ЭДС 12 В
    и внутренним сопротивлением r =0,5 Ом,
    подключили лампочку сопротивлением R=100 Ом.
    Определить силу тока в цепи.
    №3 Определить ЭДС источника тока с внутренним
    сопротивлением r = 0,3 Ом, если при подключении
    к клеммам источника тока параллельно соединенных
    резисторов R1=10 Ом и R2=6 Ом сила тока в цепи:
    I=3 A.

    22. Решение задач:

    №1 Гальванический элемент с ЭДС E = 5,0 В и
    внутренним сопротивлением r = 0,2 Ом замкнут на
    проводник сопротивлением R = 40,0 Ом. Чему равно
    напряжение U на этом проводнике?
    Ответ: U = 4,97 В.
    №2 К аккумулятору с ЭДС 12 В
    и внутренним сопротивлением r =0,5 Ом,
    подключили лампочку сопротивлением R=100 Ом.
    Определить силу тока в цепи.
    Ответ: 0,119 А
    №3 Определить ЭДС источника тока с внутренним
    сопротивлением r = 0,3 Ом, если при подключении
    к клеммам источника тока параллельно соединенных
    резисторов R1=10 Ом и R2=6 Ом сила тока в цепи:
    I=3 A.
    Ответ: 12,15В

    23. Проведите аналогию

    I
    R r
    U
    I
    R

    24. Тест

    • 1 Формула выражающая закон Ома для замкнутой
    цепи записывается как:
    а) I=U/R
    б) I
    в)
    I
    R r
    R r 2
    г) I
    R r

    25. Тест

    2.Ток короткого
    формуле:
    U
    Ik
    R
    а)
    б)
    Ik r
    в)
    Ik
    г)
    U
    Ik
    r
    r
    замыкания
    можно
    рассчитать
    по

    26. Тест (готовимся к ЕГЭ)

    3.ЭДС аккумулятора с внутренним
    сопротивлением r =0,2 Ом, при
    подключении к нему сопротивления
    R=5 Ом равно…
    По цепи протекает ток I=1,5 A.
    А) 3 В
    Б) 12В
    В) 7,8 В
    Г) 12,2В

    27. Тест (готовимся к ЕГЭ)

    4.Какое внутреннее сопротивление имеет источник
    тока с ЭДС 12 В, если при замыкании его
    параллельно соединенными резисторами R 13
    1
    Ом и R 7 Ом в цепи протекает ток I=2 A.
    2
    А) 26 Ом
    Б) 1,45 Ом
    В) 12 Ом
    Г) 2,45 Ом

    28. Рефлексия

    А. Мне все понравилось. Я все понял
    Б. Мне понравилось, но я не все понял
    В. Все как всегда, ничего необычного
    Г. Мне не понравилось

    29. Домашнее задание

    § 107-108 читать,упр 19 №5,6.
    Задача (на дом):
    При подключении лампочки к батарее
    элементов с ЭДС 4,5 В вольтметр
    показал напряжение на лампочке 4 В, а
    амперметр – силу тока 0,25 А. Каково
    внутреннее сопротивление батареи?
    Спасибо за урок!

    30. Характеристики источника тока

    31. Роль источника тока

    Чтобы электрический ток в проводнике не
    прекращался, необходимо использовать
    устройство, которое переносило бы заряды
    от одного тела к другому в направлении,
    противоположном
    тому,
    в
    котором
    переносятся заряды электрическим полем. В
    качестве такого устройства используют
    источник тока.

    32. Источники электрического тока

    Источник тока – это устройство, в котором происходит преобразование
    какого-либо вида энергии в электрическую энергию.
    Существуют различные виды источников тока:
    Механический источник тока
    – механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.
    К ним относятся : электрофорная машина (диски машины приводятся во
    вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток
    о
    диски
    на
    кондукторах
    машины
    накапливаются
    заряды
    противоположного знака), динамо-машина, генераторы.
    Тепловой источник тока
    – внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию.
    Например, термоэлемент – две проволоки из разных металлов
    необходимо спаять с одного края, затем нагреть место спая, тогда
    между другими концами этих проволок появится напряжение.
    Применяются
    в
    термодатчиках
    и
    на
    геотермальных
    электростанциях.
    Световой источник тока
    – энергия света преобразуется в электрическую энергию.
    Например, фотоэлемент – при освещении некоторых полупроводников
    световая энергия превращается в электрическую. Из фотоэлементов
    составлены солнечные батареи.
    Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах,
    видеокамерах.
    Химический источник тока
    – в результате химических реакций внутренняя энергия преобразуется в
    электрическую.
    Например, гальванический элемент – в цинковый сосуд вставлен угольный
    стержень. Стержень помещен в полотняный мешочек, наполненный смесью
    оксида марганца с углем. В элементе используют клейстер из муки на
    растворе нашатыря. При взаимодействии нашатыря с цинком, цинк
    приобретает отрицательный заряд, а угольный стержень – положительный
    заряд. Между заряженным стержнем и цинковым сосудом возникает
    электрическое поле. В таком источнике тока уголь является положительным
    электродом, а цинковый сосуд – отрицательным электродом.
    Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.
    Источники тока на основе гальванических элементов применяются в
    бытовых автономных электроприборах, источниках бесперебойного
    питания.
    Аккумуляторы – в автомобилях, электромобилях, сотовых телефонах.

