Электротехника: Закон Ома.
Существуют законы которым подчиняются процессы происходящие в электрических цепях. Для понимания работы электрических схем необходимо знать эти законы. Обычно если известна электрическая схема и используемые в ней элементы, выяснить её работоспособность можно узнав токи (под током подразумевается величина силы тока) протекающие по этим элементам и напряжения на них. Выход из строя элемента электрической схемы может произойти при превышении тока протекающего по нему или напряжения на нём. Все элементы по которым протекает электрический ток обладают активным сопротивлением которое является коэффициентом связывающим ток и напряжение, то есть зная сопротивление элемента и ток протекающий по нему (напряжение на нём) можно вычислить напряжение на нём (ток протекающий по нему). Связь между током, напряжением и сопротивлением выражает закон Ома. Закон Ома звучит следующим образом: сила тока на участке цепи равна отношению напряжения на этом участке к его сопротивлению. Закон Ома записывается в виде формулы: Где I – ток (сила тока) участка электрической цепи, U – напряжение на нём,Для удобства, на электрических схемах ток изображается стрелочкой на проводнике, а напряжение стрелкой начало и конец которой указывают на точки между которыми существует напряжение. Принято за положительное направление тока принимать направление от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом (в реальных цепях это не всегда так). Если направить стрелочку на проводнике в другую сторону то значение тока должно поменять знак на противоположный (для напряжения также). Прямоугольником обозначается резистор.
Закон Ома | AUDIO-CXEM.RU
admin 16 ноября 2014 г.
Статьи для новичков
Друзья! Сегодня мы вкратце ознакомимся с законом Ома. Да, именно ознакомимся. Мы не будем выводить формул, для этого вы можете залезть в учебник по физике или набрать в любой поисковой системе запрос “Закон Ома”.
Данный закон определяет связь между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника. Вывел этот закон великий ученый Георг Ом еще в 1826 году. По сей день, мы им пользуемся, причем множество расчетов в электронике и электрике невозможно произвести без закона Ома.
- Закон Ома для участка цепи.
Сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению данного участка.
Формула этого закона записывается так:
Соответственно из этой формулы мы можем выразить напряжение и сопротивление:
Для удобства есть такой треугольник, закрывая неизвестное, остается формула, по которой ищется это неизвестное.
Данным законом мы будем пользоваться при расчете резистора для светодиода.
Для понимания, данный закон можно трактовать следующим образом, если к выводам проводника, сопротивлением 1 Ом подвести напряжение 1 Вольт, то в цепи потечет ток в 1 Ампер.
- Закон Ома для полной (замкнутой) цепи.
Источник тока тоже имеет свое сопротивление, и это сопротивление называется внутренним. Сопротивление проводников и нагрузки называется внешним сопротивлением. Поэтому закон Ома для полной (замкнутой) цепи звучит так, сила тока в полной (замкнутой) цепи прямо пропорциональна ЭДС в данной цепи и обратно пропорциональна общему сопротивлению (сумме внутреннего и внешнего сопротивления).
Похожие статьи
audio-cxem.ru
Закон Ома для участка цепи
Если не знаешь закона Ома, то сиди-ка лучше дома.
Как вы уже знаете, электрический ток имеет аналогию с гидравликой. Напряжение — это уровень воды в башне. Сопротивление — это труба или шланг. Сила тока — это объем воды за какой-то кусочек времени
Теперь давайте рассмотрим такой случай. Вместо башни у нас будет сосуд с водой, в котором пробиты три одинаковых отверстия на разной высоте сосуда. Так как сосуд у нас наполнен водой, следовательно, на дне сосуда давление будет больше, чем на его поверхности.
