Закон Ома для полной цепи

Закон Ома является одним из основных постулатов физики. Общая формула, действительная как для полной цепи, так и для её участка, говорит о том, что сила тока равна частному, получаемому в результате деления величины, выражающей напряжение в вольтах, на величину, выражающую силу тока в амперах. Данная зависимость показывает, что при снижении сопротивления сила тока возрастает. Возникает вопрос: можно ли получить максимальную силу тока, уменьшив сопротивление до нуля? Практика свидетельствует, что такое невозможно. Закон Ома для полной цепи говорит о том, что напряжение нужно делить на общее, совокупное сопротивление, рассчитываемое как сумма внешнего сопротивления и внутреннего сопротивления, зависящего от источника тока. Уменьшить внутреннее сопротивление системы до нуля не представляется возможным. В противном случае вероятность взрыва аккумулятора очень высока.

Что же такое внутреннее и внешнее сопротивление, о которых говорит закон Ома для полной цепи? Если, к примеру, к цепи подключена лампочка, то внешним будет сопротивление этой лампочки. Внутреннее сопротивление всегда исходит от аккумулятора, то есть формируется внутри самой системы. Если вместо аккумулятора используется гальванический элемент, то закон Ома для всей цепи учитывает сопротивление раствора электролита и электродов. Если внешнее сопротивление в разы меньше внутреннего и при этом цепь замкнута, то по ней течёт ток короткого замыкания. Это максимальная величина силы тока, которая может проходить через эту цепь. Источники тока в автомобилях показывают значения силы тока короткого замыкания, критически опасные для жизни. В целях безопасности к ним подсоединяют внешние устройства-батареи, обладающие достаточным сопротивлением, чтобы предотвратить трагедию.

При последовательном соединении общее внутреннее сопротивление цепи исчисляется путём сложения сопротивлений каждого из источников тока. При параллельном соединении напряжение на каждом из ответвлённых участков имеет одинаковое значение, а сила тока в неразветвлённой цепи высчитывается путём сложения величин, которые показывают амперметры на каждом из участков, соединённых параллельно. Источник тока, находящийся на участке цепи, не оказывает никакого влияния на параллельно соединённый с ним участок.

Где применяются законы Ома для полной цепи? Преимущественно они используются для расчета силы тока в линейных электрических цепях постоянного тока. Чтобы выполнить расчеты правильно, необходимо помнить постулаты Кихгофа. Во-первых, алгебраическая сумма сил тока, находящихся в узле, равна нулю. Во-вторых, произведение алгебраической суммы сил тока в каком-либо замкнутом контуре разветвлённой цепи и сопротивления участков данного контура всегда равно алгебраической сумме обнаруженного в контуре напряжения.

При каких условиях, как и когда был открыт закон Ома для полной цепи? Швейцарский исследователь Георг Симон Ом пришёл к известной ныне всему миру формуле эмпирическим путём. Он изучал магнитное действие тока и ставил опыты с различными генераторами, использовал в своих экспериментах проводники из разных металлов и сплавов. Ом стал первым физиком, отметившим влияние на сопротивление проводников их температуры. Закон Ома для полной цепи был признан научным сообществом не сразу. Первыми учёными, оценившими по достоинству данный закон, стали российские исследователи Якоби и Ленц. Американец Дж. Генри позже сравнивал формулу, выражающую закон Ома для полной цепи, с молнией посреди опустевшей мрачной комнаты, а немецкий профессор Е. Ломмель назвал открытие “ярким факелом в области электричества”.

Закон Ома для полной цепи

Закон Ома для полной цепи:

Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения па этом участке и промежутка времени, в течение которого совершалась работа:

Закон Джоуля — Ленца:

  • количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления и времени прохождения тока по проводнику:

Для однородного участка цепи количество выделившейся теплоты можно вычислить по любой из трех эквивалентных формул:

Мощность, идущая на нагревание проводника, равна работе, которая совершается током за единицу времени:

Единицей мощности электрического тока, так же как и механической мощности, является ватт (1 Вт):

Коэффициент полезного действия (КПД) определяется отношением полезно использованной энергии  к полной энергии полученной системой:  и  является характеристикой эффективности работы системы.

Рассмотрим полную электрическую цепь, содержащую источник ЭДС с внутренним сопротивлением r и подключенный к ним резистор сопротивлением R (рис. 121).

Из определения ЭДС источника тока следует, что совершаемая источником работа

Из закона сохранения энергии следует, что в такой цепи происходит превращение энергии, запасенной источником тока, только в теплоту. При этом работа сторонних сил за промежуток времени равна выделившемуся в цепи количеству теплоты:

По закону Джоуля — Ленца


Таким образом,

откуда

Полученное выражение представляет собой закон Ома для полной цепи:
сила тока в полной цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

Заметим, что максимально возможный ток в цепи с данным источником тока возникает в том случае, если сопротивление внешней части цепи стремится к нулю.

Максимально возможный ток через источник называют также током короткого замыкания


Короткое замыкание представляет серьезную опасность для мощных источников тока, поскольку может вывести их из строя.