    Георг Ом – MagLab

    Георг Симон Ом имел скромные корни и боролся в финансовом отношении на протяжении большей части своей жизни, но сегодня немецкий физик хорошо известен своей формулировкой закона, называемого законом Ома, описывающего математическую связь между электрическим током, сопротивлением и напряжением.

    Закон

    Ома гласит, что постоянный ток ( I ), протекающий через материал с заданным сопротивлением, прямо пропорционален приложенному напряжению ( В, ) и обратно пропорционален сопротивлению ( R ).Закон обычно выражается как I = V / R . Большинство материалов, но не все, подчиняются закону Ома. Те, которые этого не делают, обычно описываются как безомные проводники . В слегка измененной форме закон Ома может быть распространен на цепи переменного тока, а также на магнитные цепи.

    Ом родился 16 марта 1789 года в Эрлангене, Бавария (ныне часть Германии), сын слесаря. Первоначально он получил образование у своего отца, который обладал значительными знаниями по множеству предметов, несмотря на отсутствие у него формального образования, а затем поступил в гимназию Эрлангена.К тому времени, когда он начал учиться в Университете Эрлангена в 1805 году, Ом обладал прекрасным пониманием высшей математики. Однако он не уделял достаточно времени своему образованию, чтобы доставить удовольствие отцу, предпочитая принимать участие в различных развлечениях, а не заниматься своими книгами. Из-за отцовского недовольства Ом бросил школу после трех семестров и переехал в Швейцарию, где стал учителем математики.

    Ом больше не учился в университете, но в свободное время изучал труды выдающихся математиков.В 1809 году он решил оставить свой преподавательский пост и заняться частным репетитором, продолжая при этом свое собственное обучение. В конце концов он повторно поступил в Университет Эрлангена, получив докторскую степень через год. После выпуска Ом начал читать лекции в своей альма-матер. Но он был недоволен должностью, которая плохо оплачивалась, так как он будет занимать большинство преподавательских должностей, которые он занимал на протяжении всей своей жизни. Он ушел в отставку через несколько семестров и занял другую должность в Бамберге.

    Пытаясь улучшить свои перспективы, Ом написал учебник по геометрии и начал экспериментальную работу, которая, как он надеялся, приведет к созданию трактатов, которые можно будет опубликовать.Положительный прием текста геометрии привел к тому, что ему предложили преподавать в школе в Кельне. Физическая лаборатория там предоставила Ому пространство и инструменты, необходимые для проведения исследований электричества и магнетизма, явлений, которые интенсивно исследовались в начале 1820-х годов после открытия Гансом Кристианом Эрстедом их взаимосвязи. Работа Ома в конечном итоге привела к его публикации Die galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet (Гальваническая цепь, исследованная математически) в 1827 году.Трактат содержал отчет о его электромагнитных теориях и включал все компоненты закона Ома.

    В отличие от большинства немецких ученых того времени, Ом использовал математический подход при рассмотрении электричества и магнетизма. Это могло быть частично причиной того, что трактат вначале был плохо принят многими его современниками. За годы, прошедшие после публикации, положение Ома среди коллег-ученых постепенно улучшилось, особенно в других странах.В конце концов, в 1840-х годах он обрел успех, которого стремился добиться на протяжении большей части своей жизни. В 1841 году он получил престижную медаль Копли от Королевского общества Англии, а в следующем году был удостоен чести иностранного членства в той же ассоциации. Вскоре последовало дополнительное членство в других научных организациях. Возможно, наиболее значимым для Ома было его назначение профессором Мюнхенского университета в 1849 году, которое, наконец, положило конец его долгому потоку переходов на неудовлетворительные преподавательские должности.Незадолго до смерти он был удостоен кафедры физики в университете, что стало последним показателем значительного успеха Ома.

    В наше время имя Ома настолько знакомо, что трудно поверить в трудности, с которыми он столкнулся при жизни. Помимо закона Ома, его имя связано с международной единицей электрического сопротивления. В цепи присутствует сопротивление в один Ом, когда один вольт генерирует один ампер тока.

    Очерк закона Ома – 1050 слов

    ЗАКОН ОМА

    Закон Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален разности потенциалов в этих двух точках.Вводя константу пропорциональности, сопротивление, [1], мы приходим к обычному математическому уравнению, которое описывает это соотношение: [2]

    I = \ frac {V} {R}

    , где I – ток через проводник в единиц ампер, V – разность потенциалов, измеренная на проводнике в единицах вольт, а R – сопротивление проводника в единицах Ом. Более конкретно, закон Ома гласит, что R в этом соотношении постоянно, независимо от тока. [3]

    Закон был назван в честь немецкого физика Георга Ома, который в трактате, опубликованном в 1827 году, описал измерения приложенного напряжения и тока через простые электрические цепи, содержащие провода различной длины.Он представил немного более сложное уравнение, чем приведенное выше (см. Раздел «История» ниже), чтобы объяснить свои экспериментальные результаты. Вышеприведенное уравнение является современной формой закона Ома.