Как вы видите, нижняя струя, которая находится ближе ко дну, стреляет дальше, чем средняя струя. А средняя струя стреляет дальше, чем верхняя. Заметьте, что отверстия у нас везде одинакового диаметра. То есть можно сказать, что сопротивление каждого отверстия воде одинаково. За одинаковое время, объем воды, вытекаемый с самого нижнего отверстия намного больше, чем объем воды, вытекаемый со среднего и самого верхнего отверстия. А что у нас такое объем воды за какое-то время? Да это же сила тока!
Итак, какую закономерность мы тут видим? Учитывая, что сопротивление везде одинаковое, получается что с увеличением напряжения увеличивается и сила тока!
Думаю, у каждого из вас есть садовый участок. Где-то недалеко от вас всегда есть водонапорная башня
Для чего нужна водонапорная башня? Для контроля уровня расхода воды, а также для создания давления в трубах, иначе как вы будете поливать свои огурцы? Вы никогда не замечали, что башню возводят где-нибудь на возвышенности? Для чего это делается? Как раз для того, чтобы создать давление. Предположим, что ваш садовый участок находится выше, чем верхушка водобашни. Что произойдет в этом случае? Вода просто-напросто не дойдет до вас! Физика… закон сообщающихся сосудов.
У всех на кухне и в ванной есть краник. После очередного трудового дня, вы решили помыть руки. Для этого вы на полную катушку включаете воду, и она начинает течь бурным потоком из краника:
Но вас не устраивает такой поток воды, поэтому, покрутив крутилку крана, вы уменьшаете поток на минимум:
Что только что сейчас произошло?
Поменяв сопротивление потоку с помощью ручки краника, вы добились того, что этот поток воды стал течь очень слабо.
Давайте же проведем аналогию этой ситуации с электрическим током. Итак, что имеем? Напряжение потока мы не меняли. Где-то там вдалеке стоит водобашня и создает давление в трубах. Мы ведь не имеем права трогать водобашню, а тем более ее сносить). Поэтому уровень воды в башне все время полный, так как насос все время подкачивает воду до максимального уровня. Следовательно, напряжение у нас постоянное и не меняется. Закрутив обратно ручку краника, мы только что поменяли сопротивление трубы, из которой сделан краник ;-). В данном случае мы увеличили сопротивление потоку воды. А что у нас получилось с потоком водички? Она стала бежать медленнее! То есть, можно сказать, что количество молекул воды за какое-то время при полностью открытом и полузакрытом кранике получилось разное. Ну-ка, вспоминаем, что такое сила тока 😉 Кто забыл, напомню —
Делаем вывод:
При увеличении сопротивления, сила тока, проходящая через это сопротивление, уменьшается.
Итак. Имеем вот такую схему водоснабжения:
Теперь представьте, что вы поливаете огород и вам надо наполнить бочку с водой из шланга за 10 минут
Допустим, с водобашни у нас идет простой резиновый шланг. Сосед случайно припарковал свой авто прямо на шланге и чуть-чуть придавил его
У вас поток воды стал убывать. Идти ругаться с соседом? Он уже ушел по делам, а бочку за 10 минут наполнить уже не успеете. Потребуется больше времени. Как же быть? А почему бы нам не открыть краник перед водобашней чуток побольше? А это хорошая идея! Открываем краник на полную катушку и добиваемся, чтобы уровень воды в башне стал еще больше, чем был до этого (хотя в башнях стоят защиты от переполнения какого-либо максимального уровня, но для примера упустим этот момент).
Итак, что у нас получается? Сосед придавил шланг, значит увеличил сопротивление. Поэтому сила тока у нас стала меньше. Чтобы восстановить силу тока, мы для этого увеличивали напряжение, то есть уровень воды в башне.
