Закон ома формула и определение: Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка электрической цепи — урок. Физика, 8 класс.

Закон Ома простыми словами — формулировка для участка и полной цепи

Содержание

• 1 Закон Ома – определение
• 2 Закон Ома – формула
• 3 Закон Ома для участка цепи
  • 3.1 С ЭДС
  • 3.2 Без ЭДС
• 4 Закон Ома для полной (замкнутой) цепи
  • 4.1 Вывод формулы закона Ома для замкнутой цепи
• 5 Закон Ома в дифференциальной форме
• 6 Закон Ома в интегральной форме
• 7 Закон Ома в комплексной форме
• 8 Закон Ома для переменного тока
• 9 Закон Ома для постоянного тока
• 10 Закон Ома для однородного участка цепи
• 11 Закон Ома для неоднородного участка цепи
• 12 Закон Ома для магнитной цепи
• 13 Задачи с решениями на закон Ома

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

Закон Ома официально и абсолютно оправдано можно отнести к ряду основополагающих в физике по нескольким признакам.

Данный закон объясняют в школе на базовом уровне, а после, более углубленно, в учреждениях, специализирующихся на изучении технических аспектов технологий.

Закон Ома – определение

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

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

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

Закон Ома – формула

Иллюстрация связи сопротивления

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

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

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

В итоге в законе Ома участвуют всего три величины.

Готовая формула выглядит так:

I = U/R

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

Формула сопротивления	R = U/I
Формула напряжения	U = I × R
Формула силы тока	I = U/R

Важно!

Шпаргалка для закона Ома

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

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

Закон Ома для участка цепи

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

Шпаргалка для использования закона Ома

С ЭДС

Обобщённый закон Ома формулируется так:

I = (Uab+E)/R

Также формулу можно выразить через проводимость:

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

Участок цепи с ЭДС

Без ЭДС

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

Разность потенциалов

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

Закон Ома для полной (замкнутой) цепи

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

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

Вывод формулы закона Ома для замкнутой цепи

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

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

E = I × r + I × R

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

E = I(r + R)

Или

I = E / (r + R)

Две последние формулы выражают закона Ома для полной цепи.

Закон Ома в дифференциальной форме

Дифференциальная форма закона Ома

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

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

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

lim (-(Δф/Δl)) = -(dф/dl) = Е,

Окончательное выражение будет выглядеть так:

j = yE

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

Закон Ома в интегральной форме

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

I = U/R

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

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

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

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

IdR = -dф + dE.

Закон Ома в комплексной форме

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

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

i = U/Z, i = UY

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

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

Z = ze = z cosф + jz sinф = r + jx

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

Закон Ома для переменного тока

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

Используется уже известная формула:

I = U/Z

Полное сопротивление тока – это совокупность активного, а также индуктивного и емкостного сопротивлений. Проще говоря, ток в цепи переменного тока зависит от многих параметров, в том числе от величины ёмкости и индуктивности. Полное сопротивление вычисляется по формуле.

Формула полного сопротивления

Полное сопротивление можно изобразить как гипотенузу прямоугольного треугольника, катетами которого является активное и индуктивное сопротивление.

Треугольник полного сопротивления

Итак, формула амплитудного значения силы тока будет выглядеть так:

Im = Um/ ((R^2 + (ωL — (1/ωC)^2

Цепь

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

U = Um sin (ωt)

I = Im sin (ωt + ф)

Закон Ома для постоянного тока

В данном случае частота будет равняться нулевому значению, поэтому остальные показатели также будут нулевыми соответственно, в то время как значение ёмкости достигнет бесконечности. Цепь разорвётся. Поэтому отсюда вытекает логичный вывод: реактивное сопротивление элементов в цепях постоянного напряжения отсутствует.

Закон Ома для однородного участка цепи

Формула выглядит уже известным образом:

I = U/R

В данном случае главной характеристикой проводника остаётся сопротивление. От того, как выглядит проводник, зависит количество узлов кристаллической решётки и атомов примесей. Поэтому электроны могут замедляться или ускоряться.

Сопротивление будет зависеть от вида проводника, а именно от его сечения, материала и длины:

R = p (L/S)

Закон Ома для неоднородного участка цепи

При решении задачи становится понятным, что для того, чтобы поддерживался стабильный ток в замкнутой цепи, нужны силы совершенной другой природы, а не кулоновские. В этом случае можно заметить такую закономерность: заряды, которые никак не соприкасаются друг с другом, выступают в двух ролях одновременно, то есть они являются силами электрического поля и силами иного вида – сторонними в это же время. Участок, на котором замечена данная закономерность, называется неоднородным.