У гальванических элементов (батареек) сила тока короткого замыкания небольшая, поэтому оно для них не очень опасно.

Внутреннее сопротивление свинцовых аккумуляторов имеет значение от r = 0,1 Ом до r = 0,01 Ом, и сила тока короткого замыкания в них может быть от = 20 А до  = 200 А. А поскольку при этом возможно разрушение пластин аккумуляторов, то следует соблюдать меры безопасности при работе с ними.
В быту, в осветительных сетях, на распределительных станциях ЭДС имеет величины свыше 100 В, а внутреннее сопротивление цепи очень мало, и согласно закону Ома для замкнутой цепи сила тока короткого замыкания может доходить до 1000 А. Вследствие этого короткое замыкание может привести к пожару. Для зашиты от пожаров в электрические цепи включаются

плавкие предохранители, которые плавятся при определенной силе тока и размыкают цепь.

Короткое замыкание может возникнуть из-за плохой изоляции, когда два токоведущих провода соединяются между собой (закорачиваются). Внешнее сопротивление цепи в этом случае стремится к нулю, и сила тока резко возрастает.

Короткое замыкание электропроводки в быту может стать причиной пожара, поэтому ни в коем случае не занимайтесь ремонтом электрических сетей самостоятельно!

Закон Ома для полной цепи можно записать в следующем виде:

Таким образом, ЭДС источника равна сумме падений напряжений на внешнем и внутреннем участках замкнутой цепи.

Закон Ома для полной цепи наглядно можно показать с помощью рисунка 122, где в качестве источника тока взят гальванический элемент Вольта (Сu—Zn).

Потенциал клеммы у цинковой пластины условно принят за нуль. Длина перпендикуляра к проводнику АВС в данной точке цепи пропорциональна ее потенциалу.

Падение напряжения на внешнем участке цепи равно IR, внутри источника — Ir.
Скачки потенциалов на цинковой и медной пластинах соответственно обусловлены химическими процессами.
Для лучшего понимания процессов, происходящих в замкнутой электрической цепи рассмотрим аналогичную механическую модель (рис. 123).

Подобно тому как шарик скатывается по винтовой наклонной плоскости под действием силы тяжести из положения 2 в положение 3, так электроны движутся на внешнем участке цепи под действием сил электрического поля.
Для того чтобы поднять шарик в исходное положение 2, необходимо совершить работу против силы тяжести, которая в случае электрической цепи аналогична работе сторонних сил внутри источника тока.

В данном случае пружинное устройство 1, совершающее работу за счет энергии упругой деформации, является механическим аналогом источника ЭДС в замкнутой цепи.

Для работы различных устройств мы используем батарейки (гальванические элементы), которые включаем последовательно с соблюдением полярности.
При последовательном соединении n источников тока, когда «минус» первого источника соединяется с «плюсом» второго и т. д. (рис. 124), их ЭДС и внутренние сопротивления суммируются:

В частном случае, если  то

Параллельное соединение источников тока, когда «плюсы» всех источников соединяются в один узел, а «минусы» — в другой (рис. 125), используется значительно реже для повышения надежности электропитания. Можно показать, что при параллельном соединении п одинаковых источников тока суммарная ЭДС батареи равна ЭДС одного источника, а внутреннее сопротивление рассчитывается по законам параллельного соединения:

Работа по перемещению зарядов на неоднородном участке цепи равна сумме работ, совершаемых сторонними силами источника тока и силами электрического поля.

Поскольку напряжение на участке цепи равно отношению работы к перенесенному заряду то

Знак перед берется положительный, если ЭДС увеличивает потенциал в цепи в направлении прохождения тока, и отрицательный — если уменьшает.

С учетом того, что U = IR (R — полное сопротивление резисторов и источников ЭДС на участке цепи), находим силу тока на участке цепи:

Эта формула выражает закон Ома для неоднородного участка цепи: падение напряжения на неоднородном участке цепи — произведение силы тока I и сопротивления участка цепи R:

Отметим, что падение напряжения пропорционально суммарной работе всех сил, в то время как напряжение U пропорционально работе только электростатических сил.

Мощность, выделяемая на внешнем участке цепи, в которую включены тепловые потребители энергии, называется полезной мощностью. Для ее вычисления используются формулы:

Мощность, выделяемая на внутреннем сопротивлении источника тока, называется теряемой мощностью и вычисляется по формулам:

Сумма полезной и теряемой мощностей равна полной мощности источника тока, которая учитывает выделение энергии как на внешнем, так и на внутреннем участках цепи:

 

Коэффициент полезного действия источника тока, определяемый как отношение полезной мощности к полной, зависит от сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления источника тока:

Наибольшую полезную мощность от данного источника можно получить тогда, когда внешнее сопротивление равно внутреннему (R = r), и в этом случае максимальный КПД = 50 % (докажите это).

Закон Ома для полной цепи

Открытый Г. Омом закон для участка цени в общем случае справедлив и для полной цепи, если принимать во внимание как внешнюю, так и внутреннюю части цепи. Математическую запись закона Ома для этого случая можно получить на основании закона сохранения энергии, универсального для всех процессов в природе.