Но беда не приходит одна. На башне сломалось реле контроля водонасоса! Насос качает воду и не отключается! Башня переполняется и поток воды из шланга с каждой секундой становиться все больше и больше! Что же делать? Мы же переполним нашу бочку за отведенное нам время! Спокуха. Выход есть! Для этого бежим и чуток перекрываем краник , добиваясь того, чтобы поток воды из шланга тек также, как и раньше 😉
В этом случае уровень воды (напряжение) на водобашне стал увеличиваться из-за того, что насос не отключался и все время качал воду. Поэтому, поток воды (сила тока) у нас тоже стала расти. Чтобы выровнять силу тока, мы увеличили сопротивление краника ;-), тем самым привели в норму уровень воды в водобашне (напряжение) до приемлемого уровня.
Ну как, увидели закономерность из всего вышеописанного? А вот немецкий физик Георг Ом с помощью простых опытов нашел все-таки связь между этими тремя величинами и с тех пор этот закон носит его имя:
где
I — это сила тока, выражается в Амперах (А)
U — напряжение, выражается в Вольтах (В)
R — сопротивление, выражается в Омах (Ом)
www.ruselectronic.com
Закон Ома – это… Что такое Закон Ома?
V — напряжение,I — сила тока,
R — сопротивление.
Зако́н О́ма — физический закон, определяющий связь электродвижущей силы источника или электрического напряжения с силой тока и сопротивлением проводника. Экспериментально установлен в 1826 году, и назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.
В своей оригинальной форме он был записан его автором в виде : ,
Здесь X — показания гальванометра, т.е в современных обозначениях сила тока I, a — величина, характеризующая свойства источника тока, постоянная в широких пределах и не зависящая от величины тока, то есть в современной терминологии электродвижущая сила (ЭДС) , l — величина, определяемая длиной соединяющих проводов, чему в современных представлениях соответствует сопротивление внешней цепи R и, наконец, b параметр, характеризующий свойства всей установки, в котором сейчас можно усмотреть учёт внутреннего сопротивления источника тока r[1].
В таком случае в современных терминах и в соответствии с предложенной автором записи формулировка Ома (1) выражает
Закон Ома для полной цепи:
, (2)
где:
Из закона Ома для полной цепи вытекают следствия:
- При r<<R сила тока в цепи обратно пропорциональна её сопротивлению. А сам источник в ряде случаев может быть назван источником напряжения
- При r>>R сила тока от свойств внешней цепи (от величины нагрузки) не зависит. И источник может быть назван источником тока.
Часто[2] выражение:
(3)
(где есть напряжение или падение напряжения, или, что то же, разность потенциалов между началом и концом участка проводника) тоже называют «Законом Ома».
Таким образом, электродвижущая сила в замкнутой цепи, по которой течёт ток в соответствии с (2) и (3) равняется:
(4)
То есть сумма падений напряжения на внутреннем сопротивлении источника тока и на внешней цепи равна ЭДС источника. Последний член в этом равенстве специалисты называют «напряжением на зажимах», поскольку именно его показывает вольтметр, измеряющий напряжение источника между началом и концом присоединённой к нему замкнутой цепи. В таком случае оно всегда меньше ЭДС.
К другой записи формулы (3), а именно:
(5)
Применима другая формулировка:
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи. |
Выражение (5) можно переписать в виде:
(6)
где коэффициент пропорциональности G назван проводимость или электропроводность. Изначально единицей измерения проводимости был «обратный Ом» — Mо[3], впоследствии переименованный в Си́менс (обозначение: См, S).
Мнемоническая диаграмма для Закона
Схема, иллюстрирующая три составляющие закона Ома Диаграмма, помогающая запомнить закон Ома. Нужно закрыть искомую величину, и два других символа дадут формулу для её вычисленияВ соответствии с этой диаграммой формально может быть записано выражение:
(7)
Которое всего лишь позволяет вычислить (применительно к известному току, создающему на заданном участке цепи известное напряжение), сопротивление этого участка. Но математически корректное утверждение о том, что сопротивление проводника растёт прямо пропорционально приложенному к нему напряжению и обратно пропорционально пропускаемому через него току, физически ложно.