Неоднородный участок цепи

Формула принимает вид:

E = Eq + Est

Закон Ома в данном подразделе был сформулирован таким образом: сила тока прямо пропорциональна напряжению на данном участке и обратно пропорциональна его полному сопротивлению.

Итак, готовая формула:

I = U12/R, где U12

Закон Ома для магнитной цепи

В каждом электромагните совмещены несколько важных элементов: стальной сердечник и катушка. По последней протекает ток. При совмещении нескольких участков образуется магнитная цепь.

При кольцевом магнитопроводе все поле находится внутри кольца. Тогда поток в магнитопроводе равен:

Ф = Вср S = μHср S

Формула закона для магнитной цепи:

Формула закона ома для магнитной цепи

Задачи с решениями на закон Ома

Задача №1

Нихромовая проволока длиной 120 м и площадью сечения 0,5 мм включена в цепь с напряжением 127 В. Определить силу тока в проволоке.

Дано:

• l = 120 м,
• S = 0,5 мм,
• U = 127 В,
• p = 1,1 Ом*мм² /м.

Найти: I — ?

Решение:

• R = p * l / S,
• R = 1,1 Ом*мм² /м * 120 м : 0,5 мм = 264 Ом,
• I = 127 В : 264 Ом = 0,48 А.

Ответ: I = 0,48 Ом

Задача №2

Нихромовая проволока длиной 120 м и площадью сечения 0,5 мм включена в цепь с напряжением 220 В. Определить силу тока в проволоке.

Дано:

• l = 120 м,
• S = 0,5 мм,
• U = 220 В,
• p = 1,1 Ом*мм² /м.

Найти: I — ?

Решение:

• R = p * l / S,
• R = 1,1 Ом*мм² /м * 120 м : 0,5 мм = 264 Ом,
• I = 220 В : 264 Ом = 0,83 А.

Ответ: I = 0,83 Ом

Задача №3

Дано:

• U = 15 В,
• R1 = 3 Ом,
• R2 = R3 = 4 Ом.

Найти: I — ?

Решение:

• R2 и R3 соединены параллельно R2 = R3, R2.3 = R2 / 2 = 2 Ом, составим эквивалентную схему:

• R = R1 + R2,3
• R = 3 Ом + 2 Ом = 5 Ом
• Найдем силу тока на участке цепи по закону Ома I = U / R
• I = 15 В / 5 Ом = 3 А

Ответ: I = 3 A.

Читайте также. Похожие записи.

• Все законы Кирхгофа — формулы и определения первого и второго закона для тока и напряжения
• Закон Кулона: основной закон электростатики кратко и понятно
• Что такое сила трения в физике — определение, формула, виды
• Все что нужно знать про преобразователи
• Термовоздушная паяльная станция с лабораторным блоком питания AOYUE 768
• Терморегулятор для теплого пола: 5 важнейших параметров выбора

Поделитесь статьей:

comments powered by HyperComments

Что такое простое определение закона Ома?

Закон Ома.

существительное. ˈōmz- : закон электричества, гласящий, что сила тока в цепи равна разности потенциалов, деленной на сопротивление цепи .

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на merriam-webster.com

Что такое простой закон Ома?

Одним из самых основных и важных законов электрических цепей является закон Ома. Закон Ома гласит, что напряжение на проводнике прямо пропорционально протекающему по нему току при условии, что все физические условия и температуры остаются постоянными.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на byjus.com

Какое определение закона Ома для детей?

В электричестве закон Ома относится к тому факту, что величина установившегося тока через большое количество материалов прямо пропорциональна напряжению на материалах и обратно пропорциональна сопротивлению. Он назван в честь своего первооткрывателя Георга Симона Ома.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на kids.britannica.com

Что такое закон Ома Ваш ответ?

Закон Ома — это формула, используемая для расчета соотношения между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи. Для изучающих электронику закон Ома (E = IR) так же важен, как уравнение относительности Эйнштейна (E = mc²) для физиков. Е = Я х Р.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на fluke.com

Что такое закон Ома на одном примере?

Закон Ома гласит, что напряжение или разность потенциалов между двумя точками прямо пропорциональны току или электричеству, проходящему через сопротивление, и прямо пропорциональны сопротивлению цепи. Формула закона Ома: V=IR.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на toppr. com

Объяснение закона Ома – Основы теории цепей

Почему важен закон Ома?

Закон полезен при выполнении расчетов, например, при определении номинала резисторов или силы тока в цепи или при измерении напряжения. Кроме того, закон Ома помогает нам описать, как ток протекает через такие материалы, как электрические провода и т. д.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на byjus.com

Что такое закон 3 Ом?