    В физике термин закон Ома также используется для обозначения различных обобщений закона, первоначально сформулированного Омом. Самый простой пример:

    \ mathbf {J} = \ sigma \ mathbf {E},

    , где J – плотность тока в данном месте в резистивном материале, E – электрическое поле в этом месте, и σ – параметр, зависящий от материала, который называется проводимостью.Эта переформулировка закона Ома принадлежит Густаву Кирхгофу. [4]
    Содержание

    1 История 2 Объем 3 Микроскопическое происхождение 4 Гидравлическая аналогия 5 Анализ схем 5.1 Резистивные схемы 5.2 Реактивные схемы с изменяющимися во времени сигналами 5.3 Линейные приближения 6 Температурные эффекты 7 Связь с теплопроводностью 8 Другие версии 8.1 Магнитные эффекты 9 См. Также 10 Ссылки 11 Внешние ссылки

    История

    В январе 1781 года, до работы Георга Ома, Генри Кавендиш экспериментировал с лейденскими сосудами и стеклянными трубками разного диаметра и длины, наполненными солевым раствором.Он измерил ток, отметив, насколько сильное потрясение он почувствовал, замыкая цепь своим телом. Кавендиш писал, что «скорость» (ток) напрямую зависит от «степени электрификации» (напряжения). В то время он не сообщал свои результаты другим ученым [5], и его результаты были неизвестны, пока Максвелл не опубликовал их в 1879 году [6].

    Ом провел свою работу по сопротивлению в 1825 и 1826 годах и опубликовал свои результаты в 1827 году в виде книги Die galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet (Гальваническая цепь, исследованная математически).[7] Он черпал вдохновение из работы Фурье по теплопроводности в теоретическом объяснении своей работы. Для экспериментов он сначала использовал гальванические батареи, но позже применил термопару, поскольку это обеспечивало более стабильный источник напряжения с точки зрения внутреннего сопротивления и постоянной разности потенциалов. Он использовал гальванометр для измерения тока и знал, что напряжение между выводами термопары пропорционально температуре перехода. Затем он добавил испытательные провода разной длины, диаметра и материала, чтобы замкнуть цепь.Он обнаружил, что его данные можно смоделировать с помощью уравнения

    x = \ frac {a} {b + l},

    , где x – показание гальванометра, l – длина испытательного проводника, a зависит только от температура спая термопары, а b была постоянной для всей установки. Исходя из этого, Ом определил свой закон пропорциональности и опубликовал свои результаты.

    Закон Ома был, вероятно, самым важным из первых количественных описаний физики электричества. Сегодня мы считаем это почти очевидным.Когда Ом впервые опубликовал свою работу, это было не так; критики отнеслись к его трактовке темы враждебно. Они назвали его работу «паутиной обнаженных фантазий» [8], а министр образования Германии заявил, что «профессор, проповедующий такие ереси, недостоин

    Закон 9,4 Ома – Университетская физика, Том 2

    Цели обучения

    К концу этого раздела вы сможете:

    • Опишите закон Ома
    • Распознать, когда применяется закон Ома, а когда нет.

    До сих пор в этой главе мы обсуждали три электрических свойства: ток, напряжение и сопротивление.Оказывается, многие материалы демонстрируют простую взаимосвязь между значениями этих свойств, известную как закон Ома. Многие другие материалы не демонстрируют эту взаимосвязь, поэтому, несмотря на то, что они называются законом Ома, они не считаются законом природы, как законы Ньютона или законы термодинамики. Но это очень полезно для расчетов с материалами, которые подчиняются закону Ома.

    Описание закона Ома

    Ток, протекающий через большинство веществ, прямо пропорционален приложенному к нему напряжению В, .Немецкий физик Георг Симон Ом (1787–1854) первым экспериментально продемонстрировал, что ток в металлической проволоке прямо пропорционален приложенному напряжению. :

    Это важное соотношение лежит в основе закона Ома. Его можно рассматривать как причинно-следственную связь, в которой напряжение является причиной, а ток – следствием. Это эмпирический закон, который означает, что это экспериментально наблюдаемое явление, подобное трению. Такая линейная зависимость возникает не всегда.Любой материал, компонент или устройство, подчиняющееся закону Ома, где ток через устройство пропорционален приложенному напряжению, называется омическим материалом или омическим компонентом. Любой материал или компонент, который не подчиняется закону Ома, известен как неомический материал или неомический компонент.

    Эксперимент Ома

    В статье, опубликованной в 1827 году, Георг Ом описал эксперимент, в котором он измерял напряжение и ток в различных простых электрических цепях, содержащих провода различной длины.Аналогичный эксперимент показан на рисунке 9.19. Этот эксперимент используется для наблюдения за током через резистор, возникающим в результате приложенного напряжения. В этой простой схеме резистор включен последовательно с батареей. Напряжение измеряется вольтметром, который необходимо разместить на резисторе (параллельно резистору). Ток измеряется амперметром, который должен быть на одной линии с резистором (последовательно с резистором).