В специально оговорённых случаях сопротивление может зависеть от этих величин, но по умолчанию оно определяется лишь физическими и геометрическими параметрами проводника:
(8)
где:
- — удельное сопротивление материала, из которого сделан проводник,
- — его длина
- — площадь его поперечного сечения
Закон Ома и ЛЭП
Одним из важнейших требований к линиям электропередач (ЛЭП) является уменьшение потерь при доставке энергии потребителю. Эти потери в настоящее время заключаются в нагреве проводов, то есть переходе энергии тока в тепловую энергию, за что ответственно омическое сопротивление проводов. Иными словами задача состоит в том, чтобы довести до потребителя как можно более значительную часть мощности источника тока = при минимальных потерях мощности в линии передачи = , где , причём на этот раз есть суммарное сопротивление проводов и внутреннего сопротивления генератора, (последнее всё же меньше сопротивления линии передач).
В таком случае потери мощности будут определяться выражением:
= (9)
Отсюда следует, что при постоянной передаваемой мощности её потери растут прямо пропорционально длине ЛЭП и обратно пропорционально квадрату ЭДС. Таким образом желательно всемерное её увеличение, что ограничивается электрической прочностью обмотки генератора. И повышать напряжение на входе линии следует уже после выхода тока из генератора, что для постоянного тока является проблемой. Однако, для переменного тока эта задача много проще решается с помощью использования трансформаторов, что и предопределило повсеместное распространение ЛЭП на переменном токе. Однако при повышении напряжения в ней возникают потери на коронирование и возникают трудности с обеспечением надёжности изоляции от земной поверхности. Поэтому наибольшее, практически используемое, напряжение в дальних ЛЭП не превышает миллиона вольт.
Кроме того, любой проводник, как показал Дж. Максвелл, при изменении силы тока в нём, излучает энергию в окружающее пространство, и потому ЛЭП ведёт себя как антенна, что заставляет в ряде случаев наряду с омическими потерями брать в расчёт и потери на излучение.
Закон Ома в дифференциальной форме
Сопротивление зависит как от материала, по которому течёт ток, так и от геометрических размеров проводника.
Полезно переписать закон Ома в так называемой дифференциальной форме, в которой зависимость от геометрических размеров исчезает, и тогда закон Ома описывает исключительно электропроводящие свойства материала. Для изотропных материалов имеем:
где:
Все величины, входящие в это уравнение, являются функциями координат и, в общем случае, времени. Если материал анизотропен, то направления векторов плотности тока и напряжённости могут не совпадать. В этом случае удельная проводимость является тензором ранга (1, 1).
Раздел физики, изучающий течение электрического тока в различных средах, называется электродинамикой сплошных сред.
Закон Ома для переменного тока
Вышеприведённые соображения о свойствах электрической цепи при использовании источника (генератора) с переменной во времени ЭДС остаются справедливыми. Специальному рассмотрению подлежит лишь учёт специфических свойств потребителя, приводящих к разновремённости достижения напряжением и током своих максимальных значений, то есть учёта фазового сдвига.
Если ток является синусоидальным с циклической частотой , а цепь содержит не только активные, но и реактивные компоненты (ёмкости, индуктивности), то закон Ома обобщается; величины, входящие в него, становятся комплексными:
где:
- U = U0eiωt — напряжение или разность потенциалов,
- I — сила тока,
- Z = Re−iδ — комплексное сопротивление (импеданс),
- R = (Ra2 + Rr2)1/2 — полное сопротивление,
- Rr = ωL − 1/(ωC) — реактивное сопротивление (разность индуктивного и емкостного),
- Rа — активное (омическое) сопротивление, не зависящее от частоты,
- δ = − arctg (Rr/Ra) — сдвиг фаз между напряжением и силой тока.