Есть три формы закона Ома, которые относятся к напряжению, току и сопротивлению. Для постоянного тока ток определяется отношением напряжения на клеммах к сопротивлению резистора.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на Collegedunia.com

Что означает Ом?

ом, аббревиатура Ω, единица электрического сопротивления в системе метр-килограмм-секунда, названная в честь 19немецкий физик Георг Симон Ом.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на britannica.com

Где используется закон Ома?

Закон Ома является одним из основных уравнений, используемых при анализе электрических цепей. Это относится как к металлическим проводникам, так и к компонентам схемы (резисторам), специально предназначенным для такого поведения. Оба широко распространены в электротехнике.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на en.wikipedia.org

Что такое закон Ома для средней школы?

Одним из наиболее важных и основных законов электрических цепей является закон Ома, который гласит, что ток, проходящий через проводник, пропорционален напряжению над сопротивлением.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на ducksters.com

Почему электрики используют закон Ома?

Закон Ома используется в каждом электрическом устройстве для подачи правильного количества заряда с учетом сопротивления. Хотя клиницистам не нужно будет легко рассчитывать напряжение, ток и сопротивление для этих устройств, понимание взаимосвязи может дать представление о том, как работают электрические устройства.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на ncbi.nlm.nih.gov

Что такое закон Ома для электрического тока?

Закон Ома о электрическом токе гласит, что ток, текущий в проводнике, прямо пропорционален разности потенциалов на его концах при условии, что физические условия и температура проводника остаются постоянными. где V= напряжение, I= ток и R= сопротивление.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на toppr. com

Применим ли закон Ома в реальной жизни?

Закон Ома можно применять в повседневной жизни по-разному, включая электрические обогреватели, электрические чайники, бытовые вентиляторы, мобильные зарядные устройства и предохранители.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на unacademy.com

Почему это называется законом Ома?

Единица сопротивления названа Ом (Ом) в честь Георга Ома в честь его вклада в области физики. Говорят, что этот популярный закон физики был впервые открыт английским физиком Генри Кавендишем, который никогда не публиковал свои научные выводы об электрическом токе.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на сайтеinterestingengineering.com

Какая еще форма закона Ома?

Эквивалентная форма закона Ома j=oE, где j — плотность тока, o = — где p — удельное сопротивление, а E — электрическое поле.

Запрос на удаление

| Полный ответ см. на сайте toppr.com

Все ли устройства должны подчиняться закону Ома?

Ответ: Нет, закон Ома применим не ко всем электронным устройствам. Пояснение: Устройства, которые не подчиняются закону Ома, VI=R V I = R , где R постоянно, называются неомическими устройствами.

Запрос на удаление

| Полный ответ см. на сайте homework.study.com

Какой материал не подчиняется закону Ома?

Проводники, которые не подчиняются закону Ома, называются неомическими проводниками. Полупроводники, такие как германий и кремний, не подчиняются закону Ома. Другие примеры включают транзистор, электронные лампы, диод и триодный вентиль. Цепи, состоящие из неомических проводников, называются неомическими цепями.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на askitians. com

В чем недостаток закона Ома?

Ограничения закона Ома

V перестает быть пропорциональным I. Отношение между V и I зависит от знака V. Другими словами, если I – ток для определенного V, то изменение направления V с сохранением его величины фиксированный, не производит ток той же величины, что и I в противоположном направлении.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на toppr.com

Кто изобрел закон Ома?

Георг Симон Ом имел скромное происхождение и на протяжении большей части своей жизни боролся с финансами, но сегодня немецкий физик хорошо известен своей формулировкой закона, называемого законом Ома, описывающего математическую зависимость между электрическим током, сопротивлением и напряжением.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на сайте nationalmaglab.org

Что такое закон Ома для 8 класса?

ПРИМЕЧАНИЕ. Закон Ома гласит, что в простой электрической цепи напряжение равно произведению электрического тока на сопротивление. Ток: указывает количество электронов, проходящих через провод, и измеряется в амперах или амперах для краткости.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на engineering.nyu.edu

Теория закона Ома?

Теория

Согласно закону Ома, «электрический ток, протекающий через проводник, прямо пропорционален разности потенциалов на его концах при условии, что физические условия (температура, размеры, давление) проводника остаются неизменными».

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на amrita.olabs.edu.in

Что может привести к нарушению закона Ома?