Пусть электрическая цепь состоит из источника тока, имеющего ЭДС и внутреннее сопротивление г, и проводника сопротивлением R (рис. 1.51).


Pиc. 151. Замкнутая электрическая цепь

Согласно закону сохранения энергии работа сторонних сил равна сумме работ электрического тока во внешней и внутренней частях цепи:

По определению

Отсюда

Если учесть, что по закону Ома для участка цепи U =IR, то получим формулу этого закона для полной цепи:

Таким образом, сила тока в полной цепи пропорциональна электроднижущей силе источника и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

Сила тока в полной цепи пропорциональна электродвижущей силе источника и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи:

Пользуясь законом Ома для полной цепи, можно рассчитать два экстремальных случая н электрической цепи – короткое замыкание и разомкнутую цепь. Если сопротивление внешней цепи стремится к нулю (короткое замыкание), то сила тока в цепи

Это будет максимальное значение силы тока для данной цепи.
Если цепь разорвана (R→∞ ), то ток в цени прекращается при любых значениях ЭДС и внутреннего сопротивления. В последнем случае напряжение нм полюсах источника тока будет равно электродвижущей силе. Поэтому иногда дают упрощенное определение ЭДС: это величина, равная напряжению на клеммах источника при разомкнутой цепи.

Источники тока могут соединяться в батареи. Существуют несколько способов соединения источников тока.

Последовательным называют соединение, при котором соединяются друг с другом разноименные полюса источников: положительный предыдущего с отрицательным следующего и т. д. (рис. 1.52). Чаще всего соединяют источники с одинаковыми характеристиками, поэтому при последовательном соединении N источников ЭДС батареи будет в N раз больше, чем ЭДС одного источника:

Внутреннее сопротивление такой батареи будет также в N раз больше:


Рис. 152. Схема последовательного соединения источников тока

Для последовательного соединения источников тока закон Ома для полной цепи будет записываться:

Последовательное соединение источников τoιca удобно в том случае, когда сопротивление потребителя значительно больше внутреннего сопротивления одного источника тока.
Параллельным является соединение, при котором все одноименные полюса соединяется в один узел (рис. 1.53).

Pиc. 153. Схема параллельного соединения источников тока

Параллельное соединение применяют тогда, когда в цепи необходимо получить большое значение силы тока при небольшом напряжении.

Электродвижущая сила батареи параллельно соединенных одинаковых источников равна ЭДС одного источника:

Формула закона Ома для параллельного соединения источников имеет вид:

Параллельное соединения удобно тогда» когда сопротивление внешней части цепи значительно меньше внутреннего сопротивления одного источника.

При смешанном соединении батареи источников тока (параллельно или последовательно) в свою очередь соединяют последовательно или параллельно (рис. 1.54).


Pиc. 1.54. Смешанное соединение источников тoκa

Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи

Как вы знаете, для существования электрического тока, необходимо наличие электрического поля. Причем, это поле должно постоянно поддерживаться неким источником тока. Сегодня мы поговорим об основной характеристике источника тока, которая называется электродвижущей силой (или, сокращенно, ЭДС). Для начала рассмотрим простой опыт: возьмем два противоположно заряженных шарика и соединим их проводником. В этом случае, в проводнике возникнет электрический ток, но он будет очень кратковременным. Дело в том, что очень скоро произойдет перераспределение заряда, и потенциалы шариков уравняются. Значит, перестанет существовать электрическое поле.

Из этого можно сделать вывод, что для поддержания постоянного тока необходимо наличие неких сил неэлектрического происхождения, чтобы эти силы могли перемещать заряды против поля. Такие силы называются сторонними силами. То есть, сторонние силы — это любые силы, которые действуют на электрические заряды, но при этом не являются силами электрического происхождения. Например, это могут быть силы, действующие на заряды со стороны магнитного поля — это используется в генераторах.

В батареях или аккумуляторах работу по разделению электрических зарядов выполняют химические реакции.

Еще один аргумент, который мы можем привести — это то, что работа кулоновских сил при перемещении заряда по замкнутому контуру, равна нулю. А это значит, что какие-то другие силы должны обеспечивать ненулевую работу для поддержания разности потенциалов.

Устройство для поддержания электрического тока, называется источником тока. В любом источнике тока сторонние силы действуют на заряды, совершая работу против кулоновских сил. Стало быть, характеристикой источника должна быть величина, не зависящая от величины заряда. Эта величина называется электродвижущей силой. Электродвижущая сила равна отношению работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру, к величине этого заряда:

Из формулы видно, что электродвижущая сила, как и напряжение, измеряется в вольтах:

Теперь, когда мы познакомились с ЭДС, мы можем перейти к изучению закона Ома для полной цепи. Полной цепью называется замкнутая цепь, включающая в себя источник тока. Для удобства, мы рассмотрим простейшую электрическую цепь, состоящую только из источника тока, резистора и соединительных проводов:

