Зависимость напряжения от сопротивления: Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка электрической цепи — урок. Физика, 8 класс.

2. Зависимость силы тока от каких физических величин устанавливает закон Ома?

1) Количества электричества и времени
2) Напряжения и сопротивления
3) Сопротивления и количества электричества
4) Напряжения и количества электричества

3. Какова формула закона Ома?

1) I = q/t
2) I = U/R
3) U = A/q
4) N =

4. Какие формулы для определения напряжения и сопротивления следуют из закона Ома?

1) U = IR и R = U/I
2) U = I/R и R = U/I
3) U = I/R и R = I/U
4) U = IR и R = I/U

5. На рисунке представлен график зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах. Определите по нему сопротивление проводника.

1) 20 Ом
2) 200 Ом
3) 2 кОм
4) 2 Ом

6. Какой из проводников, для которых графики зависимости силы тока от напряжения показаны на рисунке, обладает наибольшим сопротивлением? Изменится ли оно при возрастании напряжения?

1) № 1; сопротивление увеличится
2) № 2; уменьшится
3) № 3; не изменится

7. Сопротивление нагревательного элемента утюга 88 Ом, напряжение в электросети 220 В. Какова сила тока в нагревательном элементе?

1) 0,25 А
2) 2,5 А
3) 25 А
4) 250 А

8. Сопротивление проводника 70 Ом, сила тока в нем 6 мА. Каково напряжение на его концах?

1) 420 В
2) 42 В
3) 4,2 В
4) 0,42 В

9. Найдите сопротивление спирали, сила тока в которой 0,5 А, а напряжение на ее концах 120 В.

1) 240 Ом
2) 24 Ом
3) 60 Ом
4) 600 Ом

10. Чтобы экспериментально определить сопротивление проводника, включенного в цепь, какие нужно измерить величины? Какими приборами?

1) Напряжение и количество электричества; вольтметром и гальванометром
2) Силу тока и количество электричества; амперметром и гальванометром
3) Напряжение и силу тока; вольтметром и амперметром

11. Зависит ли сопротивление проводника от напряжения и силы тока?

1) Не зависит от напряжения, но зависит от силы тока
2) Не зависит от силы тока, но зависит от напряжения
3) Не зависит ни от напряжения, ни от силы тока
4) Зависит и от напряжения, и от силы тока

Ответы на тест Закон Ома для участка цепи 8 класс
1-3
2-2
3-2
4-1
5-2
6-3
7-2
8-4
9-1
10-3
11-3

PDF версия
Тест по физике Закон Ома для участка цепи 8 класс
(136 Кб)

Опубликовано: 04. 11.2019 Обновлено: 16.07.2020

Поделись с друзьями

Напряжение, ток, сопротивление и светодиоды (закон Ома) « Блог на дне моря

Я начал изучать электронику во время пандемии, и мне это очень понравилось. Я занимаюсь программированием более 25 лет, так что приятно иметь возможность учиться и работать над чем-то другим, что является одновременно и техническим, и творческим. Круто получить более глубокое понимание того, как работают фундаментальные силы природы, а также иметь возможность МакГайверу использовать фонарик с ручным приводом от старого принтера, если это необходимо (посмотрите 40-секундное видео об этом здесь!). Также приятно иметь что-то физическое, чтобы показать в конце дня, хотя для этого требуются расходные материалы, так что есть плюсы и минусы по сравнению с созданием программного обеспечения.

Друзья (привет, Уэйн!) и YouTube помогли мне многому научиться, но поначалу тема показалась мне довольно чуждой, и я хотел попробовать свои силы в объяснениях с другой точки зрения. Этот пост начинает это путешествие, делая первые шаги в электронике постоянного тока.

Ultra Basics

Электричество течет, если есть путь для его прохождения и поток состоит из электронов.

Электроны заряжены отрицательно, поэтому они перемещаются от отрицательной стороны цепи к положительной.

Обычный ток идет в обратном направлении и говорит о том, что электричество течет с положительной стороны на отрицательную. В этом случае текут не электроны, а «дырки». Дырки — странная концепция, но это всего лишь место, куда может попасть электрон.

Вот обрыв, значит есть разрыв. Поскольку цепь не замкнута, электричество не может течь. (сделано на https://www.circuitlab.com/editor/#)

Если вы замкнете цепь, как показано ниже, электричество сможет течь.