Поскольку закон Ома определяет линейную зависимость между напряжениями, он не работает в любом устройстве с непостоянной крутизной. Это означает, что ток в рассматриваемом элементе схемы больше не прямо пропорционален напряжению, используемому для управления элементом схемы.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на resources.pcb.cadence.com

Почему закон Ома не действует при высоких температурах?

ОБЪЯСНЕНИЕ: Закон Ома неприменим при очень низких и очень высоких температурах, потому что по мере повышения температуры ионы внутри металла приобретают энергию и начинают колебаться вокруг своего среднего положения.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на testbook.com

Почему закон Ома не универсален?

Причина— ✴ Это не универсальный или фундаментальный закон, потому что неомические проводники, такие как полупроводники, не подчиняются закону Ома. Их графики изогнуты. ✴ Подобно закону тяготения Ньютона, закон Ома не является универсальным законом, поскольку он зависит от физического фактора проводника, такого как давление, температура.

Запрос на удаление

| Посмотреть полный ответ на brainly.in

← Предыдущий вопрос
Почему цыплята-гриль из супермаркета такие вкусные?

Следующий вопрос →
На какой неделе бутоны толстеют?

Закон Ома: определение, формула и ограничения

Эта статья познакомит вас с законом Ома и его применимостью к электронике. Вы узнаете об истории закона Ома, о том, как он работает, и о некоторых практических примерах.

Закон Ома был разработан в 1826 году Георгом Симоном Омом. Он утверждает, что при постоянной температуре и других физических условиях количество электрического тока, протекающего через проводник, прямо пропорционально напряжению и обратно пропорционально его сопротивлению.

 

Содержание

• Закон Ома Подробное описание и формула
  • Единицы закона Ома
  • Закон Ома – векторная форма
  • Закон Ома и его приложения
  • Экспериментальная проверка закона Ома
• Связь между напряжением, током и сопротивлением
• Водопровод Аналогия закона Ома
• Закон Ома Магический треугольник
• Расчет электрической мощности по закону Ома
• Круговая диаграмма закона Ома
• Таблица матрицы закона Ома
• Ограничения закона Ома

Закон Ома Подробное описание и формула

Согласно закону электричества сила постоянного тока прямо пропорциональна разности потенциалов и обратно пропорциональна сопротивлению цепи. Таким образом, закон Ома устанавливает соотношение между напряжением (V) и током (I) на двух концах проводника, где сопротивление (R), обеспечиваемое проводником для протекания тока, постоянно.

Математическая связь описывается следующей формулой:

V = I*R

Формулу можно использовать еще в двух вариантах:

I = V/R

R = V/I

• В электрических цепях номинал резисторов, необходимых для правильного функционирования цепи, определяется по закону Ома.
• В большинстве ответвлений используется закон Ома. Он неприменим к полупроводникам (неомическим проводникам).
• Кроме того, закон Ома применяется для нахождения силы тока в цепи, где мы можем легко измерить напряжение (В) на известном резисторе.
• Закон Ома применяется, когда температура и другие физические переменные постоянны. Температура может иногда повышаться по мере увеличения тока.

Пример:

В электрической цепи сопротивление 200 Ом и напряжение питания 20 Вольт. Найдите силу тока в электрической цепи.

Решение:

V = 20, R = 200 Ом

I = V / R = 20 В / 200 Ом

=> 0,2A = 200 мА

ООМО используется для получения результатов:

Закон Ома – векторная форма

Материаловедение и электромагнетизм – это области, в которых вы увидите использование закона Ома в векторной форме. Закон Ома показан в векторной форме:

→     →

Дж = σ E

Где

→

Дж — плотность тока, которая является векторным эквивалентом тока.

→

E — электрическое поле, векторный эквивалент разности потенциалов, а σ — проводимость, величина, обратная удельному сопротивлению.

Дж = Е, где он обозначает электрическую проводимость, Е — электрическое поле и Дж — плотность тока, представляет собой микроскопическую форму закона Ома.

Закон Ома и его применение

Закон Ома можно использовать по-разному. Ниже приведены некоторые примеры использования закона Ома:

• Закон Ома поддерживает желаемое падение напряжения на электрических компонентах.
• Значение напряжения, сопротивления или тока цепи можно определить с помощью закона Ома, который оценивает потребление энергии.
• В амперметрах постоянного тока и других шунтах постоянного тока ток отклоняется по закону Ома.