Как мы уже сказали, источник тока характеризуется ЭДС. Тем не менее, любой источник тока обладает определенным сопротивлением, которое называется внутренним сопротивлением. Закон Ома для полной цепи представляет собой связь между ЭДС, внутренним и внешним сопротивлением и силой тока в цепи. Для того, чтобы установить эту связь, воспользуемся законом сохранения энергии. Запишем, что работа сторонних сил равна произведению ЭДС источника и величины заряда:

Как вы знаете, каждый участок цепи выделяет то или иное количество теплоты. По закону Джоуля-Ленца, это количество теплоты вычисляется по формуле:

Исходя из закона сохранения энергии, мы можем приравнять это количество теплоты к работе сторонних сил:

Закон Ома для полной цепи звучит так: сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС источника к полному сопротивлению цепи:

Вывести закон Ома для полной цепи можно, рассуждая несколько иначе. Как мы знаем, при последовательном соединении полное напряжение цепи равно сумме падений напряжений на всех участках цепи:

Мы видим, что произведение силы тока и сопротивления резистора есть не что иное, как напряжение на этом резисторе. А произведение силы тока и внутреннего сопротивления — это падение напряжения на самом источнике:

Надо сказать, что внутреннее сопротивление источника во многих случаях пренебрежимо мало по сравнению с сопротивлением внешней части цепи. В этом случае, мы можем считать, что напряжение на зажимах источника примерно равно ЭДС (то есть падение напряжения на источнике считается приблизительно равным нулю):

Тем не менее, именно внутренним сопротивлением определяется сила тока в цепи при коротком замыкании. Напомним, что при коротком замыкании, внешнее сопротивление становится почти нулевым, поэтому в цепи резко возрастает сила тока:

Рассмотрим теперь цепь, содержащую несколько последовательно соединенных источников тока.

В этом случае, ЭДС всей цепи равна алгебраической сумме ЭДС отдельных источников.

В таких случаях необходимо выбрать так называемое «направление обхода тока». Это направление выбирается условно (в нашем случае — против часовой стрелки). Тогда, ,поскольку они стремятся вызвать ток в направлении обхода.

А,поскольку они стремятся вызвать ток в направлении, противоположном направлению обхода. Отрицательная ЭДС означает, что сторонние силы внутри источника совершают отрицательную работу. Таким образом, ЭДС нашей цепи будет равна:

В соответствии с правилами последовательного соединения, суммарное сопротивление цепи равно сумме внешнего сопротивления и внутренних сопротивлений всех источников тока:

Пример решения задачи.

Задача. К источнику тока с внутренним сопротивлением 1 Ом подключили резистор с сопротивлением 15 Ом. После этого в цепь включили амперметр, который показал, что сила тока равна 5 А. Найдите работу сторонних сил внутри источника, совершенную за 2 минуты.

«Электрический ток.

Закон Ома для участка цепи. Закон Ома для полной цепи». 10 класс

Урок по физике в 10 классе по теме

«Электрический ток. Закон Ома для участка цепи. Закон Ома для полной цепи»

Цели урока: 

Обучающая: Ввести понятие электродвижущей силы; сформулировать закон Ома для полной цепи; сформировать у учащихся представление о различии между ЭДС, напряжением и разностью потенциалов.

Воспитательная: Формировать  положительное отношение к учению, внимательность, аккуратность.

Развивающая: Развивать логическое мышление учащихся, проводить связь с жизнью.

Тип урока: 

Комбинированный урок

П л а н у р о к а.

  1. Организационный (ознакомление с планом урока) –

  2. Физический диктант (взаимоконтроль) –

  3. Изучение нового материала:

  4. Закрепление.

  5. Знаешь ли ты приборы?

  6. Тест

  7. Подведение итогов –

  1. Организационный момент

готовность класса к уроку, внешний вид, порядок в классе.

– деление на группы (3 группы) на счет 1,2,3

Начиная с этого урока, мы начинаем повторение полученных нами знаний в восьмом классе об электрическом токе, а также углубим эти знания.

  II. Физический диктант

1 группа: Учащиеся пишут только ответы на листочках с заранее указанным заданием:

Обозначение

физике (буква)

Единица измерения в системе СИ

Формула для вычисления этой физической величины

1

Сила тока

2

Напряжение

3

Сопротивление

4

Удельное сопротивление

5

Длина проводника

6

Поперечное сечение проводника

7

Электрический заряд

8

Эдс

После выполнения задания, ученики обмениваются листочками и проверяют друг у друга (для быстрой проверки учитель предлагает слайд №3 «Ответы») . Оценивают диктант по следующим результатам (каждый верный ответ -1 балл):

Меньше 12 ответов – оценка «2»

От 12-16 верных ответов – оценка «3»

От 17-21 верных ответов – оценка «4»

От 22 – 24 верных ответов – оценка «5»

2 Группа

( движущиеся  заряженные частицы)

2

Прибор для измерения силы тока                                     

( Амперметр)

3

Прибор для измерения напряжения                                   

(Вольтметр)

4

Прибор, сопротивление которого можно регулировать       

(Реостат)

5

Амперметр включается в цепь                                        

( последовательно)

6

За направление тока принято                             

направление положительно

движущихся частиц

7

Сопротивление металлов с ростом температуры                      

увеличивается

8

С изменением силы тока или напряжения в цепи    сопротивление проводника

не изменяется

9

Можно ли изменить ЭДС источника тока               изменяя сопротивление в цепи?

