Закон Ома для участка цепи – формула, определение сопротивления
4.3
Средняя оценка: 4.3
Всего получено оценок: 251.
4.3
Средняя оценка: 4.3
Всего получено оценок: 251.
Наравне с законами Кирхгофа, закон Ома для участка цепи – один из ключевых во всей электротехники. При проектировании электросетей любой сложности закон Ома становится необходимым инструментом, так как позволяет рассчитывать требуемые для нужного результата параметры сети.
Сущность закона
Эксперименты с электрическими цепями, в которых были источник тока и элемент сопротивления, позволили Георгу Ому установить некоторые закономерности, которые легли в основу закона, названного его именем. Приведем их:
- При увеличении напряжения сила тока на участке цепи возрастала линейно.
- Сила тока уменьшалась при увеличении сопротивления участка.
Поэтому математическая формула закон Ома для участка цепи выглядит следующим образом:
$I = \frac {U}{R}$, где I – сила тока, измеряемая в амперах, U – напряжение, измеряемое в вольтах и R – сопротивление, измеряемое в омах.
Из фигурирующих в уравнении величин ключевой является сопротивление. Оно зависит от параметров проводника:
- Становится больше с увеличением длинны проводника
- Уменьшается с ростом проводимости проводника и его площади сечения.
Объяснить это очень просто: чем больше путь, проходимый электронами, тем больше вероятность столкновений с атомами в узлах решетки. Это мешает движению тока. С другой стороны, увеличение площади сечения дает больше вариантов пути электронам, уменьшается вероятность соударений. Проводимость же – исключительно свойства проводящего вещества. Например, медь оказывает меньшее сопротивление, чем железо, поскольку является более проводимым.
Закон Ома с точностью справедлив лишь для цепей, где действует идеальный источник тока. То есть такой, в котором нет внутреннего сопротивления.
В противном случае применяется закон Ома для полной цепи.
Рассмотрим участок электрической цепи (рис. 2). В узлах 1 и 2 – потенциалы электрического поля $\phi_1$ и $\phi_2$. Между ними заключен элемент с сопротивлением R – резистор. К участку также подсоединен вольтметр.
Тогда падением напряжения на данном участке электрической цепи будем называть величину, выраженную через закон Ома:
$U = I \cdot R$
Падение напряжения – определение, сложившееся исторически. Речь идет об изменении значения потенциала электрического поля по мере продвижения вдоль проводника.
Для запоминания закона Ома используют правило, называемое треугольником Ома.
Рис. 3. Треугольник Ома.Техника работы с ним проста. Ту величину, которую нужно найти, закрываем пальцем, а две другие дают формулу для ее нахождения. Закрыв I, получим $\frac {U}{R}$.
Задачи
- Сопротивление проводника – 2 Ом. Напряжение – 10 В. Какова сила тока? Какой будет сила тока, если увеличить длину проводника в два раза?
Решение:
Запишем закон Ома для участка цепи:
$I = \frac {U}{R}$
Подставив в него известные величины, получим:
$I = \frac {10}{2} = 5 \: А$
Теперь, зная, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника, запишем:
$I = \frac {U}{2R} = 2,5 А$
- Амперметр показал, что сила тока на участке цепи – 0,1 А.
Решение:
Запишем закон Ома для участка цепи:
$I = \frac {U}{R}$
Подставив в него известные величины и выразив R, получим:
$R = \frac {U}{I} = \frac {200}{0,1} = 2000 Ом \: А$
Что мы узнали?
В ходе урока дали математическую и словесную формулировки закона Ома для участка цепи, рассмотрели значение сопротивления для участка цепи, а также разобрались с треугольником Ома. Для закрепления материала решили задачу.
Тест по теме
Доска почёта
Чтобы попасть сюда – пройдите тест.
Ринат Баишев
10/10
Денис Иванов
9/10
Мария Кшевач
7/10
Оценка доклада
4.3
Средняя оценка: 4.3
Всего получено оценок: 251.
А какая ваша оценка?
Закон Ома для участка цепи.
Сопротивление. Соединение проводниковДля каждого проводника — твёрдого, жидкого и газообразного — существует определённая зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов на концах проводника.