Кружок слева — это источник питания с плюсом и минусом. Он помечен как 1,5-вольтовая батарея типа «двойной А».

Вот схема цепи с переключателем, который можно использовать для размыкания или замыкания цепи. Умение читать и составлять принципиальные схемы очень полезно при сборке вещей или попытке понять, как работают схемы.

Обратите внимание: чем выше напряжение, тем дальше электричество может прыгать через промежутки. Таким образом, в то время как при низком напряжении цепь может быть разомкнута, повышение напряжения может привести к ее замыканию, когда электрическая дуга пересекает ее!

Закон Ома

ИЗОБРАЖЕНИЕ ПРЕДОСТАВЛЕНО: Eberhard Sengpiel

Самое полезное, что вы можете узнать об электричестве постоянного тока, — это закон Ома, который математически объясняет взаимосвязь между напряжением, силой тока и сопротивлением. Закон Ома:

В уравнении I обозначает интенсивность и означает ток, также известный как амперы, V обозначает напряжение, а R обозначает сопротивление.

Если бы электричество было водой, напряжение было бы давлением воды, сила тока была бы количеством воды, протекающей по трубе, а сопротивление было бы сжатием трубы, как на изображении выше.

Ток измеряется в амперах (амперах) или буквой А. 500 мА — это 500 миллиампер или половина ампера, а 1,2 А — это 1,2 ампера. Примечание: электричество опасно! Для смертельного исхода может потребоваться всего несколько сотен миллиампер, но для проникновения этих ампер в вашу кожу необходимо напряжение.

Напряжение измеряется в вольтах или букве V. Если вы видите 9 В на батарее, это означает, что это 9-вольтовая батарея, и она способна обеспечить 9 вольт.

Сопротивление измеряется в Омах или символом омега. Итак, если вы видите, что это означает сопротивление 5 Ом. Если вы видите, это означает 5 кОм, что в 1000 раз больше сопротивления. Если вы видите с заглавной буквой М, это означает 5 мегаом, что снова в 1000 раз больше сопротивления.

Закон Ома пригодится, когда вы знаете два из этих трех значений и пытаетесь вычислить третье.

Как было написано, формула показала, как рассчитать силу тока, когда вы знаете напряжение и сопротивление, но вы можете использовать алгебру, чтобы преобразовать ее в формулу для любой из трех:

часто – если вы знаете, какое напряжение имеет батарея, и знаете, сколько ампер вам нужно, вы можете использовать это для расчета значения резистора, чтобы получить желаемые ампер.

Диоды, светодиоды и резисторы

Светодиод означает светоизлучающий диод. Диод — это то, что позволяет электричеству течь только в одном направлении, и у него есть несколько распространенных применений:

• Защита цепей от электричества, протекающего в неправильном направлении.
• Преобразование переменного тока (AC) в постоянный ток (AC) путем его выпрямления (предотвращение прохождения отрицательной части переменного тока. То же, что и в последнем пункте списка) конкретное значение «вытекает» из схемы.

Вот набор различных диодов, которые я купил на Amazon за 10$. Существует довольно много разных типов диодов, которые полезны для разных ситуаций.

Вот диоды крупным планом. Черный — выпрямительный диод IN4001, а более цветной — коммутационный диод 1N4148. Эти номера деталей на самом деле написаны на самих диодах, но их немного трудно увидеть. Вы можете использовать эти числа, чтобы найти лист данных для деталей, чтобы понять, как они работают, каковы их свойства, какое напряжение и силу тока они могут выдержать, а часто даже увидеть простые принципиальные схемы по их использованию для общих задач. Листы данных очень полезны, и если вы работаете с электроникой, вы будете гуглить немало из них! Вот таблица данных для 1N4148, которую я нашел, погуглив «Технические данные 1N4148» и щелкнув первую ссылку. 1N4148 Технический паспорт.

Вот две принципиальные схемы с диодами. Черный треугольник с линией на нем — это диод. Стрелка показывает направление, в котором он позволяет двигаться обычному потоку. Линия на стрелке соответствует полосам справа от диодов на изображении выше, что является отрицательной стороной диода (катода). Левая цепь представляет собой замкнутую цепь и позволяет течь электричеству. Этот диод смещен в прямом направлении. В схеме справа диод смещен в обратном направлении, что не позволяет электричеству течь.