нет

3 группа

III. Изучение нового материала:

1 группа: Анализ закона Ома для участка цепи

— Что такое вольтамперная характеристика? Почему ее так называют?

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

Используя формулу расчета сопротивления проводника и опытные данные, определите сопротивление проводников. Какой из проводников обладает большим сопротивлением? ( R2)

— Зависит ли сопротивление проводника от температуры? Как выглядит зависимость?

2 Группа

   – Сформулируйте закон Ома для полной цепи, используя формулу.

Закон Ома для полной цепи:

Сила тока в цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источника тока и обратно пропорциональна сумме электрических сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи.

3 группа

Проведите аналогию формул

— Как вы понимаете короткое замыкание? Что происходит при коротком замыкании?

IV. Закрепление.

Решение задач по теме. Упр 19

№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   В и внутренним сопротивлением r =0,5 Ом, подключили лампочку сопротивлением R=100 Ом. Определить силу тока в цепи.

Ответ: 0,995 В

№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: 12,15 В

V. На демонстрационном столе стоят приборы:

1)электроскоп 4) манометр;

2) вольтметр; 5) аккумулятор;

3) амперметр; 6) электрометр 7) реостат.

Вопросы.

Какой прибор

  1. измеряет силу тока в цепи?

  2. определяет наличие электрического заряда?

  3. изменяет силу тока в цепи?

  4. служит источником тока?

  5. не применяется в электротехнике?

  6. определяет значение электрического заряда?

VI Тест

1 Формула выражающая закон Ома для замкнутой цепи записывается как:

а) I=U/R;                      б)                  в) ;          г)

2 Ток короткого замыкания можно рассчитать по формуле:

а) ;             б) ;               в) ;                 г)

3. Выразите в миллиамперах 25А

А)25 А;

Б) 2500 А;

В) 25 000 А

4. Сколько мегавольт в 10000 В?

А) 10 МВ;

Б) 100 МВ;

В) 1 МВ;

Г)0,01 МВ;

5. Сколько Ом в 3 кОм?

А) 300 Ом;

Б) 3000 Ом;

В) 30000 Ом;

Ответы:

VII Подведение итогов. Рефлексия.

— «Мне все понравилось. Я все понял»,

– «Мне понравилось, но я не все понял»,

– «Все как всегда, ничего необычного»,

– «Мне не понравилось».

VIII. Домашнее задание.

Параграф 9.1- 9.3, 9.5, упр 19 №4,5

СПАСИБО ЗА УРОК!

3 группа:


Что такое закон Ома? Объяснение, формула и пример решения

Что такое закон Ома? Объяснение, формула и пример решения

Закон Ома

Зависимость между током через проводник и напряжением на проводнике впервые была обнаружена немецким ученым Джорджем Саймоном Омом. Это соотношение называется законом Ома, который можно сформулировать как;

Ток I, протекающий по проводнику, прямо пропорционален разности потенциалов, т.е.Напряжение «V» на его концах при условии, что физические условия (например, температура, деформация и т. д.) не изменяются.

Другими словами;

В любой электрической цепи ток «I» прямо пропорционален приложенному напряжению «V» и обратно пропорционален общему сопротивлению цепи «R», если физическое состояние цепи остается неизменным, т.е. без изменений)

математически,

I ∝ V   …   или   …   V ÷ I      =>     Где R = константа

Где «R» — константа пропорциональности и называется сопротивлением проводника.

Ток = Разность потенциалов ÷ Сопротивление

I = В ÷ R

Похожие сообщения:

Формулы и уравнения закона Ома

Для расчета и упрощения электрических цепей (измерение тока, напряжения и сопротивления) мы можем использовать закон Ома в следующих трех формах

1.

В = I x R

Напряжение = Ток x Сопротивление

Вольт = Ампер x Ом (Ом)

2.

I = В ÷ R

Ток = Напряжение ÷ Сопротивление

Ампер = Вольт ÷ Ом (Ом)

3.

Р = В ÷ I

Сопротивление = Напряжение ÷ Ток

Ом (Ом) = Вольт ÷ Ампер

Где:

Лучшее забавное объяснение закона Ома

Нажмите на картинку, чтобы увеличить

Закон Ома: простое и забавное объяснение
Или другой забавный способ объяснить закон Ома

Нажмите на картинку, чтобы увеличить

Аналогия с толканием нагрузки на откосе для понимания закона Ома

 

Похожие сообщения:

Расчет электрических цепей по закону Ома Закон

Ома можно использовать для упрощения и анализа как простых, так и сложных электрических цепей. Существует несколько версий и уравнений, используемых для нахождения значений различных величин, таких как электрический ток, напряжение и сопротивление цепи.

Закон Ома может быть применен к части или всей цепи сразу. Если применяется ко всей электрической цепи, общее напряжение делится на общее сопротивление цепи, чтобы узнать значение полного тока, протекающего в цепи. С другой стороны, если вы хотите определить и рассчитать ток в определенной части цепи, вам придется разделить напряжение этой части на соответствующее сопротивление.