Металлический проводник, подключенный к источнику тока является примером однородного участка цепи.
Немецкий физик Георг Симон Ом экспериментально изучил зависимость силы тока в металлических проводниках от напряжения, пришел к выводу: если состояние проводника с течением времени не меняется, а его температура постоянна, то для каждого проводника существует однозначная связь между I и U — это вольт-амперная характеристика. Зависимость силы тока в проводнике от напряжения, подаваемого на него, называют
Измеряя силу тока амперметром, а напряжение вольтметром, можно убедиться в том, что сила тока прямо пропорциональна напряжению.
Закон Ома для участка цепи: Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному к нему напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка R.
Электрическое сопротивление проводника
Основная электрическая характеристика проводника — сопротивление. От этой величины зависит сила тока в проводнике при заданном напряжении. Свойство проводника ограничивать силу тока в цепи, т. е. противодействовать электрическому току, называют электрическим сопротивлением проводника.
На рисунке приведены графики вольт-амперных характеристик двух проводников. Очевидно, что сопротивление проводника, которому соответствует график 2, больше, чем сопротивление проводника, которому соответствует график 1. Сопротивление проводника не зависит от напряжения и силы тока.
Сопротивление однородного металлического проводника постоянного сечения зависит от его геометрических размеров, формы и вещества, из которого изготовлен проводник.
Единицу сопротивления проводника устанавливают на основе закона Ома и называют её омом (Ом).
Удельное сопротивление проводника зависит от рода вещества и его состояния, например, температуры.
Удельное сопротивление для определенного вещества имеет постоянное табличное значение.
Закон Ома — основа расчётов электрических цепей в электротехнике.
К наиболее простым и часто встречающимся соединениям проводников относятся
Эти правила можно применить для любого числа соединённых проводников:
В осветительной сети обычно поддерживается напряжение 220 В. На это напряжение рассчитаны приборы, потребляющие электрическую энергию. Поэтому параллельное соединение — самый распространённый способ соединения различных потребителей. В этом случае выход из строя одного прибора не отражается на работе остальных, тогда как при последовательном соединении выход из строя одного прибора размыкает цепь.
Резистор — элемент электрической цепи, характеризуемый только сопротивлением электрическому току. На схемах резистор обозначается прямоугольником:
Обозначение на схемах:
Резисторы Реoстат
Опубликовано Автор adminРубрики к урокуМетки Закон Ома для участка цепи, параллельное, последовательное, соединение проводников, сопротивлениеРаздел 3 – Закон Ома
- дом
- 2q – Анализ цепей, Том 1
- Раздел 3 – Закон Ома
В этом разделе мы изучаем одно из важнейших соотношений в анализе цепей — закон Ома. Закон Ома связывает ток, напряжение и сопротивление и используется каждый раз, когда изучается или разрабатывается схема. Мы вводим теорию и работаем с несколькими примерами, чтобы развить навыки учащихся.
Просмотрите полный курс и учитесь, решая задачи шаг за шагом!
Выписка:
Здравствуйте, и добро пожаловать в этот раздел учебника по анализу цепей.
|
Закон Ома — это математика, стоящая за всем тем, о чем мы говорили в разделе 1, так что вы уже знаете, что должен утверждать закон Ома, но здесь мы поговорим об этом математически. Мы также рассмотрим несколько действительно простых схем, чтобы показать вам, как их использовать. Поверьте мне, когда я говорю «простые», это будут очень простые схемы, но есть пара вещей, на которые я действительно хочу обратить ваше внимание, с которыми вам будет очень комфортно с самого начала, так что, когда мы будем строить сложности и разветвления и создания этих сложных на вид схем, у вас будет действительно хорошая фундаментальная основа.