При этом переход от комплексных переменных в значениях тока и напряжения к действительным (измеряемым) значениям может быть произведён взятием действительной или мнимой части (но во всех элементах цепи одной и той же!) комплексных значений этих величин. Соответственно, обратный переход строится для, к примеру, подбором такой что Тогда все значения токов и напряжений в схеме надо считать как
Если ток изменяется во времени, но не является синусоидальным (и даже периодическим), то его можно представить как сумму синусоидальных Фурье-компонент. Для линейных цепей можно считать компоненты фурье-разложения тока действующими независимо.
Также необходимо отметить, что закон Ома является лишь простейшим приближением для описания зависимости тока от разности потенциалов и от сопротивления и для некоторых структур справедлив лишь в узком диапазоне значений. Для описания более сложных (нелинейных) систем, когда зависимостью сопротивления от силы тока нельзя пренебречь, принято обсуждать вольт-амперную характеристику. Отклонения от закона Ома наблюдаются также в случаях, когда скорость изменения электрического поля настолько велика, что нельзя пренебрегать инерционностью носителей заряда.
Трактовка закона Ома
Закон Ома можно просто объяснить при помощи теории Друде:
Здесь:
См. также
Примечания
Ссылки
dal.academic.ru
как звучит закон ома?
Ответы (8)
0
ответ написан около 1года назад
0 комментариев
Войдите что бы оставлять комментарии
сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению между концами проводника, если при прохождении тока свойства проводника не изменяются
0
ответ написан около 1года назад
0 комментариев
Войдите что бы оставлять комментарии
Напряжение, сила тока и сопротивление — физические величины, характеризующие явления, происходящие в электрических цепях. Эти величины связаны между собой. Эту связь впервые изучил немецкий физик Ом. Закон Ома звучит так: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке (при заданном сопротивлении) и обратно пропорциональна сопротивлению участка (при заданном напряжении) : . Из формулы следует, что . Так как сопротивление данного проводника не зависит ни от напряжения, ни от силы тока, то последнюю формулу надо читать так: сопротивление данного проводника равно отношению напряжения на его концах к силе протекающего по нему тока. Причиной сопротивления металлического проводника является взаимодействие электронов при их движении с ионами кристаллической решетки. Отсюда предположение: сопротивление проводника зависит от его длины и площади поперечного сечения, а также от металла, из которого изготовлен проводник. На все эти вопросы ответил Ом. Он установил, что сопротивление прямо пропорционально длине проводника, обратно пропорционально площади его поперечного сечения и зависит от вещества проводника. Вещество проводника характеризует удельное сопротивление — это сопротивление проводника из данного вещества длиной 1 м, площадью поперечного сечения 1 мм2.
0
ответ написан около 1года назад
0 комментариев
Войдите что бы оставлять комментарии
Не знаешь закона Ома- сиди дома.
0
ответ написан около 1года назад
0 комментариев
Войдите что бы оставлять комментарии
нет, я, конечно, все понимаю – некогда или лень-матушка одолела…. НО! неужели нельзя тот же самый вопрос вбить в любой поисковик? ! или учебник, наконец-то, в руки взять!!!
0
ответ написан около 1года назад
0 комментариев
Войдите что бы оставлять комментарии
Закон Ома звучит так: Сила тока на участке цепи равна отношению напряжения на его концах к сопротивлению участка. =)
0
ответ написан около 1года назад
0 комментариев
Войдите что бы оставлять комментарии
0
ответ написан около 1года назад
0 комментариев
Войдите что бы оставлять комментарии
Он звучит Как ЗАВОРАЖИВАЮЩАЯ музыка….
0
ответ написан около 1года назад
0 комментариев
Войдите что бы оставлять комментарии
Оставить ответ
Войдите, чтобы написать ответ
education.ques.ru
Закон Ома | Virtual Laboratory Wiki
Зако́н Ома — это физический закон, определяющий связь между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи. Назван в честь его первооткрывателя Георга Ома. Суть закона проста: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению между концами проводника, если при прохождении тока свойства проводника не изменяются. Следует также иметь в виду, что закон Ома является фундаментальным и может быть применён к любой физической системе, в которой действуют потоки частиц или полей, преодолевающие сопротивление. Его можно применять для расчёта гидравлических, пневматических, магнитных, электрических, световых, тепловых потоков и т. д., также, как и Правила Кирхгофа, однако, такое приложение этого закона используется крайне редко в рамках узко специализированных расчётов.