    Фигура 9,19 Экспериментальная установка, используемая для определения того, является ли резистор омическим или неомическим устройством.(а) Когда батарея подключена, ток течет по часовой стрелке, а вольтметр и амперметр показывают положительные значения. (b) Когда выводы батареи переключаются, ток течет против часовой стрелки, а вольтметр и амперметр показывают отрицательные показания.

    В этой обновленной версии оригинального эксперимента Ома было выполнено несколько измерений тока для нескольких различных напряжений. Когда батарея была подключена, как показано на рис. 9.19 (а), ток протекал по часовой стрелке, и показания вольтметра и амперметра были положительными.Изменится ли поведение тока, если ток течет в обратном направлении? Чтобы заставить ток течь в обратном направлении, выводы батареи можно переключить. При переключении выводов батареи показания вольтметра и амперметра были отрицательными, поскольку ток протекал в обратном направлении, в данном случае против часовой стрелки. Результаты аналогичного эксперимента показаны на рисунке 9.20.

    Фигура 9.20 В цепь с батареей ставится резистор.Приложенное напряжение изменяется от -10,00 В до +10,00 В с шагом 1,00 В. На графике показаны значения напряжения в зависимости от тока, типичные для случайного экспериментатора.

    В этом эксперименте напряжение, приложенное к резистору, изменяется от -10,00 до +10,00 В с шагом 1,00 В. Измеряются ток через резистор и напряжение на резисторе. Построен график зависимости напряжения от тока, и результат будет приблизительно линейным. Наклон линии – это сопротивление или напряжение, деленное на ток.Этот результат известен как закон Ома:

    , где В, – напряжение, измеренное в вольтах на рассматриваемом объекте, I – ток, измеренный через объект в амперах, а R – сопротивление в единицах Ом. Как указывалось ранее, любое устройство, которое показывает линейную зависимость между напряжением и током, известно как омическое устройство. Следовательно, резистор – это омическое устройство.

    Пример 9,8

    Измерение сопротивления
    Угольный резистор при комнатной температуре (20 ° C) (20 ° C) присоединяется к 9.Аккумулятор 00 В и ток, измеренный через резистор, составляет 3,00 мА. а) Какое сопротивление резистора измеряется в Ом? (b) Если температура резистора повышается до 60 ° C60 ° C путем нагрева резистора, какой ток через резистор?
    Стратегия
    (а) Сопротивление можно найти с помощью закона Ома. Закон Ома гласит, что V = IRV = IR, поэтому сопротивление можно найти, используя R = V / IR = V / I.

    (b) Во-первых, сопротивление зависит от температуры, поэтому новое сопротивление после нагрева резистора можно найти, используя R = R0 (1 + αΔT) R = R0 (1 + αΔT).Ток можно найти с помощью закона Ома в виде I = V / RI = V / R.

    Решение
    1. Используя закон Ома и решив сопротивление, получаем сопротивление при комнатной температуре: R = VI = 9,00 В 3,00 × 10−3A = 3,00 × 103 Ом = 3,00 кОм R = VI = 9,00 В 3,00 × 10−3A = 3,00 × 103 Ом = 3,00 кОм.
    2. Сопротивление при 60 ° C60 ° C можно найти, используя R = R0 (1 + αΔT) R = R0 (1 + αΔT), где температурный коэффициент для углерода α = −0,0005α = −0,0005. R = R0 (1 + αΔT) = 3,00 × 103 (1−0,0005 (60 ° C − 20 ° C)) = 2,94 кОм R = R0 (1 + αΔT) = 3,00 × 103 (1−0.0005 (60 ° C − 20 ° C)) = 2,94 кОм.
      Ток через нагретый резистор равен I = VR = 9,00 В 2,94 × 103 Ом = 3,06 × 10−3A = 3,06 мА I = VR = 9,00 В 2,94 × 103 Ом = 3,06 × 10−3A = 3,06 мА.
    Значение
    Изменение температуры на 40 ° C40 ° C привело к изменению тока на 2,00%. Это может показаться не очень большим изменением, но изменение электрических характеристик может сильно повлиять на цепи. По этой причине многие электронные устройства, такие как компьютеры, содержат вентиляторы для отвода тепла, рассеиваемого компонентами электрических цепей.

    Проверьте свое понимание 9,8

    Проверьте свое понимание Напряжение, подаваемое в ваш дом, изменяется как V (t) = Vmaxsin (2πft) V (t) = Vmaxsin (2πft). Если к этому напряжению подключен резистор, будет ли по-прежнему действовать закон Ома V = IRV = IR?

    Неомические устройства не показывают линейной зависимости между напряжением и током. Одним из таких устройств является элемент полупроводниковой схемы, известный как диод. Диод – это схемное устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении.Схема простой схемы, состоящей из батареи, диода и резистора, показана на рисунке 9.21. Хотя мы не рассматриваем теорию диода в этом разделе, диод можно протестировать, чтобы определить, является ли он омическим или неомическим устройством.