Светодиоды могут выполнять многие функции обычных диодов, поскольку они являются диодами, но у них есть свойство загораться, когда через них проходит электричество. Поскольку они являются диодами и позволяют электричеству течь только в одном направлении, у светодиодов есть сторона + и сторона -, и вы должны правильно подключить их в цепь, чтобы они загорелись. Если вы подключите их неправильно, это не повредит их, но они не загорятся и не замкнут цепь для прохождения электричества. Символом светодиода является символ диода, но со стрелками, выходящими из него.

Вот набор светодиодов, которые у меня есть, они входят в состав большого комплекта электроники. Вы можете получить пару сотен светодиодов разных цветов на Amazon примерно за 10 долларов. Некоторые светодиоды в цветных пластиковых корпусах, некоторые в прозрачных корпусах. Есть даже светодиоды, которые светят в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. Светодиоды также бывают разных размеров. Этот пакет имеет 3 мм и 5 мм светодиоды.

Вот крупный план белого светодиода. Более длинная ножка — это положительная сторона, а это значит, что вам нужно подключить к ней положительную сторону цепи, если вы хотите, чтобы она загорелась. отрицательная сторона имеет более короткую ножку, но отрицательная сторона также имеет плоскую сторону на круглом кольце внизу, что не очень видно на этом изображении.

Все диоды имеют падение напряжения, которое представляет собой величину напряжения, потребляемую диодом. Если вы обеспечиваете меньшее напряжение, чем это, диод будет действовать как открытый переключатель, и электричество не будет проходить через него. Удельное падение напряжения для диодов можно найти в таблицах данных, но мне было трудно найти таблицы данных для светодиодов. К счастью, я купил тестер компонентов «Mega328» на Amazon за 15 долларов. Он позволяет подключить компонент, нажать синюю кнопку, а затем сообщить информацию о компоненте. Это очень удобно! Здесь вы можете увидеть падение напряжения двух разных светодиодов. Меньший красный светодиод имеет падение напряжения 1,88 В, а больший зеленый светодиод имеет падение напряжения 2,5 В. Если вы подаете на них меньшее напряжение, чем это, они не загорятся!

Так что же произойдет, если мы попытаемся подключить светодиоды к батареям внизу?

Падение напряжения на большом зеленом светодиоде составляет 2,5 В, в то время как на батарее типа ААА напряжение составляет всего 1,5 В, как видно на этикетке. Это означает, что светодиод не горит.

Меньший красный светодиод имеет падение напряжения 1,88 В и подключен к батарее 9 В, поэтому на нем достаточно напряжения, и он должен загореться. Давайте воспользуемся законом Ома, чтобы рассчитать, какой ток — в амперах — проходит через светодиод.

I = V/R и в нашем случае V равно 9и R равно 0, потому что у нас нет сопротивления.

Ой, у нас бесконечный ток! Светодиод довольно быстро выходит из строя после его включения.

На самом деле не существует бесконечного тока, потому что металлические провода, подключенные к светодиоду, имеют очень небольшое сопротивление, как и все провода, а батарея имеет предел того, сколько ампер он может дать. Так что в любом случае это не бесконечное количество ампер, а очень большое число, ограниченное тем, сколько ампер на самом деле может выдать 9-вольтовая батарея. Светодиод фактически будет уничтожен. В основном вы всегда должны использовать резистор со светодиодом, чтобы ограничить ток и предотвратить его разрушение. Вот интересное чтение о том, как рассчитать внутреннее сопротивление батареи, которое затем скажет вам, сколько ампер она может вам дать: Измерение внутреннего сопротивления батарей.

Когда у вас есть цепь с таким низким сопротивлением, это считается коротким замыканием, и если светодиод не разрушится, батарея начнет нагреваться, и это может стать опасной ситуацией. Вот почему короткие замыкания сами по себе являются плохой новостью. Через них проходит МНОГО тока, который может привести к нагреву, плавлению и возгоранию.

3-мм и 5-мм светодиодам обычно требуется максимум 20 миллиампер (20 мА или 0,02 А) при полной яркости. Если вы дадите им меньше, они будут менее яркими, но все равно будут функционировать.

Затем мы можем рассчитать, какое сопротивление они хотят, чтобы они были максимально яркими, если мы знаем напряжение источника питания, который мы используем, и падение напряжения светодиода, который мы пытаемся запитать.