Ток, А | Напряжение, В | Сопротивление, Ом | Мощность, Вт |
---|---|---|---|
I | U | R | P |
История закона Ома Править
Георг Ом, проводя эксперименты с проводником, установил, что сила тока $ I $ в проводнике пропорциональна напряжению $ U $, приложенному к его концам:
- $ I \sim U $,
или
- $ I = G \ U $.
Коэффициент пропорциональности $ G \ $ назвали электропроводностью, а величину $ R = 1 / G\ $ принято именовать электрическим сопротивлением проводника.
Закон Ома был открыт в 1827 году.
Закон Ома в интегральной форме Править
Файл:Ohm’s Law with Voltage source.svg Файл:Ohm’s law triangle.PNGЗакон Ома для участка электрической цепи имеет вид:
- $ U = R I $
где:
- $ U $ — напряжение или разность потенциалов,
- $ I $ — сила тока,
- $ R $ — сопротивление.
Закон Ома также применяется ко всей цепи, но в несколько изменённой форме:
- $ I = {\varepsilon \over {R+r}} $,
где:
Закон Ома в дифференциальной форме Править
Сопротивление $ R $ зависит как от материала, по которому течёт ток, так и от геометрических размеров проводника. Полезно переписать закон Ома в так называемой дифференциальной форме, в которой зависимость от геометрических размеров исчезает, и тогда закон Ома описывает исключительно электропроводящие свойства материала. Для изотропных материалов имеем:
- $ \mathbf{j} = \sigma \mathbf{E} $
где:
Все величины, входящие в это уравнение, являются функциями координат и, в общем случае, времени. Если материал анизотропен, то направления векторов плотности тока и напряжённости могут не совпадать. В этом случае удельная проводимость является тензором ранга (1, 1).
Раздел физики, изучающий течение электрического тока в различных средах, называется электродинамикой сплошных сред.
Закон Ома для переменного тока Править
Если цепь содержит не только активные, но и реактивные компоненты (ёмкости, индуктивности), а ток является синусоидальным с циклической частотой $ \omega $, то закон Ома обобщается; величины, входящие в него, становятся комплексными:
- $ \mathbb{U} = \mathbb{I} \cdot Z, $
где:
- U = U0eiωt — напряжение или разность потенциалов,
- I — сила тока,
- Z = Re—iδ — комплексное сопротивление (импеданс),
- R = (Ra2+Rr2)1/2 — полное сопротивление,
- Rr = ωL — 1/ωC — реактивное сопротивление (разность индуктивного и емкостного),
- Rа — активное (омическое) сопротивление, не зависящее от частоты,
- δ = —arctg Rr/Ra — сдвиг фаз между напряжением и силой тока.
При этом переход от комплексных переменных в значениях тока и напряжения к действительным (измеряемым) значениям может быть произведен взятием действительной или мнимой части (но во всех элементах цепи одной и той же!) комплексных значений этих величин. Соответственно, обратный переход строится для, к примеру, $ U=U_0\sin(\omega t+\phi) $ подбором такой $ \mathbb{U}=U_0e^{i(\omega t + \phi)} $, что $ \operatorname{Im} \mathbb{U} = U $. Тогда все значения токов и напряжений в схеме надо считать как $ F=\operatorname{Im} \mathbb{F} $
Если ток изменяется во времени, но не является синусоидальным (и даже периодическим), то его можно представить как сумму синусоидальных Фурье-компонент. Для линейных цепей можно считать компоненты фурье-разложения тока действующими независимо.