    Фигура 9.21 Диод – это полупроводниковое устройство, которое позволяет току течь только в том случае, если диод смещен в прямом направлении, что означает, что анод положительный, а катод отрицательный.

    График зависимости тока от напряжения показан на рисунке 9.22. Обратите внимание, что поведение диода показано как зависимость тока от напряжения, тогда как работа резистора показана как зависимость напряжения от тока. Диод состоит из анода и катода. Когда анод находится под отрицательным потенциалом, а катод – под положительным потенциалом, как показано в части (а), говорят, что диод имеет обратное смещение. При обратном смещении диод имеет чрезвычайно большое сопротивление, и через диод и резистор протекает очень небольшой ток – практически нулевой ток. По мере увеличения напряжения, приложенного к цепи, ток остается практически нулевым, пока напряжение не достигнет напряжения пробоя и диод не будет проводить ток, как показано на рисунке 9.22. Когда аккумулятор и потенциал на диоде меняются местами, что делает анод положительным, а катод отрицательным, диод проводит, и ток течет через диод, если напряжение больше 0,7 В. Сопротивление диода близко к нулю. . (Это причина наличия резистора в цепи; если бы его не было, ток стал бы очень большим.) Из графика на рисунке 9.22 видно, что напряжение и ток не имеют линейной зависимости. Таким образом, диод является примером безомного устройства.

    Фигура 9,22 Когда напряжение на диоде отрицательное и небольшое, через диод протекает очень небольшой ток. Когда напряжение достигает напряжения пробоя, диод проводит. Когда напряжение на диоде положительное и превышает 0,7 В (фактическое значение напряжения зависит от диода), диод проводит. По мере увеличения приложенного напряжения ток через диод увеличивается, но напряжение на диоде остается примерно 0,7 В.

    Закон Ома обычно формулируется как V = IRV = IR, но первоначально он был сформулирован как микроскопический вид с точки зрения плотности тока, проводимости и электрического поля.Этот микроскопический вид предполагает, что пропорциональность V∝IV∝I обусловлена ​​дрейфовой скоростью свободных электронов в металле, возникающей в результате приложенного электрического поля. Как было сказано ранее, плотность тока пропорциональна приложенному электрическому полю. Переформулировка закона Ома приписывается Густаву Кирхгофу, имя которого мы снова увидим в следующей главе.

    изобретений

    изобретение



    Источник:
    http: // проекты.sd3.k12.nf.ca/scibios/ohm.htm


    Георг Ом родился в Эрлангене, Германия. 16 марта 1789 года. Его отец, старший инженер-механик, учил ему базовые практические навыки. В молодости Ома стремился стать ученым и работать в одном из великих немецких университетов. Он учился в Университете Эрлангена и в 24 года начал преподавание физики и математики в Реальном училище в Бамберге.Он остался там почти четыре года, прежде чем стать профессором математики для иезуитской коллегии в Кельне в 1817 году.

    Ом. электричество, которое недавно было усовершенствовано изобретением Алессандро Вольта батареи. Ом зарабатывал очень скромно, и в результате его экспериментальные оборудование было примитивным. Несмотря на это, он сам изготовил металлическую проволоку, производя диапазон толщины и длины неизменно высокого качества.Девять годы, проведенные в иезуитском колледже, он провел значительные экспериментальные исследования о природе электрических цепей. Он приложил немало усилий, чтобы жестоко точен в каждой детали своей работы.

    В 1827 году он смог показать своими экспериментами, что существует простой соотношение между сопротивлением, током и напряжением. Закон Ома гласил, что величина постоянного тока через материал прямо пропорциональна напряжению на материале при некоторой фиксированной температуре.Это математически выражается как I = V / R. Он открыл распространение электродвижущих сил. сила в электрической цепи, и установила определенную взаимосвязь соединительное сопротивление, электродвижущая сила и сила тока. Ом был боялся, что чисто экспериментальная основа его работы подорвет важность его открытия. Он пытался сформулировать свой закон теоретически, но его бессвязные математические доказательства сделали его объектом насмешек.

    В последующие годы Ом жил в бедности, частным образом обучая Берлин.Он не получит должного признания за свои открытия, пока его не назначат директором. Политехнической школы Нюрнберга в 1833 году. В 1841 году Королевское общество в Лондоне признали важность его открытия и наградили его Медаль Копли. В следующем году они приняли его в члены. В 1849 г. всего за 5 лет до его смерти мечта всей жизни Ома осуществилась, когда он был получил профессуру экспериментальной физики в Мюнхенском университете. 7 июля 1854 года он скончался в Мюнхене в возрасте 65 лет.

    Закон Ома

    Закон Ома – это математическое соотношение между электрическим током и сопротивлением. и напряжение. Принцип назван в честь немецкого ученого Георга Симона. Ом. Ом продемонстрировал, что не бывает «идеальных» электрических проводников. через серию экспериментов в 1825 году. Каждый проводник, которого он проверял, предлагал некоторый уровень сопротивления. Эти эксперименты привели к закону Ома. Закон Ома 1826 г. гласит, что если заданная температура остается постоянной, текущая протекание через определенные проводники пропорционально разности потенциалов (напряжение) на нем.Другими словами, ток равен напряжению, разделенному на сопротивление.