Давайте возьмем большой зеленый светодиод с падением напряжения 2,5 В и запитаем его от батареи на 9 В, стремясь получить 20 мА.

Сначала мы вычитаем падение напряжения из источника питания, чтобы увидеть, с каким напряжением мы должны работать: 9В – 2,5В = 6,5В.

Затем мы знаем, что нам нужно 20 мА, а у нас есть 6,5 В, и мы просто пытаемся найти сопротивление, поэтому используем закон Ома: R = V/I.

Итак, нам нужно сопротивление 325 Ом, чтобы получить 20 мА в нашем светодиоде от 9В батарейки. Вот пачка резисторов, которые я купил на амазоне за 12$.

На резисторах есть забавные цветные полосы, указывающие на их номинал. Таблицы для их расшифровки можно найти повсюду, но опять же, «Мега328» подскажет и это.

На самом деле вам покажет и мультиметр. Мультиметры не очень дорогие. Вот один, который я получил от Amazon за 35 долларов, он имеет множество функций и работает очень хорошо.

У меня нет резисторов на 325 Ом, но есть резисторы на 470 Ом, поэтому я просто использую один из них. Это 14 мА, если посчитать, что немного ниже 20 мА, но он по-прежнему работает нормально, несмотря на то, что он не такой яркий, как мог бы быть. Вы можете получить различные сопротивления, соединив резисторы параллельно или последовательно и проведя некоторые математические вычисления, но пока это работает. Я использовал мини-макет (зеленая штука), чтобы подключить эту схему. Каждая горизонтальная линия из 5 отверстий электрически связана друг с другом. Это хороший способ поиграть со схемами без необходимости их спаивания. По соглашению красный цвет используется для положительного вывода, а черный или синий — для отрицательного.

Кстати, забавный факт. Батарейка AA 1,5 В считается разряженной, если ее напряжение упало до 1,35 В. На данный момент в нем все еще есть энергия! Если вы хорошо разбираетесь в электронике, вы можете сделать схему, чтобы использовать эту мощность от разряженных батарей, чтобы получить 1,5 В или выше, и вы могли бы разряжать так называемые разряженные батареи еще больше.

Светодиоды, превращающие свет в энергию

Многие вещи в электронике оказываются обратимыми. Динамики работают как плохие микрофоны, а микрофоны работают как плохие динамики. Точно так же светодиоды могут работать как плохие солнечные элементы и превращать свет в энергию. Хотеть увидеть? Здесь я подключаю свой мультиметр к светодиоду и настраиваю его на считывание вольт. Он показывает 48,7 мВ. Энергия течет вокруг нас от радиоволн и т. д., так что она улавливает часть этого.

Когда я помещаю светодиод в луч фонарика, напряжение подскакивает до 1,644 В. Довольно круто, да?

Вам понравился этот пост?

Это немного отличается от того, о чем я обычно пишу, но, надеюсь, вам понравилось. Осторожно, однако, этот материал быстро обостряется. Прежде чем вы это узнаете, вы будете собирать оптопары и катушки из старых принтеров, чтобы сделать рельсовую пушку.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Импеданс против сопротивления | Вращающиеся номера

В чем разница между сопротивлением и импедансом?

Импеданс и сопротивление — схожие идеи. Оба представляют, как компонент противостоит потоку тока или борется с ним.

Сопротивление — это мера напряжения, деленная на сопротивление в резисторе.

Полное сопротивление — это обобщенное понятие напряжения, деленного на ток для любого компонента.

Уэйн Руни из «Манчестер Юнайтед» и Дидье Дрогба из «Челси» разговаривают. (Финал Кубка Англии 2007 г. — Фото Нила Симпсона — EMPICS/PA Images через Getty Images)

Для конкретного случая резистора отношение напряжения к току называется сопротивлением вместо импеданса. Для катушек индуктивности и конденсаторов мы используем термин импеданс , но он имеет то же общее значение: отношение напряжения к току.

Уравнения импеданса очень похожи на закон Ома для резисторов. Традиционной переменной, используемой для импеданса, является $Z$. Закон Ома — первое уравнение,

$v_\text R = i_\text R \, Z_\text R\qquad$ обычно пишут $\qquad v = i \,\text R$

$v_\text L = i_\text L \, Z_\text L$

$v_\text C = i_\text C \, Z_\text C$

При разговоре о импеданс — ток и напряжение представляют собой синусоидальные волны.