Пример:

Если приложенное напряжение в цепи составляет 50 В, а в цепи последовательно подключен резистор, сопротивление которого составляет 10 Ом, то каким будет ток в этой цепи?

Решение:

Простой пример закона Ома
Похожие сообщения:
Формула закона

Ом – электрические расчеты


Дэйв Ронджи
Резюме: Формула закона Ома и как она используется для определения электрических нагрузок в ваттах, вольтах и ​​амперах. Закон Ома очень полезен, чтобы помочь нам понять размеры электрических цепей для домашней электрической системы.

Узнайте, чем делятся другие, по адресу Спросите электрика:
Пока все кажется довольно ясным и простым, Гэри из Клоке, Миннесота

Основная формула закона сопротивления для расчета электропроводки


Расчеты по закону Ома для электротехники

Использование закона Ома позволяет получить информацию, необходимую для понимания того, как проектировать электрические цепи.

Эта формула работает с тремя основными переменными и, в зависимости от того, что известно, может дать отсутствующий коэффициент, необходимый для определения размера цепи.

Закон Ома также используется при проектировании приборов и создании электрического оборудования и устройств.

стиль=”очистить: слева”>

Пример:
Схема микроволновой печи
Планирование схемы:

Устройство ________________

Вольт _________________

Ампер ________________

Количество ______________

Размер цепи Ампер ______

Сечение провода ____________

См. таблицу размеров проводов

7

7

Формула закона Ома для преобразования ватт:
(пересчет ватт в ампер)

ватт/вольт x количество = *общее количество ампер.

* Примечание. Сюда не входят коэффициент мощности или падение напряжения (длина провода).

Зная указанный размер цепи в амперах, не требуется расчет по закону Ома.

Знакомство с маркировкой электрооборудования и приборов


Преобразование ватт в киловатт/час


Вопрос:
Не подскажете, как перевести ватты в киловатты/часы?

Ответ Дейва:
Киловатты представляют собой 1000 ватт, поэтому 6000 ватт это то же самое, что 6 кВт.

Исходя из этого, если 6000 ватт энергии потребляются в течение одного часа, то это будет 6000 ватт в час.

Счетчик ватт-часов измеряет, сколько ватт электроэнергии потребляется в час. Счета за электроэнергию часто включают период пикового спроса, когда наибольшее количество электроэнергии потребляется за один час. Если этот высокий спрос на электроэнергию приходится на период пикового спроса в течение дня, это может повлиять на счет за электроэнергию, что приведет к его удорожанию.Если большое количество электроэнергии потребляется в периоды непикового спроса в течение дня, то счета за электроэнергию могут быть не такими дорогостоящими.


Видео по электромонтажу #2


Советы по электромонтажу для домашних электромонтажных работ Размыкающий автоматический выключатель, розетка на настенном выключателе, светильник без заземляющего провода, помощь в проектировании домашней электропроводки.

Смотрите больше видео о проводке дома от Ask The Electrician:


Узнайте больше из моего видеокурса по домашней электротехнике:

Не забудьте получить копию моей БОЛЬШОЙ Новая электронная книга:

Полное руководство по домашней электропроводке

Правильно подключите с помощью моей иллюстрированной книги по электромонтажу
Отлично подходит для любого проекта домашней проводки.


Узнайте, как правильно подключить провода! Узнайте больше о электропроводке в жилых домах
Идеально подходит для домовладельцев, студентов и электриков
Включает:
Домашняя электрическая проводка – комната за комнатой
Цепи 120 В
Цепи 240 В
Многопроводные схемы
Методы прокладки проводки для установки домашней электрической цепи
Электрические коды для домашней электропроводки
….и многое другое.

   




Закон Ома в действии

Закон Ома в действии
Когда напряжение подается на полный ток цепи начинает течь. В электрических цепях роль резистора обычно заключается в ограничении потока этого тока.Когда течет ток через резистор энергия преобразуется из электрической энергии в тепловую энергию, и появляется разность потенциалов или напряжение по выводам резистора. Напряжение на вашем образце будет изучаться как функция тока, протекающего в цепи.

Закон Ома описывает взаимосвязь между тремя важные электрические величины: I , ток; В , разность потенциалов; и R , сопротивление. Я = В / R , закон Ома, справедлив для широкого диапазона электрических устройства и электрические явления.

В этой лабораторной работе вы будете изменять величину подаваемого напряжения. к двум последовательно подключенным устройствам, одно со “стандартным” значением сопротивления и второй ваш “тестовый” образец. Мы рассчитываем ток по делим напряжение по эталону, В R , на сопротивление стандартное, R .

Необходимо выполнить второй расчет напряжения на проба.На схеме пробник напряжения в канале 2 измеряет общее напряжение, в то время как один в Ch3 измеряет напряжение на стандарт. Вычитая второе напряжение из первого, вы определить напряжение по эталону, В Т – В Р = В САМП

НАЗНАЧЕНИЕ
  • Соблюдение закона Ома в динамической ситуации
  • Сравните поведение различных электронных устройств

МАТЕРИАЛЫ

Переменный источник питания постоянного тока (0-10 вольт)

Компьютер с Logger Pro 3.х программное обеспечение

Зажимы

Пробники напряжения (2)

Нониусный интерфейс

Резисторы, диоды, светодиоды

  ПОДГОТОВКА ДЛЯ СБОРА ДАННЫХ
  1. Соберите необходимые электрические компоненты, провода, зажимы и источник питания. Соберите цепь, как показано на схеме с использованием резистора 1000 Вт для стандарта и резистора 470 Вт для тестовый образец. Прежде чем включить питание, включите ручку регулятора напряжения в минимальное положение.
  2. Подключите датчики напряжения к интерфейсу и подключите их на схему осторожно, соблюдая цвета подводящие провода, как показано на схеме. Это важно для того, чтобы для правильной интерпретации данных.
  3. Подключите LabPro к компьютеру, затем запустите Logger Программа Pro . Вы должны увидеть два напряжения (потенциала) показания в таблице данных и на вертикальной оси график.
  4. Щелкните значок «секундомер» рядом с кнопкой «Собрать». Задавать сбор данных в течение 10 секунд со скоростью 10 выборок в второй.
  5. Во время сбора данных вы будете регулировать мощность ручка управления подачей от самого низкого значения до самого высокого, а затем обратно один раз в течение 10 секунд. Потренируйтесь плавно перемещать ручку в это время сбора.
  6. Перейдите к Данные в строке меню и выберите Новый Вычисляемый столбец . Назовите столбец «Образец напряжения» и назвав его «Vsamp» в «вольтах», определите его как «Potential 1″-“Потенциал 2” с помощью раскрывающегося меню «Переменные».
  7. Вернитесь к Данные в строке меню, выбрав Новый Рассчитан столбец снова.На этот раз назовите новый столбец «Ток», назвав его «я» в «ампер». Определите его как «Потенциал 2». в раскрывающемся списке «Переменные», разделенное на значение вашего Стандартное сопротивление. Обратите внимание, что вам нужно будет изменить это определение (используйте параметры столбца в разделе данных ), когда вы меняете стандартный резистор.
  8. Измените вертикальную ось на графике, чтобы указать Напряжение. (Поместите курсор на метку оси Y, удерживайте кнопку мыши кнопку вниз, выберите Sample Voltage из меню. ) Изменить по горизонтальной оси для чтения Current аналогичным образом.

ПРОЦЕДУРА:

  1. Запишите значение вашего «стандартного» резистора и ваш «тестовый» образец находится в таблице данных.
  2. Установите источник питания на минимальное значение, затем на.
  3. Начать сбор данных, нажав кнопку «Собрать». Следуйте процессу, описанному в шаге подготовки (5).В по истечении 10 секунд сбор данных будет остановлен автоматически.
  4. Щелкните значок Автомасштабирование (заглавная буква А и оси графика). Изучите полученный график. Нарисуйте его и обязательно подпишите это с пробным номером и устройством, используемым для Образец.
  5. Какова форма графика? Что это означает о токе через образец устройства, поскольку напряжение разнообразный?
  6. Если график представляет собой прямую линию, определите наклон линии. Сообщите значение в таблице данных включая единицы.
  7. В разделе Experiment выберите Store Latest Run . В таблицу данных на компьютере, прокрутите до столбцов, помеченных «Запуск 1». Дважды щелкните метку и измените ее, чтобы представить образец, который вы использовали. Затем перейдите к Data и выберите Скрыть набор данных , затем набор, который вы только что пометили.

    НОВОЕ УСТРОЙСТВО

  8. Получите диод и вставьте его для вашего тестовый образец с использованием последовательного резистора, рекомендованного в таблице ниже.Повторите шаги процедуры с 1 по 7 в процедуре над. Если вы получаете график тока, который остается по существу ноль, это может быть из-за того, что диод повернут, поэтому он не проводящий. Повторите процедуру, но включите диод в противоположное направление.
  9. Зарисуйте полученный график и обсудите его значение.
  10. Как ты подавал на диод все большее и большее напряжение (поднимаясь по оси Y), как диод отреагировал на позволяет течь току? При каком напряжении диод “повернулся” on”? Германиевый диод имеет “напряжение колена” примерно 0.3 вольт, в то время как кремниевый диод имеет коленное напряжение примерно 0,45 вольт. Как вы думаете, какой у вас диод?

    ДРУГОЕ УСТРОЙСТВО

  11. Повторите описанную выше процедуру, используя светодиод, излучающий свет. диод. Какое напряжение включения или колена для вашего светодиода? какой цвет был?
  12. Повторите, используя светодиод другого цвета. Есть ли шаблон между напряжением колена и цветом? Цвета ближе к синему концу спектр имеет более короткие длины волн и более высокие частоты, чем цвета ближе к красному концу спектра.Из вашей работы выше, энергия света скорее пропорциональна длина волны или частота?

НАСТРОЙКИ

Образец Стандартное сопротивление
470 Вт Резистор 1000 Вт
Резистор 2200 Вт 1000 Вт
Диод – 1N4002 330 Вт
ВЕЛ 330 Вт
ТАБЛИЦА ДАННЫХ

испытание Тестовый образец Стандарт
Сопротивление
Наклон V vs. я график Колено Напряжение

единиц

1

2

3

4

5

6

  НОМЕР

  ПРИМЕЧАНИЯ
При работе со светодиодами вы заметите разные «напряжения колена» для разных цветов. Они отражают энергия, необходимая для создания различных цветов света. Когда работая с синим светодиодом, вам, возможно, придется использовать еще меньший стандартный резистор, вроде 100 Вт. Свяжите напряжение колена с цветом, а затем подумайте о связь между цветом, частотой и энергией света.

Щелкните здесь для MS Word версия для компьютера – ohmslaw.doc

Щелкните здесь, чтобы просмотреть версию в формате pdf для компьютера – Закон Ома.пдф

Щелкните здесь для версии MS Word для калькулятор (EasyData) – ohmslaw-easy.doc

Щелкните здесь для просмотра pdf-версии калькулятора (EasyData) – ohmslaw-easy.pdf

Щелкните здесь, чтобы просмотреть короткую страницу информация для учителей – Teacherinfo.doc

К. Баккен
июль 2007 г.

Применение закона Ома


В этой лабораторной работе вы будете использовать закон Ома для расчета соотношения между напряжением, током и сопротивлением.

Необходимые детали:

Лист бумаги
Калькулятор
Карандаш

  • Посмотрите на схему ниже.
  • Используя закон Ома, V = I X R, I = V/R или R = V/I и рассчитайте недостающие значения.

Ваша задача состоит в том, чтобы рассчитать количество тока , которое будет поступать на каждую лампу с учетом различных сопротивлений, указанных ниже. Калькулятор может оказаться полезным в этой части лабораторной работы.
Для быстрых решений я также использую Google «Калькулятор закона Ома» и нахожу множество веб-сайтов, на которых эти калькуляторы легко доступны.

Обратите внимание на схему цепи ниже , и вы увидите полную цепь с отталкиванием электронов и притяжением протонов, исходящих от положительного и отрицательного полюсов батареи.

Обратите внимание на схематический символ батареи с длинными и короткими параллельными линиями схематического символа, и вы также можете представить себе параллельные пластины кусочков картона Александра Вольты, пропитанные солевым раствором, удерживающие и высвобождающие электронный заряд. Обратите внимание на круг с проволочной петлей внутри.Это схематическое обозначение лампочки, и вы можете представить его как нить накала внутри лампочки. Вы уже знаете схематическое обозначение резистора волнистой линией в верхней части изображения ниже.

9087

Схема батареи батареи, резистора и лампы в полной схеме

Если у вас есть резистор 1 к Ом и напряжением 9 вольт, и вы хотите чтобы узнать, сколько у вас ампер. Наши правила таковы: V = I X R или I = V / R или R = V / I
I = 9 / 1000 = .009 А (ампер), что соответствует 9 мА (миллиамперам)

1 ампер соответствует 1000 миллиампер , поэтому, когда вы выполняете математику, используя амперы, просто переместите десятичный знак на 3 знака вправо, и вы получите ампер переводится в миллиампер. Решите проблемы ниже.

 

R = 10кОм, В = 9В, I = _____________мА
R = 1000Ом В = 5В, I = _________А = _____________A
R = 490 Ом V = 5 В, I = _____________ мА

 

Вы можете настроить резисторы, добавив их в цепь так называемой серии

Вы также можете рассчитать, сколько ватт у вас есть, используя приведенные ниже формулы.

P = мощность в ваттах
E = напряжение в вольтах
I = ток в амперах
R = сопротивление в омах

P = E2 / R
P = I 2 * R
P = E * I складываются вместе для создания уникальных значений. В последовательной цепи добавление резистора 1 + резистора 2 даст вам общее сопротивление, которое является суммой двух. Следовательно, если у вас есть резистор на 100 Ом и другой резистор на 1000 Ом, два последовательных резистора будут иметь сопротивление 1100 Ом. Это позволяет вам создавать пользовательские значения сопротивления, которых может не быть в ваших электронных расходных материалах.

Теперь последовательно подключите к макету несколько резисторов и измерьте их сопротивление. Используйте формулу R1 + R2, чтобы вычислить значения и сравнить их с результатами измерений. Схема последовательной цепи приведена ниже.

 


Вот пример схемы последовательной цепи, включающей 2 резистора, лампу и батарею.

 

Вы также можете настроить значение резисторов с помощью параллельной цепи ниже. Формула, чтобы вычислить то, что общая стоимость будет:

резистор 1 98 9029 резистор 2 = = Резистор 10370

2 резистор 1 + резистор 2

S Cheimatic из параллельной схемы

Используйте белый макет и создайте несколько параллельных цепей с некоторыми резисторами, и оба вычислить общее сопротивление с использованием формулы непосредственно выше и используйте свой измеритель для измерения результатов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.