    Семья Ома

    Георг Симон Ом происходил из протестантской семьи. Его отец, Иоганн Вольфганг Ом был слесарем, а его мать Мария Элизабет Бек была дочерью. портного. У них было семеро детей, и только трое выжили, Георг, его брат Мартин, который впоследствии стал известным математиком, и его сестра Елизавета.

    Самое важное открытие Ома

    Самое важное открытие Ома было в 1826 году, когда он открыл математическое Закон электрического тока, называемый «Законом Ома»

    Некоторые факты об Оме

    У Георга Ома есть кратер на Луне, названный в его честь.

    Ом экспериментировал с оптикой, акустикой и электропроводностью жидкостей, хотя реального прогресса в этих областях он не добился.
    Для информации по истории аккумулятора см. на следующем сайте! http://inventors.about.com/library/inventors/blbattery.htm

    Вернуться к Дом | Вступление | Проверить это | Узнать больше | Ты понял? Иди вперед к Организуйте это

    Закон

    Ом – обзор

    ЗАКОН ОМА

    Закон Ома гласит, что поток электрического тока (I [амперы {Å}]) в цепи пропорционален разнице электрических потенциалов (В; вольт [v]) в схема:

    Константа пропорциональности R, известна как сопротивление и выражается в омах (В).На рисунке 4.5 показана простая электрическая цепь постоянного тока, состоящая из батареи 5 В и резистора 100 Ом. Стрелка показывает направление протекания тока в цепи. После некоторой алгебраической перестановки уравнения 4-1 мы можем использовать закон Ома для определения тока в цепи:

    РИСУНОК 4.5. Простая электрическая схема, состоящая из батареи 5 В и резистора 100 Ом. Закон Ома используется для вычисления электрического тока (I), который течет от высокого (+) к низкому (-) потенциалу.

    Ур.4.2I = ΔV / RI = 5V / 100ΩI = 0,05A

    Что произойдет, если мы удвоим электрический потенциал в цепи до 10 В? Ответ прост; удваиваем ток в цепи.

    I = ΔV / RI = 10 В / 100 Ом I = 0,10 А

    Что произойдет, если мы удвоим сопротивление в цепи до 200 Ом?

    I = ΔV / RI = 5V / 200ΩI = 0,025A

    В этом случае ток исходной цепи уменьшается вдвое.

    Закон Ома может помочь нам понять, как работают некоторые очень распространенные преобразователи. Например, многие обычные чувствительные элементы показывают изменение электрического сопротивления в ответ на изменение измеряемой величины.Когда эти резистивные чувствительные элементы правильно размещены в простых цепях постоянного тока, изменения измеряемой величины изменят сопротивление, ток и электрический потенциал в цепи.

    На рисунке 4.6 показана простая электрическая схема, содержащая батарею 4 В и два резистора. Один резистор имеет постоянное сопротивление 10000 В, тогда как второй резистор состоит из термистора, который представляет собой кусок керамического материала, который демонстрирует повторяемое изменение сопротивления с температурой. Первый и второй столбцы таблицы 4-2 содержат данные, показывающие, как сопротивление термистора изменяется с температурой.Закон Ома можно использовать для определения тока, протекающего в цепи, и изменения напряжения, которое возникает на каждом резисторе по мере того, как ток течет по цепи. Для определения протекания тока необходимо рассчитать полное сопротивление цепи. Это получается суммой постоянного резистора R f и переменного термистора R t . Таким образом, для температуры 0 ° C R f и R t равны 10 000 и 9800 В соответственно.

    РИСУНОК 4.6. Простая электрическая схема, состоящая из батареи на 4 В, постоянного резистора на 10 000– В и переменного резистора, известного как термистор. Изменения температуры изменяют общее сопротивление цепи, что приводит к изменению протекания тока и падения напряжения на обоих резисторах. Закон Ома используется для вычисления тока в цепи и результирующего падения напряжения на обоих резисторах.

    ТАБЛИЦА 4.2. Пример расчета значений тока и напряжения в простой цепи термистора (рисунок 4.5) при различных температурах

    Температура (° C) Сопротивление термистора (R t ) (Ом) Фиксированное сопротивление (R f ) (Ом) Ток цепи (мА) Напряжение на R f (В) Напряжение на R t (В)
    0 9800 10,000 0.202 9026 7600 10,000 0.227 2,27 1,73
    10 5900 10,000 0,252 2,52 1,48
    15 4700 10,000 4700 4700 20 3750 10,000 0,291 2,91 1,09
    25 3000 10,000 0,308 3.08 0,92

    В столбце 2 указано сопротивление элемента термистора при температурах, представленных в столбце 1.