|
Итак, закон Ома… наверное, одно из самых простых соотношений, которые вы когда-либо встречали. Закон Ома. Хорошо, так что это очень просто. Мы видим, что V равно IR. V равно IR. Хорошо, вы, вероятно, можете догадаться, что многое из этого служит для представления. Этот парень напряжение. V представляет собой напряжение, верно? Мы говорили об этом раньше. Мы также говорили о том, что это представляет собой ток, то есть то, что течет в цепи. Тогда R, как вы могли догадаться, является сопротивлением. Вот и все, дамы и господа. Вероятно, это самое простое алгебраическое уравнение, которое вы можете придумать. V равно IR. Напряжение в цепи точно равно току, протекающему через какое-то устройство в цепи, умноженному на сопротивление этого объекта.
|
Когда вы думаете о законе Ома, вы действительно должны думать о нем с точки зрения его применения к любому конкретному элементу в цепи.
|
Хорошо, я думаю, давайте поговорим об этом немного подробнее, и вы также увидите это с некоторыми фотографиями. Теперь, прежде чем мы дойдем до этого момента, в большинстве книг будет представлен закон Ома, согласно которому V равно IR. Теперь это простое алгебраическое уравнение. Вы можете решить для I, если хотите рассчитать ток. Вы можете просто разделить обе части на R.
|
Хорошо, но об этой конкретной форме приятно говорить в устной форме, потому что вы можете очень легко увидеть несколько интересных фактов о законе Ома. Подумай об этом. Мы говорим, что если у вас есть объект в вашей цепи, во-первых, вы должны помнить Ом- .
|
Я собираюсь указать на эти вещи по пути.
Представьте схему. У вас есть источник, представляющий собой батарею или что-то в этом роде, выбрасывающее электричество, и еще кое-что. Другими вещами может быть множество вещей, может быть вентилятор, может быть лампочка, что угодно. В нашем изучении цепей мы начнем с обсуждения резисторов, резистивных цепей. Подумай о резисторах, вон там. Ток будет проходить через эти сопротивления, поэтому каким бы ни был ток, протекающий через резистор, умноженный на само значение сопротивления в Омах, вы узнаете, каково падение напряжения, каково напряжение на этом резисторе.
I будет равно V/R. Много раз, в книгах… Честно говоря, я сам люблю это вспоминать. I равно V/R. Точно такое же отношение. Не то чтобы это отдельное уравнение от этого, это все одно и то же. Это отношение. Когда вы решаете для тока, это означает, что вы делите на сопротивление, вот так. Если вы хотите найти сопротивление, которое вы просто делите на ток, это будет V / I.Закон Ома
Закон Ома Для многих проводников электричества электрический ток, протекающий по ним, прямо пропорционален приложенному к ним напряжению. При микроскопическом рассмотрении закона Ома обнаруживается, что он зависит от того факта, что скорость дрейфа зарядов через материал пропорциональна электрическому полю в проводнике. Данные могут быть введены в любое из полей ниже. Задание любых двух величин определяет третью. После того, как вы ввели значения для двух, щелкните текст, представляющий третий на активной иллюстрации выше, чтобы вычислить его значение.
| Индекс Цепи постоянного тока | ||
| Вернуться |
Отношение напряжения к току называется сопротивлением, и если это отношение остается постоянным в широком диапазоне напряжений, материал называется «омическим». Если материал можно охарактеризовать таким сопротивлением, то ток можно спрогнозировать из соотношения: Изменения напряжения вокруг любого замкнутого контура должны в сумме равняться нулю. Закон напряжения имеет большое практическое значение при анализе электрических цепей. Он используется в сочетании с текущим законом во многих задачах анализа цепей. Закон напряжения является одним из основных инструментов анализа электрических цепей, наряду с законом Ома, законом тока и соотношением сил. Применение закона напряжения к приведенным выше схемам вместе с законом Ома и правилами объединения резисторов дает числа, показанные ниже. Определение напряжений и токов, связанных с конкретной цепью, наряду с мощностью, позволяет полностью описать электрическое состояние цепи постоянного тока.
| Индекс Цепи постоянного тока | |||||
|
Независимо от того, какой путь вы выберете через электрическую цепь, если вы вернетесь в исходную точку, вы должны измерить одно и то же напряжение, ограничивая чистое изменение по контуру равным нулю. Поскольку напряжение представляет собой электрическую потенциальную энергию на единицу заряда, закон напряжения можно рассматривать как следствие закона сохранения энергии.