Экспериментальная проверка закона Ома

Приведенный ниже эксперимент демонстрирует закон Ома. Пошаговая процедура описана в пунктах ниже:

1. Сначала ключ (К) закрывается, и реостат настраивается на минимальное показание амперметра (А) и вольтметра (В).
2. Постепенно ток в цепи увеличивают, перемещая скользящий вывод реостата.
3. Пока идет процесс, регистрируют ток, протекающий в цепи, и соответствующее значение разности потенциалов на проводе сопротивления R.
4. Таким образом получаются разные наборы значений напряжения и тока.
5. Для каждого набора значений V и I рассчитывается отношение V/I.
6. Когда вы рассчитаете отношение V/I для каждого случая, вы заметите, что оно почти одинаково. Итак, V/I = R, что является константой.

Связь между напряжением, током и сопротивлением

На приведенной ниже диаграмме показана зависимость между напряжением, током и сопротивлением. Предположим, мы утроим и удвоим напряжение. В этом случае это приводит к удвоению и утроению тока цепи, т. Е. Если напряжение составляет 3 В, а ток – 6 Ом, ток будет 0,5 А.

Аналогичным образом предположим, что мы удвоим общее сопротивление. В этом случае он разбивает ток цепи наполовину, то есть 3 В, а ток составляет 12 Ом. Ток будет 0,25А.

Кроме того, отношение между напряжением и током составляет В ∝ I.  

Водопровод Аналогия закона Ома

Когда к концам каждого сопротивления приложено различное напряжение, закон Ома определяет ток, протекающий через каждое сопротивление. . Аналогия закона Ома с водопроводной трубой помогает нам понять электрические цепи, потому что мы не можем видеть электроны.

• Вода, текущая по трубам, представляет собой механическую систему, аналогичную электрической цепи.
• Прикладываемое напряжение аналогично давлению воды; ток можно принять как количество воды, протекающей по трубе, а сопротивление можно понять как размер трубы.
• При более высоком давлении или напряжении по трубе будет проходить большее количество воды или тока. Чем больше труба, тем меньше сопротивление.

Магический треугольник по закону Ома

Магический треугольник по закону Ома используется для получения результатов и запоминания различных уравнений. В случае, если запрашивается сопротивление, присутствуют значения напряжения и тока. Мы можем легко рассчитать сопротивление, применив формулу R=V/I.

Ниже приведены примеры использования магического треугольника закона Ома для определения напряжения.

Вопрос: Какой ток потребляет электрическая лампочка от источника 200 В, если сопротивление нити накала лампочки равно 800 Ом?

Решение:

Дано V = 200 В и R = 800 Ом.

Теперь у нас есть ток,

⇒I = V.R

⇒I = 200 В/ 800 Ом

⇒ = 0,025 A

ВОПРОС:

ЭМ. электроприбор (лампочка). Через него протекает электрический ток силой 3,0 А. Считайте, что проводящие провода не имеют сопротивления. Рассчитайте сопротивление, оказываемое электроприбором.

Решение:

Когда нас просят определить значение сопротивления при заданных значениях напряжения и тока, мы закрываем R треугольником. Это оставляет нам только V и I, точнее V/I.

Подставляя значения в уравнение, получаем

⇒R = V/I

⇒R = 6 В/3 A = 2 Ом

⇒ R = 2 Ом

Расчет электрической мощности с использованием закона Ома

Мы можем использовать закон Ома для получения значения электрической мощности, измеряемой в ваттах. Далее, скорость, с которой электрическая энергия преобразуется в другие формы энергии, такие как тепло или механическая энергия, называется эклектической мощностью. Следующие формулы представляют то же самое:

• P = V*I, если заданы значения напряжения и тока.
• P = V²/R, если указаны значения напряжения и сопротивления.
• P = I²*R, если заданы значения тока и сопротивления.

Круговая диаграмма закона Ома

На следующей диаграмме показаны все уравнения, используемые для определения напряжения, тока, сопротивления и мощности. Кроме того, это помогает понять взаимосвязь между различными параметрами.

• В=И*Р, В=П/И, В=√П*Р
• I=V/R, I=P/V, I=√P/R
• Р=В/И, Р=В²/П, Р=П/И²
• P=V*I, P = I²*R, P=V²/R

Таблица матрицы закона Ома

Вот таблица матрицы закона Ома, чтобы понять значения каждого уравнения. Таблица поможет улучшить вашу практику.

 

Ограничения закона Ома 

При практическом использовании закона Ома для получения результатов некоторых уравнений возникают некоторые ограничения. Вот некоторые из них:

• Закон не применяется к односторонним электрическим элементам, таким как диоды и транзисторы, поскольку они позволяют току течь в определенном направлении.
• В случае нелинейных электрических элементов с такими параметрами, как емкость, сопротивление и др., соотношение между напряжением и током не будет постоянным.