    Ур. 4.3I = ΔV / (Rf + Rp) I = 4V / (10,000 Ом + 9800 Ом) I = 0,000202 A = 0,202 мА

    Обратите внимание на то, что ток протекает довольно мало. В этом случае предпочтительной единицей измерения тока являются миллиамперы (мА), а не амперы (1 мА 0,001 А). Как только известен протекание тока, можно определить падение напряжения на каждом сопротивлении в цепи. Опять же, согласно закону Ома, падение напряжения на постоянном резисторе составляет:

    Ур.4,4ΔV = I * RΔV = 0,202 мА * 10,000 ОмΔV = 0,000202 A * 10,000ΩΔV = 2,02В

    А падение напряжения на термисторе составляет:

    ΔV = I * RΔV = 0,000202 A * 9800ΩΔV = 1,98 В

    четвертый, пятый и шестой столбцы таблицы 4.2 показывают результаты аналогичных расчетов тока и падения напряжения для других температур, перечисленных в таблице. Обратите внимание, как изменение температуры элемента термистора вызывает изменение протекания тока, что, в свою очередь, вызывает изменение падения напряжения как на фиксированном, так и на элементах сопротивления термистора.В рабочем состоянии температура измеряется путем подсоединения одной стороны выводных проводов к фиксированному резистору, а другую сторону выводов к входным клеммам системы DAS, предварительно сконфигурированной для приема входного сигнала постоянного тока 0–4 В. На рис. 4.7 графически показано, как выходной сигнал цепи термистора будет изменяться в зависимости от температуры. Обратите внимание, что мы решили подключить DAS к фиксированному резистору (иногда называемому измерительным резистором ) , потому что напряжение увеличивается с температурой.Напротив, падение напряжения на термисторе уменьшается с повышением температуры.

    РИСУНОК 4.7. Выходное напряжение цепи термистора на рисунке 4.5 как функция температуры.

    БИОГРАФИЯ Георга Симона Ома (1787-1854)

    Георг Симон Ом был немецким физиком, родившимся в Эрлангене, Бавария, 16 марта 1789 года. Будучи учителем средней школы, Ом начал свои исследования с недавно изобретенной электрохимической ячейки, изобретенной итальянским графом Алессандро Вольта.Используя оборудование собственного производства, Ом определил, что ток, поток через провод пропорционален его площади поперечного сечения и обратно пропорционален его длине или закон Ома. Он стал профессором колледжа в Кельне в 1817 году.

    Основным интересом к сопротивлению Ом было текущее электричество, которое недавно было продвинуто изобретением Алессандро Вольтасом аккумулятор. Ом зарабатывал очень скромно, и в результате его экспериментальное оборудование было примитивным.Несмотря на это, он сделал его собственная металлическая проволока различной толщины и длины с неизменно высоким качеством. Девять лет, которые он провел в колледже иезуитов он провел значительные экспериментальные исследования природы электрических цепей. Он взял Он приложил немало усилий, чтобы быть предельно точным в каждой детали своей работы. В 1827 году он смог показать со своего эксперименты показали, что существует простая взаимосвязь между сопротивлением, током и напряжением.

    « Ом Гений! Моцарт Электричества…
    Используя результаты своих экспериментов, Георг Симон Ом смог определить фундаментальную взаимосвязь между напряжением, ток и сопротивление. Эти фундаментальные отношения имеют такое большое значение, что представляют собой истинное начало анализа электрической схемы.
    К сожалению, когда Ом опубликовал свое открытие в 1827 году, его идеи были отклонены его коллегами. Ом был вынужден ушел с должности учителя в средней школе, и он жил в бедности и стыде, пока не принял должность в Нюрнберге в 1833 году, и хотя это дало ему звание профессора, это все еще не была университетская должность, на которую он имел стремился всю жизнь.В 1852 году Ом стал профессором экспериментальной физики в университете. Мюнхена, где он позже скончался.

    Закон Ома гласил, что величина постоянного тока через материал прямо пропорциональна напряжению на материал, для некоторой фиксированной температуры: I = V / R Ом открыл распределение электродвижущей силы в электрической цепи и установил определенное взаимосвязь соединительного сопротивления, электродвижущей силы и силы тока.