Также необходимо отметить, что закон Ома является лишь простейшим приближением для описания зависимости тока от разности потенциалов и для некоторых структур справедлив лишь в узком диапазоне значений. Для описания более сложных (нелинейных) систем, когда зависимостью сопротивления от силы тока нельзя пренебречь, принято обсуждать вольт-амперную характеристику. Отклонения от закона Ома наблюдаются также в случаях, когда скорость изменения электрического поля настолько велика, что нельзя пренебрегать инерционностью носителей заряда.
Объяснение закона Ома Править
Закон Ома можно просто объяснить при помощи теории Друде
- $ \vec j=\frac{n \cdot e_0^{2}\cdot\tau}{m} \cdot\vec E=\sigma\cdot\vec E $
Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Закон Ома. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .
ru.vlab.wikia.com
Закон Ома и его применение – ldsound.ru
Закон Ома выражает зависимость между напряжением U, током I и сопротивлением R для участка цепи, не содержащего ЭДС:
U = I ∙ R
где U – напряжение, в вольтах;
I – сила тока, в амперах;
R – сопротивление, в омах.
Три составляющие закона Ома
Для участка цепи, содержащего ЭДС, закон Ома выражает зависимость между ЭДС источника тока E, сопротивлением нагрузки Rн, током I и внутренним сопротивлением r0 источника тока:
I = E / (Rн + r0)
Напряжение на зажимах источника тока U определяется по формуле:
U = E – I ∙ r0 = I ∙ Rн
Диаграмма, помогающая запомнить закон Ома. Нужно закрыть искомую величину, и два других символа дадут формулу для её вычисления:
В зависимости от сопротивления нагрузки Rн существуют три режима работы:
режим короткого замыкания при Rн = 0
Iк.з. = Imax = E / r0
режим холостого хода при Rн = ∞
Uх.х. = Umax = E
режим согласованной нагрузки при Rн = r0
I = Iк.з. / 2
U = Uх.х. / 2
Р = Uх.х. ∙ Iк.з. / 4
В последнем случае источник тока отдает в нагрузку максимально возможную мощность. Если сопротивление нагрузки состоит из нескольких резисторов, то справедливы следующие соотношении:
при последовательном соединении резисторов R1 и R2:
U1 / U2 = R1 / R2
U / U2 = R1 + R2 / R2
U2 = U ∙ R2 / (R1 + R2)
U1 = U ∙ R1 / (R1 + R2)
где U – подведенное напряжение;
U1 и U2 – падение напряжения на резисторах R1 и R2;
при параллельном соединении резисторов R1 и R2:
I1 / I2 = R2 / R1
Подключение резисторов параллельно или последовательно измерительному прибору позволяет расширить пределы измерений. Можно показать, что расширение пределов измерения вольтметра достигается включением последовательно с ним добавочного резистора Rдоб. Если верхний предел измерения вольтметра Uв, а необходимый предел измерения Uн > Uв, то включение Rдоб = Rп ∙ (Uн / Uв – 1) позволяет отсчитывать максимально напряжение Uн. В приведенном выражении Rп – сопротивление прибора, равное Rп = Uв / Iв, где Iв – ток прибора при подведении к нему напряжения Uв.
Расширение предела измерения амперметра достигается параллельным подключением к нему дополнительного резистора (шунта). Если верхний предел измерения тока амперметра Iв, а необходимый предел измерения Iн > Iв, то сопротивление шунта:
Rш = Rп / (Iн / Iв) – 1
Сопротивление вольтметра можно определить следующим способом. Измерить вольтметром напряжение на зажимах источника напряжения E и, отметив показания вольтметра, включить последовательно с ним такой добавочный резистор, при котором показание вольтметра уменьшится вдвое, т.е. при равенстве сопротивлений вольтметра и добавочного резистора.
На этом же принципе основана и обратная задача определения величины неизвестного сопротивления с помощью вольтметра.
ldsound.ru