    Ом боялся, что чисто экспериментальная основа его работы подорвет важность его открытия. Он пытался теоретически изложить свой закон, но его бессвязные математические доказательства сделали его объектом насмешек. В те годы, когда Затем Ом жил в бедности, частным образом обучаясь в Берлине. Он не получит признания за свои открытия, пока он назначен директором Политехнической школы Нюрнберга в 1833 году. В 1841 году Лондонское Королевское общество признало значение его открытия и наградил его медалью Копли.В следующем году они приняли его в члены. В 1849 году, всего за 5 лет до его смерти, мечта всей жизни Ома осуществилась, когда ему было присвоено звание профессора Экспериментальная физика в Мюнхенском университете. 6 июля 1854 года он скончался в Мюнхене в возрасте 65 лет.
    Это запоздалое признание можно было только приветствовать, но остается вопрос, почему тот, кто сегодня стал нарицательным для своего важный вклад так долго боролся за признание.Это может не иметь простого объяснения, а скорее быть результат действия ряда различных факторов. Одним из факторов мог быть внутренний характер Ома. в то время как другим, безусловно, был его математический подход к темам, которые в то время изучались в его стране. нематематическим способом. Несомненно, были и личные споры с людьми, находившимися у власти, которые не принесли Ому никакой пользы. Он определенно не снискал благосклонности Иоганнеса Шульца, который был влиятельной фигурой в министерстве образования в США. Берлин, и с Георгом Фридрихом Полем, профессором физики в этом городе.
    Электричество было не единственной темой, по которой Ом проводил исследования, и не единственной темой, в которой он оказался. полемика. В 1843 году он изложил фундаментальный принцип физиологической акустики, касающийся того, как слышит комбинированные тона. Однако предположения, которые он сделал в своем математическом выводе, не были полностью оправданы. и это привело к ожесточенному спору с физиком Августом Зеебеком. Ему удалось дискредитировать гипотезу Ома. и Ому пришлось признать свою ошибку.

    Его сочинения были многочисленны.
    Самой важной из них была его брошюра, опубликованная в Берлине в 1827 году, под названием: “ Die galvanische Kette Mathematisch Bearbeitet “. Это произведение, зародыши которого зародились во время двух предыдущие годы в журналах Schweigger и Poggendorff, оказали важное влияние на развитие теория и приложения электрического тока. Имя Ома было включено в терминологию электрических наука в законе Ома (который он впервые опубликовал в Die galvanische Kette… ), пропорциональность тока и напряжение на резисторе, и принятое в качестве единицы сопротивления СИ, ОМ .

    Публикации:

    * Grundlinien zu einer zweckma “? Igen Behandlung der Geometrie als ho” heren Bildungsmittels an vorbereitenden Lehranstalten / entworfen (Руководство по правильному обращению с геометрией в высшем образовании на подготовительной институты / примечания)
    Эрланген: Пальма унд Энке, 1817.- XXXII, 224 с., II Faltbl. : график. Дарст.
    * Die galvanische Kette: Mathematisch Bearbeitet (Гальваническая цепь, исследованная математически) Берлин: Риман, 1827. – 245 с .: граф. Дарст.
    * Elemente der analytischen Geometrie im Raume am schiefwinkligen Coordinatensysteme (Элементы аналитической геометрии относительно косой системы координат)
    Nu “rnberg: Schrag, 1849. – XII, 590 S. – (Ohm, Georg S .: Beitra” ge zur Molecular-Physik; 1)
    * Grundzu “ge der Physik als Compendium zu seinen Vorlesungen (Основы физики: Сборник лекций) Нюринберг: Шраг, 1854.- Х, 563 с .: ил., Граф. Дарст. Erschienen: Abth. 1 (1853) – 2 (1854)

    Есть несколько мест, где можно найти биографию Георга Симона Ома.

    Электронная энциклопедия Википедии (http://en.wikipedia.org/), статья Георга Симона Ом.

    1.БИОГРАФИЯ ГЕОРГА САЙМОНА ОМА

    Ом, Джордж Саймон

    Закон Ома был разработан Георгом Симоном Омом (1787-1854).

    Хотя он обнаружил один из самые фундаментальные законы тока электричества, он был практически игнорировали большую часть своей жизни ученые в его собственной стране.

    В 1827 году Георг Симон Ом открыл некоторые законы, относящиеся к сила тока в проводе. Ом обнаружил, что электричество действует как вода в трубе.

    Ом обнаружил, что ток в цепи прямо пропорционально электрическому давлению и обратно сопротивлению проводников.

    Закон Ома – одна из самых важных вещей, которые вы будете использовать на протяжении всей вашей электротехнической карьеры. Это математический инструмент, который очень полезен при определении неизвестный фактор напряжения, тока или сопротивления в электрическом цепь, в которой два других фактора неизвестны.

    Это простой закон, который устанавливает взаимосвязь между напряжением, ток и сопротивление в математическом уравнении. В электрическом В терминах, напряжение обозначается буквой “Е” (электродвижущая сила) Ток буквой «Я» (интенсивность) и сопротивление буквой «R» .

    Формула Ома не может работать должным образом, если не заданы все значения. выражается в правильных единицах измерения:

    НАПРЯЖЕНИЕ выражается в ВОЛЬТАХ
    ТОК
    выражается в АМПЕРАХ
    СОПРОТИВЛЕНИЕ
    выражается в ОМ


    Рабочая тетрадь с вопросами и Ответы

    Также в наличии:

    Закон Ома был разработан по:
    Георг Симон Ом
    Главная | FAQs | Каталог | Почта Заказ | Политика возврата Код , электрические классы Inc.
    7449 Citrus Avenue
    Winter Park, FL 32792 Тел: (407) 671-0020 или Бесплатный номер 1-800-642-2633
    Факс: (407) 671-6497 Электронная почта: [email protected]
    Для комментариев и предложений, щелкните конверт

    Авторские права , Электротехнические классы по Кодексу Тома Генри Inc.
    .

    Оставить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *