Содержание

Как читается закон ома для участка цепи — MOREREMONTA

Немецкий физик Георг Симон Ом (1787—1854) открыл основной закон электрической цепи.

Закон Ома для участка цепи:

Определение: Cила тока I на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению U на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению R.

  1. I — сила тока (в системе СИ измеряется — Ампер)
  2. Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
  3. Формула: I=frac
  4. U — напряжение (в системе СИ измеряется — Вольт)

Падение напряжения на участке проводника равно произведению силы тока в проводнике на сопротивление этого участка.

Формула: U=IR

  • R— электрическое сопротивление (в системе СИ измеряется — Ом).
  • Электрическое сопротивление R это отношение напряжения на концах проводника к силе тока, текущего по проводнику.
  • Формула
    R=frac
  • Определение единицы сопротивления — Ом

    1 Ом представляет собой электрическое сопротивление участка проводника, по которому при напряжении 1(Вольт) протекает ток 1 (Ампер).

    Закон Ома для полной цепи

    Определение: Сила тока в цепи пропорциональна действующей в цепи ЭДС и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника

    Формула I=frac <varepsilon>

    • varepsilon — ЭДС источника напряжения, В;
    • I — сила тока в цепи, А;
    • R — сопротивление всех внешних элементов цепи, Ом;
    • r — внутреннее сопротивление источника напряжения, Ом.

    Как запомнить формулы закона Ома

    Треугольник Ома поможет запомнить закон. Нужно закрыть искомую величину, и два других символа дадут формулу для её вычисления.

    .

    • U — электрическое напряжение;
    • I — сила тока;
    • P — электрическая мощность;
    • R — электрическое сопротивление

    Смотри также:

    Для закрепления своих знаний решай задания и варианты ЕГЭ по физике с ответами и пояснениями.

    Скажу сразу, что закон Ома – основной закон электротехники и применяется для расчета таких величин, как: ток, напряжение и сопротивление в цепи.

    Рассмотрим электрическую цепь, приведенную на рисунке 1.

    Рисунок 1. Простейшая цепь, поясняющея закон Ома.

    Мы знаем, что электрический ток, то есть поток электронов, возникает в цепи между двумя точками (на рисунке А и Б) с разными потенциалами. Тогда следует считать, что чем больше разность потенциалов, тем большее количество электронов переместятся из точки с низким потенциалом (Б) в точку с высоким потенциалом (А). Количественно ток выражается суммой зарядов прошедших через заданную точку и увеличение разности потенциалов, то есть приложенного напряжения к резистору R, приведет к увеличению тока через резистор.

    С другой стороны сопротивление резистора противодействует электрическому току. Тогда следует сказать, что чем больше сопротивление резистора, тем меньше будет средняя скорость электронов в цепи, а это ведет к уменьшению тока через резистор.

    Совокупность двух этих зависимостей (тока от напряжения и сопротивления) известна как закон Ома для участка цепи и записывается в следующем виде:

    I=U/R

    Это выражение читается следующим образом: сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

    Следует знать что:

    I – величина тока, протекающего через участок цепи;

    U – величина приложенного напряжения к участку цепи;

    R – величина сопротивления рассматриваемого участка цепи.

    При помощи закона Ома для участка цепи можно вычислить приложенное напряжение к участку цепи (рисунок 1), либо напряжение на входных зажимах цепи (рисунок 2).

    Рисунок 2. Последовательная цепь, поясняющая расчет напряжения на зажимах цепи.

    В этом случае формула (1) примет следующий вид:

    U = I *R

    Но при этом необходимо знать ток и сопротивление участка цепи.

    Третий вариант закона Ома для участка цепи, позволяющий рассчитать сопротивление участка цепи по известным значениям тока и напряжения имеет следующий вид:

    R =U/I

    Как запомнить закон Ома: маленькая хитрость!

    Для того, что бы быстро переводить соотношение, которое называется закон Ома, не путаться, когда необходимо делить, а когда умножать входящие в формулу закона Ома величины, поступайте следующим образом. Напишите на листе бумаги величины, которые входят в закон Ома, так как показано на рисунке 3.

    Рисунок 3. Как запомнить закон Ома.

    Теперь закройте пальцем, ту величину, которую необходимо найти. Тогда относительное расположение оставшихся незакрытыми величин подскажет, какое действие необходимо совершить для вычисления неизвестной величины.

    ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

    Говорят: «не знаешь закон Ома – сиди дома». Так давайте же узнаем (вспомним), что это за закон, и смело пойдем гулять.

    Основные понятия закона Ома

    Как понять закон Ома? Нужно просто разобраться в том, что есть что в его определении. И начать следует с определения силы тока, напряжения и сопротивления.

    Сила тока I

    Пусть в каком-то проводнике течет ток. То есть, происходит направленное движение заряженных частиц – допустим, это электроны. Каждый электрон обладает элементарным электрическим зарядом (e= -1,60217662 × 10 -19 Кулона). В таком случае через некоторую поверхность за определенный промежуток времени пройдет конкретный электрический заряд, равный сумме всех зарядов протекших электронов.

    Отношение заряда к времени и называется силой тока. Чем больший заряд проходит через проводник за определенное время, тем больше сила тока. Сила тока измеряется в Амперах.

    Напряжение U, или разность потенциалов

    Это как раз та штука, которая заставляет электроны двигаться. Электрический потенциал характеризует способность поля совершать работу по переносу заряда из одной точки в другую. Так, между двумя точками проводника существует разность потенциалов, и электрическое поле совершает работу по переносу заряда.

    Физическая величина, равная работе эффективного электрического поля при переносе электрического заряда, и называется напряжением. Измеряется в Вольтах. Один Вольт – это напряжение, которое при перемещении заряда в 1 Кл совершает работу, равную 1 Джоуль.

    Сопротивление R

    Ток, как известно, течет в проводнике. Пусть это будет какой-нибудь провод. Двигаясь по проводу под действием поля, электроны сталкиваются с атомами провода, проводник греется, атомы в кристаллической решетке начинают колебаться, создавая электронам еще больше проблем для передвижения. Именно это явление и называется сопротивлением. Оно зависит от температуры, материала, сечения проводника и измеряется в Омах.

    Памятник Георгу Симону Ому

    Формулировка и объяснение закона Ома

    Закон немецкого учителя Георга Ома очень прост. Он гласит:

    Сила тока на участке цепи прямо пропорционально напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

    Георг Ом вывел этот закон экспериментально (эмпирически) в 1826 году. Естественно, чем больше сопротивление участка цепи, тем меньше будет сила тока. Соответственно, чем больше напряжение, тем и ток будет больше.

    Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы

    Данная формулировка закона Ома – самая простая и подходит для участка цепи. Говоря "участок цепи" мы подразумеваем, что это однородный участок, на котором нет источников тока с ЭДС. Говоря проще, этот участок содержит какое-то сопротивление, но на нем нет батарейки, обеспечивающей сам ток.

    Если рассматривать закон Ома для полной цепи, формулировка его будет немного иной.

    Пусть у нас есть цепь, в ней есть источник тока, создающий напряжение, и какое-то сопротивление.

    Закон запишется в следующем виде:

    Объяснение закона Ома для полой цепи принципиально не отличается от объяснения для участка цепи. Как видим, сопротивление складывается из собственно сопротивления и внутреннего сопротивления источника тока, а вместо напряжения в формуле фигурирует электродвижущая сила источника.

    Кстати, о том, что такое что такое ЭДС, читайте в нашей отдельной статье.

    Как понять закон Ома?

    Чтобы интуитивно понять закон Ома, обратимся к аналогии представления тока в виде жидкости. Именно так думал Георг Ом, когда проводил опыты, благодаря которым был открыт закон, названный его именем.

    Представим, что ток – это не движение частиц-носителей заряда в проводнике, а движение потока воды в трубе. Сначала воду насосом поднимают на водокачку, а оттуда, под действием потенциальной энергии, она стремиться вниз и течет по трубе. Причем, чем выше насос закачает воду, тем быстрее она потечет в трубе.

    Отсюда следует вывод, что скорость потока воды (сила тока в проводе) будет тем больше, чем больше потенциальная энергия воды (разность потенциалов)

    Сила тока прямо пропорциональна напряжению.

    Теперь обратимся к сопротивлению. Гидравлическое сопротивление – это сопротивление трубы, обусловленное ее диаметром и шероховатостью стенок. Логично предположить, что чем больше диаметр, тем меньше сопротивление трубы, и тем большее количество воды (больший ток) протечет через ее сечение.

    Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению.

    Такую аналогию можно проводить лишь для принципиального понимания закона Ома, так как его первозданный вид – на самом деле довольно грубое приближение, которое, тем не менее, находит отличное применение на практике.

    В действительности, сопротивление вещества обусловлено колебанием атомов кристаллической решетки, а ток – движением свободных носителей заряда. В металлах свободными носителями являются электроны, сорвавшиеся с атомных орбит.

    Ток в проводнике

    В данной статье мы постарались дать простое объяснение закона Ома. Знание этих на первый взгляд простых вещей может сослужить Вам неплохую службу на экзамене. Конечно, мы привели его простейшую формулировку закона Ома и не будем сейчас лезть в дебри высшей физики, разбираясь с активным и реактивным сопротивлениями и прочими тонкостями.

    Если у Вас возникнет такая необходимость, Вам с удовольствием помогут сотрудники нашего студенческого сервиса. А напоследок предлагаем Вам посмотреть интересное видео про закон Ома. Это действительно познавательно!

    Закон Ома для участка цепи

    Скажу сразу, что закон Ома – основной закон электротехники и применяется для расчета таких величин, как: ток, напряжение и сопротивление в цепи.

    Рассмотрим электрическую цепь, приведенную на рисунке 1.

    Рисунок 1. Простейшая цепь, поясняющея закон Ома.

    Мы знаем, что электрический ток, то есть поток электронов, возникает в цепи между двумя точками (на рисунке А и Б) с разными потенциалами. Тогда следует считать, что чем больше разность потенциалов, тем большее количество электронов переместятся из точки с низким потенциалом (Б) в точку с высоким потенциалом (А). Количественно ток выражается суммой зарядов прошедших через заданную точку и увеличение разности потенциалов, то есть приложенного напряжения к резистору R, приведет к увеличению тока через резистор.

    С другой стороны сопротивление резистора противодействует электрическому току. Тогда следует сказать, что чем больше сопротивление резистора, тем меньше будет средняя скорость электронов в цепи, а это ведет к уменьшению тока через резистор.

    Совокупность двух этих зависимостей (тока от напряжения и сопротивления) известна как закон Ома для участка цепи и записывается в следующем виде:

    I=U/R

    Это выражение читается следующим образом: сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

    Следует знать что:

    I – величина тока, протекающего через участок цепи;

    U – величина приложенного напряжения к участку цепи;

    R – величина сопротивления рассматриваемого участка цепи.

    При помощи закона Ома для участка цепи можно вычислить приложенное напряжение к участку цепи (рисунок 1), либо напряжение на входных зажимах цепи (рисунок 2).

    Рисунок 2. Последовательная цепь, поясняющая расчет напряжения на зажимах цепи.

    В этом случае формула (1) примет следующий вид:

    U = I *R

    Но при этом необходимо знать ток и сопротивление участка цепи.

    Третий вариант закона Ома для участка цепи, позволяющий рассчитать сопротивление участка цепи по известным значениям тока и напряжения имеет следующий вид:

    R =U/I

    Как запомнить закон Ома: маленькая хитрость!

    Для того, что бы быстро переводить соотношение, которое называется закон Ома, не путаться, когда необходимо делить, а когда умножать входящие в формулу закона Ома величины, поступайте следующим образом. Напишите на листе бумаги величины, которые входят в закон Ома, так как показано на рисунке 3.

    Рисунок 3. Как запомнить закон Ома.

    Теперь закройте пальцем, ту величину, которую необходимо найти. Тогда относительное расположение оставшихся незакрытыми величин подскажет, какое действие необходимо совершить для вычисления неизвестной величины.

    Подробнее можно узнать в мультимедийном учебнике по основам электротехники и электроники.

    ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

    Похожие материалы:

    Добавить комментарий

    Закон Ома для участка цепи: формулировка и формула, применение

     

    От силы тока в цепи зависит величина воздействия, которое ток может оказывать на проводник, будь то тепловое, химическое или магнитное действие тока. То есть, регулируя силу тока, можно управлять его воздействием. Электрический ток, в свою очередь – это упорядоченное движение частиц под действием электрического поля.

    Зависимость силы тока и напряжения

    Очевидно, что чем сильнее поле действует на частицы, тем больше будет сила тока в цепи. Электрическое поле характеризуется величиной, называемой напряжением. Следовательно, мы приходит к выводу, что сила тока зависит от напряжения.

    И действительно, опытным путем удалось установить, что сила тока связана с напряжением прямо пропорционально. В случаях, когда изменяли величину напряжения в цепи, не меняя всех остальных параметров, сила тока возрастала или уменьшалась во столько же раз, во сколько меняли напряжение.

    Связь с сопротивлением

    Однако любая цепь или участок цепи характеризуются еще одной немаловажной величиной, называемой сопротивлением электрическому току. Сопротивление связано с силой тока обратно пропорционально. Если на каком-либо участке цепи изменить величину сопротивления, не меняя напряжения на концах этого участка, сила тока также изменится. Причем если мы уменьшим величину сопротивления, то сила тока возрастет во столько же раз. И, наоборот, при увеличении сопротивления сила тока пропорционально уменьшается.

    Формула закона Ома для участка цепи

    Сопоставив две эти зависимости, можно прийти к такому же выводу, к которому пришел немецкий ученый Георг Ом в 1827 г. Он связал воедино три вышеуказанные физические величины и вывел закон, который назвали его именем. Закон Ома для участка цепи гласит:

    Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

    I=U/R,

    где I – сила тока,
    U – напряжение,
    R – сопротивление.

    Применение закона Ома

    Закон Ома – один из основополагающих законов физики. Открытие его в свое время позволило сделать огромный скачок в науке. В настоящее время невозможно себе представить любой самый элементарный расчет основных электрических величин для любой цепи без использования закона Ома. Представление об этом законе – это не удел исключительно инженеров-электронщиков, а необходимая часть базовых знаний любого мало-мальски образованного человека. Недаром есть поговорка: «Не знаешь закон Ома – сиди дома».

    Из формулы для закона Ома можно рассчитать также величины напряжения и сопротивления участка цепи:

    U=IR    и    R=U/I

    Правда, следует понимать, что в собранной цепи величина сопротивления некоторого участка цепи есть величина постоянная, поэтому при изменении силы тока будет изменяться только напряжение и наоборот. Для изменения сопротивления участка цепи следует собрать цепь заново. Расчет же требуемой величины сопротивления при проектировании и сборке цепи можно произвести по закону Ома, исходя из предполагаемых значений силы тока и напряжения, которые будут пропущены через данный участок цепи.

    Нужна помощь в учебе?



    Предыдущая тема: Сопротивление тока: притяжение ядер, проводники и непроводники
    Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspРасчёт сопротивления проводников и реостаты: формулы

    формулы и определения / Блог / Справочник :: Бингоскул

    Немецкий физик Георг Симон Ом (1787—1854) открыл основной закон электрической цепи.

     

    Закон Ома для участка цепи:

    Определение: Cила тока I на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению U на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению R.

    1. I — сила тока (в системе СИ измеряется — Ампер)
      • Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
      • Формула: I=\frac{U}{R}
    2. U — напряжение (в системе СИ измеряется — Вольт)
      • Падение напряжения на участке проводника равно произведению силы тока в проводнике на сопротивление этого участка.
      • Формула: U=IR
    3. R — электрическое сопротивление (в системе СИ измеряется — Ом).
      • Электрическое сопротивление R это отношение напряжения на концах проводника к силе тока, текущего по проводнику.
      • Формула R=\frac{U}{I}

     

      Определение единицы сопротивления — Ом

      1 Ом представляет собой электрическое сопротивление участка проводника, по которому при напряжении 1 (Вольт) протекает ток 1 (Ампер).

       

      Закон Ома для полной цепи

      Определение: Сила тока в цепи пропорциональна действующей в цепи ЭДС и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника

       

      Формула I=\frac{\varepsilon}{R+r}

      • \varepsilon — ЭДС источника напряжения, В;
      • I — сила тока в цепи, А;
      • R — сопротивление всех внешних элементов цепи, Ом;
      • r — внутреннее сопротивление источника напряжения, Ом.

       

      Как запомнить формулы закона Ома

      Треугольник Ома поможет запомнить закон. Нужно закрыть искомую величину, и два других символа дадут формулу для её вычисления.

      .

       

      • U — электрическое напряжение;
      • I — сила тока;
      • P — электрическая мощность;
      • R — электрическое сопротивление

       

      Смотри также:

       

      Для закрепления своих знаний решай задания и варианты ЕГЭ по физике с ответами и пояснениями.

      1. Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка электрической цепи

      Соберем электрическую цепь, состоящаю из источника тока (который позволяет плавно менять напряжение), амперметра, спирали из никелиновой проволоки (проводника), ключа и параллельно присоединённого к спирали вольтметра (схема этой цепи показана рядом, прямоугольником условно обозначен проводник).

       

       

      Замкнем цепь и отметим показания приборов. Затем при помощи источника тока плавно изменим напряжение (лучше всего увеличить его вдвое). Напряжение на спирали при этом тоже увеличится вдвое, и амперметр покажет вдвое большую силу тока. Увеличивая напряжение в три раза, напряжение на спирали увеличивается втрое, во столько же раз увеличивается сила тока.
      Таким образом, опыт показывает, что во сколько раз увеличивается напряжение, приложенное к одному и тому же проводнику, во столько же раз увеличивается сила тока в нём. Другими словами,

      Обрати внимание!

      Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.

      Эту зависимость можно изобразить графически. Ее называют зависимостью силы тока в проводнике от напряжения между концами этого проводника.

       

       

      Включая в электрическую цепь источника тока различные проводники и амперметр, можно заметить, что при разных проводниках показания амперметра различны, т. е. сила тока в данной цепи различна.

       

       

      Графики тоже будут отличаться.

       

       

      Вольтметр, поочерёдно подключаемый к концам этих проводников, показывает одинаковое напряжение. Значит, сила тока в цепи зависит не только от напряжения, но и от свойств проводников, включённых в цепь. Зависимость силы тока от свойств проводника объясняется тем, что разные проводники обладают различным электрическим сопротивлением.

      Обрати внимание!

      Электрическое сопротивление — физическая величина. Обозначается оно буквой R.

      За единицу сопротивления принимают \(1\)ом — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах \(1\)вольт сила тока равна \(1\)амперу.

      Кратко это записывают так: 1 Ом =1 В1 АПрименяют и другие единицы сопротивления: миллиом (мОм), килоом (кОм), мегаом (МОм).

       

      \(1\) мОм = \(0,001\) Ом;

      \(1\) кОм = \(1000\) Ом;

      \(1\) МОм = \(1 000 000\) Ом.

       

      Причина сопротивления  заключается в следующем: электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решётки металла. При этом замедляется упорядоченное движение электронов и сквозь поперечное сечение проводника проходит за \(1\) с меньшее их число. Соответственно уменьшается и переносимый электронами за \(1\) с заряд, т. е. уменьшается сила тока. Таким образом, каждый проводник как бы противодействует электрическому току, оказывает ему сопротивление. Итак,

       

      Обрати внимание!

      причиной сопротивления является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решётки.

      Чтобы ответить на вопрос, как зависит сила тока в цепи от сопротивления, обратимся к опыту.

       

       

      На рисунке изображена электрическая цепь, источником тока в которой является аккумулятор. В эту цепь по очереди включают проводники, обладающие различными сопротивлениями. Напряжение на концах проводника во время опыта поддерживается постоянным. За этим следят по показаниям вольтметра. Силу тока в цепи измеряют амперметром. Ниже приведены результаты опытов с тремя различными проводниками.

       

      Напряжение на концах проводника, ВСопротивление проводника, ОмСила тока в цепи, А

      \(2\)

      \(1\)

      \(2\)

      \(2\)

      \(2\)

      \(1\)

      \(2\)

      \(4\)

      \(0,5\)

      Обобщая результаты опытов, приходим к выводу, что

       

      Обрати внимание!

      сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

      Зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка называется законом Ома по имени немецкого ученого Георга Ома, открывшего этот закон в \(1827\) году.
      Закон Ома читается так:

      сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

      И записывается так:

       

      I=UR,

       

      где \(I \)— сила тока в участке цепи, \(U\) — напряжение на этом участке, \(R\) — сопротивление участка.

      Зависимость силы тока от сопротивления проводника при одном и том же напряжении на его концах может быть показана графически:

       

       

       

      Найти сопротивление экспериментально можно несколькими способами:

       

       

      где  обозначение омметра в цепи (или мультиметра в режиме измерения сопротивления).

      Источники:

      Перышкин А. В Физика. 8 класс // ДРОФА, 2013

      http://xn--h2adlho.xn--g1ababalj7azb.xn--p1ai/375/
      http://radiolove.ucoz.com/index/ne_znaesh_zakona_oma_sidi_doma/0-8

      Закон Ома для участка цепи

      Тема: Закон Ома для участка цепи

      Цели урока:

      раскрыть взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления на участке электрической цепи.

      развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов; продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач.

      развивать познавательный интерес к предмету, тренировка рационального метода запоминания форму

      Тип урока: изучение нового материала с использованием элементов проектной технологии

      1. Организационный момент. Тренинг «Здравствуйте»

      Цель тренинга: поднятие настроения, положительный настрой на урок, воспитание чувства дружбы, уважения.

      Здравствуйте. Давайте улыбнемся друг другу и пожелаем мысленно себе удачи.

      Ребята, у нас сегодня необычный урок. Его мы проведем в нестандартной форме. Я – президент фирмы, которая на конкурсной основе проводит набор сотрудников на вакантные места. Вы должны продемонстрировать ваши теоретические знания величин: силы тока, напряжения, сопротивления; сообщить исторические сведения об ученых; показать умения применять формулы при решении задач, продемонстрировать знание источников тока, амперметра, вольтметра, умение измерять силу тока и напряжение, строить график зависимости силы тока от напряжения. У вас будет возможность получить высокооплачиваемую работу, если вы наберете 9 и более баллов. Это соответствует оценке «5». Если вы наберете 7 – 8 баллов, то будете приняты на обычную работу. Это соответствует оценке «4».Если вы наберете 4 – 6 баллов, то будете приняты на работу с испытательным сроком и с условием проявить свое стремление к повышению квалификации. В этом случае вы получите оценку «3».Наша фирма заинтересована не только в высокой квалификации своих сотрудников, но и их коммуникативных, толерантных способностей, показать свою компетентность в данной области, поэтому я буду учитывать, как вы умеете слушать других людей, работать с ними вместе, за ваши ответы я буду вам «платить», давать жетон, который соответствует 1 баллу.

      2. Проверка Домашнего задания: вопросы по Ромашке Блума.

      Изучая тему “электрические явления”, вы знаете на данном этапе основные величины, характеризующие электрические цепи. И уже ремонтировали или будете ремонтировать бытовые электроприборы, проводку в квартире, но я надеюсь, что из вас никто не претендует на роль “всезнающего” и “все умеющего” электромонтера и вы не оставите поселок после вашего ремонта без света. А чтобы этого не произошло, недостаточно знать только в отдельности физические величины, характеризующие электрические цепи, их надо рассматривать во взаимозависимости. Вот взаимозависимость мы и будем раскрывать сегодня на уроке.

      Но для этого необходимо повторить пройденный материал по теме «Электрический ток»

      1. Что такое электрический ток? Какое значение имеет электрический ток в жизни человека?

      2. Какие условия необходимы для существования электрического тока?

      3.Назовите основные характеристики электрического тока ?

      4. Что такое сила тока? Какой буквой обозначается и в каких единицах измеряется сила тока?

      5. Как называется прибор для измерения силы тока? Правила включения его в цепь?

      6. Что такое напряжение? Какой буквой обозначается и в каких единицах измеряется напряжение?

      7. Как называется прибор для измерения напряжения? Правила включения его в цепь?

      8. Какое напряжение является безопасным для работы в помещении? Какая величина силы тока опасна для жизни человека?

      9. Что такое электрическое сопротивление? Какой буквой обозначается и в каких единицах измеряется электрическое сопротивление?

      10. Какую технику безопасности необходимо соблюдать при выполнении лабораторных работ по электричеству?

      3. Изучение новой темы через проведение физических экспериментов:

      Деление на 3 группы: эллипсы, треугольники, квадраты

      Задание группе №1. Установить зависимость между силой тока и напряжением в цепи. Используя флешь учебник «Закон Ома», страница 4, установить зависимость между силой тока и напряжением. В ходе выполнения опыта заполнить таблицу. Затем построить график зависимости между силой тока и напряжением. Сделать вывод.

      Сделайте вывод: При ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­__________________ напряжения в цепи,

      Сила тока ____________________.

      Задание группе №2. Установить зависимость между силой тока и сопротивлением в цепи. Используя флешь учебник «Закон Ома», страница 5 установить зависимость между силой тока и сопротивлением. В ходе выполнения заполнить таблицу. Затем построить график зависимости между силой тока и сопротивлением. Сделать вывод.

      Сделайте вывод: При ____________________сопротивления в цепи

      Сила тока _________________.

      Задание группе №3. Собрать электрическую схему, используя технологическую карту. По общим результатам учащиеся заполняют таблицу, строят график зависимости силы тока от сопротивления в цепи, делают вывод.

      Сделайте вывод: При ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­__________________ напряжения в цепи,

      Сила тока ____________________.

      При ____________________сопротивления в цепи

      Сила тока _________________.

      Какой отсюда следует вывод? Обобщая результаты опытов, приходим к выводу: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна сопротивлению.

      Зависимость силы тока от напряжения и сопротивления участка цепи называется законом Ома по имени немецкого ученого Ома, открывшего это закон. А читается он так: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению:

      Результаты эксперимента СО ВСЕМИ ДАННЫМИ рассказываются у доски всему классу.

      Для запоминания формулы закона Ома и последующего его применения для решения задач лучше пользоваться треугольником.

      Графическая зависимость силы тока от напряжения называется ВАХ (вольт – амперная характеристика) проводника.

      3. Закрепление

      Сборка электрической цепи по схеме с помощью Начала Электроники

      1.Соберите электрическую цепь, состоящую из двух лампочек, ключа и одной батарейки. Лампочки горят? Что необходимо сделать, чтобы лампочки работали? Дать объяснение

      2.Соберите электрическую цепь, состоящую из одной лампочки, ключа и двух батареек. Лампочка горит? Что необходимо сделать, чтобы лампочка горела? Дать объяснение.

      А где в жизни пригодятся знания, полученные на уроке? Демонстрация видеофрагмента. Параллельное включение электроприборов приводит к увеличению площади поперечного сечения проводника, а это приводит к уменьшению сопротивлению, так как сила тока зависит от сопротивления обратно пропорционально, это приводит в свою очередь к увеличению силы тока и к короткому замыканию.

      Задачи для самостоятельной работы

      1. Нагревательный элемент электрического чайника с сопротивлением 30 Ом находится под напряжением 120 В. Определите силу тока, протекающего по спирали.

      2.Найдите напряжение на концах нагревательного элемента, если его сопротивление 40 Ом, а сила тока 2 А.

      3. Чему равно сопротивление дуги электросварки напряжением 30В и силой тока 15 мА?

      4.Электрический утюг включен в сеть с напряжением 220В. Какова сила тока в нагревательном элементе утюга, если его сопротивление равно 50 Ом?

      5.Каким способом лампу, рассчитанную на напряжение 127В, можно включить в сеть с напряжением 220В?

      6.Сопротивление тела рыбы в среднем равно 180 Ом, напряжение, вырабатываемое электрическим скатом 60 В. Установите какое значение имеет для него сила тока.

      7. К участку цепи приложено напряжение 10В. Сопротивление этого участка 5Ом. Определить силу тока на участке цепи.

      8.Какое сопротивление имеет тело человека от ладони одной руки до ладони другой, если при напряжении 200 В по нему течет ток силой 2мА?

      9.Сопротивление вольтметра 12 кОм. Какая сила тока течет через вольтметр, если он показывает напряжение 220В?

      10.В паспорте амперметра написано, что его сопротивление 0,1 Ом. Найдите напряжение на зажимах амперметра, если он показывает силу тока 10А.

      Проверка понимания

      Ответить на вопросы теста:

      Тест

      Вариант 1

      1. Как зависит сила тока от сопротивления проводника?

      А. Сила тока прямо пропорциональна сопротивлению.

      Б. Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению.

      В.. Сила тока равна сопротивлению

      Г. Этой зависимости нет

      2. Математическая запись закона Ома

      А. Б. В. I= UR Г.

      3. В электрической цепи амперметр показывает 3 А, а вольтметр 6 В. Чему равно сопротивление резистора?

      А. 2 Ом. Б. 0,5 Ом. В. 18 Ом Г. 3 Ом.

      4. Напряжение на концах проводника увеличилось вдвое. Как изменилась сила тока, протекающего в проводнике?

      А. Уменьшилась в 2 раза В. Увеличилась в 2 раза

      Б. Не изменилась Г. Уменьшилась в 1,5 раза

      5. Можно лиэлектрическую лампу, рассчитанную на напряжение

      127 В, включать в цепь с напряжением 220 В?

      А. Нельзя. Сила тока в цепи превысит допустимое значение, и лампа перегорит

      Б. Можно. Ничего не произойдет

      В. Можно, но только в цепях с постоянным током.

      Вариант 2

      1. Как зависит сила тока от напряжения проводника?

      А. Сила тока пропорциональна напряжению.

      Б. Сила тока обратно пропорциональна напряжению.

      В. Этой зависимости нет. Г. Сила тока равна напряжению

      2. Формулировка закона Ома.

      А. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна его сопротивлению и обратно пропорциональна напряжению на этом участке.

      Б. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

      В. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна его сопротивлению и напряжению на этом участке.

      Г. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна произведению его сопротивления и напряжения на этом участке.

      3. Сила тока электрической лампы 0,5 А, сопротивление спирали 10 Ом. Найти напряжение на концах спирали.

      А. 8,5 В Б. 20 В. В. 0,05 В Г. 5 В.

      4. Необходимо вдвоеуменьшить силу тока в данном проводнике. Что для этого нужно сделать?

      А. Увеличить напряжение в 2 раза

      Б. Вдвое уменьшить сопротивление.

      В. Уменьшить напряжение в 2раза Г. Ничего не делать.

      5. Зависит ли сопротивление проводника от силы тока в нем и напряжения на его концах?

      А. Сопротивление зависит от силы тока и напряжения

      Б. Зависит от напряжения.

      В. Не зависит.

      Г. Зависит от силы тока.

      4. Подведение итогов урока:

      Мы с вами прошли трудный путь от предположений к доказательствам. Цели нашего исследования достигнуты. В ходе нашего исследования вы показали себя хорошими профессионалами, я высоко оценила ваши теоретические и практические знания и принимаю вас на высокооплачиваемую работу.

      И предлагаю вам оценить свои знания и умения по пятибальной шкале, заполнив таблицу: Проверочный лист оценивания:

      Знать

      Баллы:

      1

      2

      3

      4

      5

      Определение:

      Силы тока

      Напряжения

      Закон Ома

      Уметь

      Пользуясь формулой закона Ома рассчитывать силу тока, напряжение, сопротивление проводника

      По графику ВАХ определять силу тока, напряжение, сопротивление

      Приводить примеры использования закона Ома в повседневной жизни

      Приложение 1

      Технологическая карта.

      Приборы и материалы: три батарейки, спираль, амперметр, вольтметр, соединительные провода.

      Соберите схему электрической цепи по рис.1

      2.Замкните цепь и запишите показания вольтметра и амперметра в таблицу.

      3.Присоедините к первой батарейке вторую такую же и снова замкните цепь. Запишите показания приборов.

      4. Выполните измерения, соединив последовательно три таких батарейки. Результаты измерений занесите в таблицу.

      № опыта

      Напряжение на концах проводника, В

      Сила тока в цепи, А

      1

      2

      3

      5. Соберите электрическую схему по рисунку 2

      6. Замкните цепь и запишите показания амперметра и сопротивление резистора в таблицу

      7.Замените резистор сопротивлением 1 Ом на резистор сопротивлением 3 Ом, замкните цепь , запишите показания амперметра

      8. Замените резистор сопротивлением 3Ом на резистор сопротивлением 4 Ом, замкните цепь, запишите показания амперметра.

      Результаты измерений занесите в таблицу:

      № опыта

      Сопротивление резистора, Ом

      Сила тока в цепи, А

      1

      2

      3

      Сделайте вывод: При ­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­­__________________ напряжения в цепи,

      Сила тока ____________________.

      При ____________________сопротивления в цепи

      Сила тока _________________.

      Домашнее задание: изучение материала по учебнику, составить 6 вопросов по аналогии с ромашкой Блума.

      Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/119827-zakon-oma-dlja-uchastka-cepi

      Закон Ома для участка цепи с ила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника. Как зависит сила тока в цепи от сопротивления? Обратимся к опыту

      Закон Ома для участка цепи с ила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению - страница №1/1


      §44. Закон Ома для участка цепи

      Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.

      Как зависит сила тока в цепи от сопротивления? Обратимся к опыту.

      На рисунке изображена электрическая цепь, источником тока в которой является аккумулятор. В эту цепь по очереди включают проводники, обладающие различными сопротивлениями. Напряжение на концах проводника во время опыта поддерживается постоянным. За этим следят по показаниям вольтметра. Силу тока в цепи измеряют амперметром.

      В таблице приведены результаты опытов с тремя разными проводниками.


      № опыта

      Напряжение на концах проводника, В

      Сопротивление проводника, Ом

      Сила тока в цепи, А

      1

      2

      1

      2

      2

      2

      2

      1

      3

      2

      4

      0,5

      В опыте №1 сопротивление проводника 1 Ом и сила тока в цепи 2 А. Сопротивление второго проводника 2 Ом, т.е. в два раза больше, а сила тока в два раза меньше. В третьем случае сопротивление цепи увеличилось в четыре раза и во столько же раз уменьшилась сила тока. Напряжение на концах проводников во всех трёх опытах было одинаковое, равное 2 В.

      Вывод: сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

      Зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка цепи и сопротивления этого участка называется законом Ома по имени немецкого учёного Георга Ома, открывшего этот закон в 1827 г.

      Ом Георг (1787-1854) – немецкий физик. Он вывел теоретически подтвердил на опыте закон, выражающий связь между силой тока в цепи, напряжением и сопротивлением.

      Закон Ома читается так: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

      здесь I- сила тока в участке цепи,

      U – напряжение на этом участке,

      R–сопротивление

      участка.
      Единица сопротивления:

      Вольт-амперная характеристика (ВАХ)

      Вольт-амперная характеристика (ВАХ) — частный случай передаточных характеристик, определяющих зависимость (функцию) выходной величины от входной для данного конкретного устройства или схемы. Вольтамперная характеристика - это график зависимости тока через двухполюсник от напряжения на этом двухполюснике. Вольтамперная характеристика описывает поведение двухполюсника на постоянном токе. Чаще всего рассматривают ВАХ нелинейных элементов (степень нелинейности определяется коэффициентом нелинейности K = UdI / IdU), поскольку для линейных элементов ВАХ представляет собой прямую линию и не представляет особого интереса.

      Пример вольт-амперной характеристики.

      Характерные примеры элементов, обладающих существенно нелинейной ВАХ: диод, динистор, стабилитрон.

      Пример вольтамперной характеристики диода

      Для трехполюсных элементов (таких, как транзистор, тиристор или ламповый триод) часто строят семейства кривых, являющихся ВАХ для двухполюсника при так или иначе заданных параметрах на третьем выводе элемента.

      ВАХ транзистора.
      Необходимо отметить, что в реальной схеме, особенно работающей с относительно высокими частотами (близкими к границам рабочего частотного диапазона) для данного устройства реальная зависимость напряжения от времени может пробегать по траекториям, весьма далеким от “идеальной” ВАХ. Чаще всего это связано с емкостью или другими инертными свойствами элемента, то есть вольт-амперная характеристика зависит от частоты и иных параметров. Именно поэтому строят семейства (наборы) ВАХ для последовательного ряда значений того или иного параметра.

      Закон Ома и соотношение V-I-R

      В физике есть определенные формулы, которые настолько мощны и распространены, что достигают уровня общеизвестных знаний. Студент, изучающий физику, записывал такие формулы столько раз, что запоминал их, даже не пытаясь. Безусловно, для профессионалов в этой области такие формулы настолько важны, что остаются в их сознании. В области современной физики E = m • c 2 . В области ньютоновской механики существует F net = m • a.В области волновой механики v = f • λ. А в области текущего электричества ΔV = I • R.

      Преобладающим уравнением, которое пронизывает изучение электрических цепей, является уравнение

      ΔV = I • R

      Другими словами, разность электрических потенциалов между двумя точками в цепи ( ΔV ) эквивалентна произведению тока между этими двумя точками ( I ) и общего сопротивления всех электрических устройств, присутствующих между этими двумя точками ( R ).В остальной части этого раздела Физического класса это уравнение станет самым распространенным уравнением, которое мы видим. Это уравнение, часто называемое уравнением закона Ома , является мощным средством прогнозирования взаимосвязи между разностью потенциалов, током и сопротивлением.

      Закон Ома как предсказатель тока

      Уравнение закона Ома можно переформулировать и выразить как

      В качестве уравнения это служит алгебраическим рецептом для вычисления тока, если известны разность электрических потенциалов и сопротивление.Тем не менее, хотя это уравнение служит мощным рецептом решения проблем, это гораздо больше. Это уравнение указывает две переменные, которые могут повлиять на величину тока в цепи. Ток в цепи прямо пропорционален разности электрических потенциалов, приложенной к ее концам, и обратно пропорционален общему сопротивлению внешней цепи. Чем больше напряжение аккумулятора (то есть разность электрических потенциалов), тем больше ток. И чем больше сопротивление, тем меньше ток.Заряд идет с наибольшей скоростью, когда напряжение батареи увеличивается, а сопротивление уменьшается. Фактически, двукратное увеличение напряжения батареи привело бы к двукратному увеличению тока (если все остальные факторы остаются равными). А увеличение сопротивления нагрузки в два раза приведет к уменьшению тока в два раза до половины его первоначального значения.

      Приведенная ниже таблица иллюстрирует это соотношение как качественно, так и количественно для нескольких цепей с различными напряжениями и сопротивлением батарей.


      Строки 1, 2 и 3 показывают, что удвоение и утроение напряжения батареи приводит к удвоению и утроению тока в цепи. Сравнение строк 1 и 4 или строк 2 и 5 показывает, что удвоение общего сопротивления служит для уменьшения вдвое тока в цепи.

      Поскольку на ток в цепи влияет сопротивление, в цепях электроприборов часто используются резисторы, чтобы повлиять на величину тока, присутствующего в ее различных компонентах.Увеличивая или уменьшая величину сопротивления в конкретной ветви схемы, производитель может увеличивать или уменьшать величину тока в этой ветви . Кухонные приборы, такие как электрические миксеры и переключатели света, работают, изменяя ток в нагрузке, увеличивая или уменьшая сопротивление цепи. Нажатие различных кнопок на электрическом микшере может изменить режим с микширования на взбивание, уменьшив сопротивление и позволив большему току присутствовать в миксере.Точно так же поворот ручки регулятора яркости может увеличить сопротивление его встроенного резистора и, таким образом, уменьшить ток.

      На схеме ниже изображена пара цепей, содержащих источник напряжения (аккумуляторная батарея), резистор (лампочка) и амперметр (для измерения тока). В какой цепи у лампочки наибольшее сопротивление? Нажмите кнопку «Посмотреть ответ», чтобы убедиться, что вы правы.


      Уравнение закона Ома часто исследуется в физических лабораториях с использованием резистора, аккумуляторной батареи, амперметра и вольтметра.Амперметр - это устройство, используемое для измерения силы тока в заданном месте. Вольтметр - это устройство, оснащенное датчиками, которых можно прикоснуться к двум точкам цепи, чтобы определить разность электрических потенциалов в этих местах. Изменяя количество ячеек в аккумуляторной батарее, можно изменять разность электрических потенциалов во внешней цепи. Вольтметр может использоваться для определения этой разности потенциалов, а амперметр может использоваться для определения тока, связанного с этим ΔV.К батарейному блоку можно добавить батарею, и процесс можно повторить несколько раз, чтобы получить набор данных I-ΔV. График зависимости I от ΔV даст линию с крутизной, эквивалентной обратной величине сопротивления резистора. Это значение можно сравнить с заявленным производителем значением, чтобы определить точность лабораторных данных и справедливость уравнения закона Ома.

      Величины, символы, уравнения и единицы!

      Тенденция уделять внимание единицам - неотъемлемая черта любого хорошего студента-физика.Многие трудности, связанные с решением проблем, могут быть связаны с тем, что не уделили внимание подразделениям. Поскольку все больше и больше электрических величин и их соответствующих метрических единиц вводится в этот раздел учебного курса «Физический класс», становится все более важным организовать информацию в своей голове. В таблице ниже перечислены некоторые из введенных на данный момент количеств. Для каждой величины также указаны символ, уравнение и соответствующие метрические единицы.Было бы разумно часто обращаться к этому списку или даже делать свою копию и добавлять к ней по мере развития модуля. Некоторые студенты считают полезным составить пятый столбец, в котором приводится определение каждой величины.

      Кол-во Символ Уравнение (я) Стандартная метрическая единица Другие единицы
      Разность потенциалов

      (г.к.а. напряжение)

      ΔV ΔV = ΔPE / Q

      ΔV = I • R

      Вольт (В) J / C
      Текущий я I = Q / т

      I = ΔV / R

      Амперы (А) Усилитель или К / с

      или В / Ом

      Мощность п P = ΔPE / т

      (еще впереди)

      Ватт (Вт) Дж / с
      Сопротивление р R = ρ • L / A

      R = ΔV / I

      Ом (Ом) В / А
      Энергия E или ΔPE ΔPE = ΔV • Q

      ΔPE = P • t

      Джоуль (Дж) V • C или

      Вт • с

      (Обратите внимание, что символ C представляет собой кулоны.)

      В следующем разделе Урока 3 мы еще раз рассмотрим количественную мощность. Новое уравнение мощности будет введено путем объединения двух (или более) уравнений в приведенной выше таблице.

      Мы хотели бы предложить ... Зачем просто читать об этом и когда можно с этим взаимодействовать? Взаимодействие - это именно то, что вы делаете, когда используете одну из интерактивных функций The Physics Classroom.Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного средства построения цепей постоянного тока. Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Построитель цепей постоянного тока предоставляет учащемуся набор для построения виртуальных цепей. Легко перетащите источник напряжения, резисторы и провода на рабочее место. Соедините их, и у вас будет схема. Добавьте амперметр для измерения тока и используйте датчики напряжения для определения падения напряжения. Это так просто. И не нужно беспокоиться о поражении электрическим током (если, конечно, вы не читаете это в ванной).


      Проверьте свое понимание

      1. Что из перечисленного ниже приведет к уменьшению тока в электрической цепи? Выберите все, что подходит.

      а. уменьшить напряжение

      г. уменьшить сопротивление

      г. увеличить напряжение

      г.увеличить сопротивление

      2. Определенная электрическая цепь содержит батарею из трех элементов, провода и лампочку. Что из перечисленного может привести к тому, что лампа будет светить менее ярко? Выберите все, что подходит.

      а. увеличить напряжение АКБ (добавить еще одну ячейку)

      г. уменьшить напряжение аккумулятора (удалить элемент)

      г.уменьшить сопротивление цепи

      г. увеличить сопротивление цепи

      3. Вероятно, вас предупредили, чтобы вы не прикасались к электрическим приборам или даже к электрическим розеткам, когда ваши руки мокрые. Такой контакт более опасен, когда ваши руки мокрые (а не сухие), потому что мокрые руки вызывают ____.

      а.напряжение цепи должно быть выше

      г. напряжение цепи должно быть ниже

      г. ваше сопротивление будет выше

      г. ваше сопротивление должно быть ниже

      e. ток через тебя будет ниже

      4. Если бы сопротивление цепи было утроено, то ток в цепи был бы ____.

      а. треть от

      г. втрое больше

      г. без изменений

      г. ... бред какой то! Сделать такой прогноз невозможно.

      5. Если напряжение в цепи увеличить в четыре раза, то ток в цепи будет ____.

      а.четверть от

      г. в четыре раза больше

      г. без изменений

      г. ... бред какой то! Сделать такой прогноз невозможно.

      6. В схему подключены блок питания, резистор и амперметр (для измерения тока). Амперметр показывает значение тока 24 мА (миллиАмпер). Определите новый ток, если напряжение источника питания было...

      а. ... увеличился в 2 раза, а сопротивление осталось постоянным.

      г. ... увеличилось в 3 раза, а сопротивление осталось постоянным.

      г. ... уменьшилось в 2 раза, а сопротивление осталось постоянным.

      г. ... оставалось постоянным, а сопротивление увеличивалось в 2 раза.

      e. ... оставалось постоянным, а сопротивление увеличивалось в 4 раза.

      ф.... оставалось постоянным, а сопротивление уменьшалось в 2 раза.

      г. ... увеличилось в 2 раза, а сопротивление увеличилось в 2 раза.

      ч. ... увеличилось в 3 раза, а сопротивление уменьшилось в 2 раза.

      и. ... уменьшилось в 2 раза, а сопротивление увеличилось в 2 раза.

      7.Используйте уравнение закона Ома, чтобы дать числовые ответы на следующие вопросы:

      а. Электрическое устройство с сопротивлением 3,0 Ом позволит протекать через него току 4,0 А, если на устройстве наблюдается падение напряжения ________ Вольт.

      г. Когда на электрический нагреватель подается напряжение 120 В, через нагреватель будет протекать ток 10,0 А, если сопротивление составляет ________ Ом.

      г. Фонарик, который питается от 3 вольт и использует лампочку с сопротивлением 60 Ом, будет иметь ток ________ ампер.

      8. Используйте уравнение закона Ома для определения недостающих значений в следующих схемах.

      9. См. Вопрос 8 выше. В схемах схем A и B какой метод использовался для контроля тока в схемах? А в схемах схем C и D какой метод использовался для контроля тока в схемах?

      Что такое закон Ома - формульное уравнение »Электроника Примечания

      Закон Ома - один из самых фундаментальных законов теории электричества.Формула или уравнение закона Ома связывает напряжение и ток со свойствами проводника, то есть с его сопротивлением в цепи.


      Resistance Tutorial:
      Что такое сопротивление Закон Ома Омические и неомические проводники Сопротивление лампы накаливания Удельное сопротивление Таблица удельного сопротивления для распространенных материалов Температурный коэффициент сопротивления Электрическая проводимость Последовательные и параллельные резисторы Таблица параллельных резисторов


      Закон Ома - один из самых фундаментальных и важных законов, регулирующих электрические и электронные схемы.Он связывает ток, напряжение и сопротивление для линейного устройства, так что, если известны два, можно вычислить третье.

      Поскольку ток, напряжение и сопротивление являются тремя основными величинами цепи, это означает, что закон Ома также чрезвычайно важен.

      Закон Ома используется во всех областях электротехники и электроники. Он используется для расчета номинала резисторов, необходимых в цепях, а также может использоваться для определения тока, протекающего в цепи, где напряжение можно легко измерить на известном резисторе, но более того, закон Ома используется в огромное количество вычислений во всех формах электрических и электронных схем - практически везде, где течет ток.

      Открытие закона Ома

      Существует математическая зависимость, связывающая ток, напряжение и сопротивление. Немецкий ученый по имени Георг Ом провел множество экспериментов, пытаясь показать связь между ними. В те дни, когда он проводил свои эксперименты, не было счетчиков в том виде, в каком мы их знаем сегодня.

      Только после значительных усилий и со второй попытки ему удалось разработать то, что мы сегодня знаем как закон Ома.

      Примечание Георга Ома:

      Родившийся в Эрлангене, примерно в 50 милях к северу от Мюнхена в 1879 году, Георг Ом стал одним из тех, кто много исследовал новую науку, связанную с электричеством, обнаружив взаимосвязь между напряжением и током в проводнике - теперь этот закон действует. назвал Закон Ома, отдавая дань уважения проделанной им работе.

      Подробнее о Георг Ом.

      Что такое закон Ома?

      Закон Ома описывает способ протекания тока через материал при приложении разных уровней напряжения. Некоторые материалы, такие как электрические провода, имеют небольшое сопротивление току, и этот тип материала называется проводником. Следовательно, если этот провод, например, проложить прямо напротив батареи, будет протекать большой ток.

      В других случаях другой материал может препятствовать прохождению тока, но все же пропускать некоторые из них. В электрических схемах эти компоненты часто называют резисторами. Однако другие материалы практически не пропускают ток, и эти материалы называются изоляторами.


      Посмотрите наше видео о законе Ома

      Ом посмотрел на то, как ток течет в различных материалах, и смог разработать свой закон, который мы теперь называем законом Ома.

      Чтобы получить первое представление о том, что происходит, можно сравнить электрическую ситуацию с течением воды в трубе.Напряжение представлено давлением воды в трубе, ток представлен количеством воды, протекающей по трубе, и, наконец, сопротивление равно размеру трубы.

      Можно представить, что чем шире труба, тем больше воды будет течь. Причина этого в том, что большему количеству воды легче течь по более широкой трубе, чем по более узкой - более узкая труба оказывает большее сопротивление потоку воды. Кроме того, если давление в электронной трубе больше, то по той же трубе будет течь больше воды.

      Ом определил, что для обычных материалов удвоение напряжения удваивает ток, протекающий для данного компонента. Различные материалы или одни и те же материалы с разной формой будут иметь разные уровни сопротивления току.

      Определение закона Ома

      Закон Ома гласит, что ток, протекающий в цепи, прямо пропорционален приложенной разности потенциалов и обратно пропорционален сопротивлению в цепи.

      Другими словами, удвоив напряжение в цепи, удвоится и ток. Однако если сопротивление увеличится вдвое, ток упадет вдвое.

      В этом математическом соотношении единица сопротивления измеряется в Ом.

      Формула закона Ома

      Формула или уравнение закона Ома очень проста.

      Закон Ома можно выразить в математической форме:

      Где:
      V = напряжение, выраженное в вольтах
      I = ток, выраженный в амперах
      R = сопротивление, выраженное в омах

      Формулой можно управлять так, чтобы, если известны любые две величины, можно было вычислить третью.

      Треугольник закона Ома

      Чтобы запомнить формулу, можно использовать треугольник, одна сторона которого горизонтальна, а вершина наверху напоминает пирамиду. Иногда это называют треугольником закона Ома.

      В верхнем углу треугольника закона Ома находится буква V, в левом углу - буква I, а в правом нижнем углу - R.

      Чтобы использовать треугольник, закройте неизвестное количество, а затем вычислите его из двух других. Если они выстроены в линию, они умножаются, но если один находится поверх другого, их следует разделить.Другими словами, если необходимо рассчитать ток, напряжение делится на сопротивление, то есть V / R и так далее.

      Если необходимо рассчитать напряжение, оно определяется путем умножения силы тока на сопротивление, т. Е. I x R.

      Пример расчета закона Ома

      Если на резистор 500 Ом подается напряжение 10 В, определите величину тока, который будет протекать.

      Глядя на треугольник закона Ома, ток неизвестен, а напряжение и сопротивление остаются известными значениями.

      Таким образом, ток определяется делением напряжения на сопротивление.

      I = VR = 10500 = 0,02 A = 20 мА

      Пример 2
      Аналогичным образом можно использовать закон Ома для определения сопротивления, если известны ток и напряжение. Возьмем, например, напряжение 10 вольт, а ток 0,1 А. Используя треугольник закона Ома, можно увидеть, что:

      Пример 3
      Наконец, другая комбинация состоит в том, что если сопротивление и ток известны, тогда можно рассчитать ожидаемое напряжение на сопротивлении.Возьмем, к примеру, расстояние 250 Ом, через которое протекает ток 0,1 А, тогда напряжение можно рассчитать следующим образом:

      V = I R = 0,1 × 250 = 25 вольт

      Проводники омические и неомические

      Используя закон Ома, можно увидеть, что если бы напряжение и ток были нанесены на график для фиксированного резистора или отрезка провода и т. Д., То была бы прямая линия.

      Видно, что удвоение напряжения удваивает ток, который проходит через конкретный элемент схемы.

      График напряжения и тока для линейного сопротивления

      На графике есть две линии, одна для более высокого сопротивления - эта требует приложения большего напряжения для данного протекающего тока. Соответственно, у него должно быть более высокое сопротивление. И наоборот, кривая для более низкого сопротивления показывает компонент, который требует приложения более низкого напряжения для данного тока.

      Компоненты, имеющие прямую или прямую линию, подчиняются закону Ома и известны как омические проводники.Однако не все электрические электронные компоненты имеют прямолинейный график для напряжения и тока. По разным причинам они могут иметь разные вольт-амперные характеристики. Эти проводники часто называют неомическими.

      Закон Ома - одно из самых основных понятий в электротехнике и электронной технике. Концепция элемента, имеющего определенное сопротивление, которое определяет количество тока, протекающего через него при определенном напряжении, является ключом к работе практически всех цепей.

      Другие основные концепции электроники:
      Напряжение Текущий Мощность Сопротивление Емкость Индуктивность Трансформеры Децибел, дБ Законы Кирхгофа Q, добротность РЧ шум
      Вернуться в меню «Основные понятия электроники». . .

      Закон Ома

      Закон Ома

      КОНКРЕТНЫЕ ЗАДАЧИ

      • Для проверки закона Ома (V = Ri) путем построения графика зависимости V отя для провода и к определить сопротивление (R) провода.
      • Для проверки удельного сопротивления закон (R = L / A) путем построения графика зависимости R от L для провода и определения удельное сопротивление () для материала, из которого сделана проволока.
      • Ознакомиться с методом измерения вольтметром-амперметром сопротивление.

      ОБОРУДОВАНИЕ

      Доска с десятью отрезками проволоки длиной 1 метр, установленными между опорами, блок питания, аналоговый вольтметр, мультиметр используется как амперметр и позже как омметр, провод для подключения, микрометр.

      ГЛОССАРИЙ

      • ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ (R) устройства определяется как отношение напряжения (В) на устройстве к току (i) через устройство R = V / i. Единица сопротивления, Ом ( , Греческий буква заглавная омега), тогда определяется как сопротивление, когда один вольт существует поперек и через устройство протекает один ампер, = В / А.
      • ЗАКОН ОМА состояние некоторых материалов, где сопротивление постоянная независимо от напряжения, приложенного к устройству.Для материалов которые подчиняются закону Ома (некоторые не делают), график зависимости напряжения от тока дает прямая линия, наклон которой является сопротивлением материала.

      ИСТОРИЯ

      Для некоторых материалов сопротивление остается постоянным независимо от напряжения. применяется поперек него. Считается, что эти материалы подчиняются закону Ома. Поскольку сопротивление (R) является постоянным, график зависимости напряжения (В) от тока (i) дает прямая линия для этих материалов. Обратите внимание, что сопротивление всегда отношение напряжения на устройстве к току через устройство.Но сопротивление постоянно только для тех материалов, которые подчиняются закону Ома. Для В этом эксперименте мы будем изучать материал, который, как известно, подчиняется закону Ома.

      Закон Ома предлагает метод измерения сопротивления. Если вольтметр используется для измерения напряжения (В) на неизвестном сопротивлении (R), и амперметр используется для измерения силы тока (i) через то же неизвестное сопротивление, тогда R будет равно R = V / i. В два измерения V и i, конечно, должны быть сделаны одновременно. Некоторый дальнейшее рассмотрение метода вольтметра-амперметра (метод V-A) выявляет что есть врожденная ошибка.Рассмотрим две показанные схемы (cct.) ниже.

      В cct. 1, амперметр (A) считывает истинный ток (i) через неизвестный сопротивление (R), но вольтметр (V) считывает напряжение как на A, так и на R. Таким образом, значение V больше, чем требуется, поэтому вычисленное R будет ошибочным, т.е. будет слишком большим: R расчет = (V R + V A ) / i Амперметры обычно спроектирован так, чтобы иметь небольшое внутреннее сопротивление (20 Ом), поэтому, если R велико, затем ошибка (R calc - R) было бы маленьким я.е., практически вся V-мера проходит через R, и V A можно не учитывать по сравнению с V R .

      В cct. 2, вольтметр считывает истинное напряжение на R, но теперь амперметр считывает ток (i) как через вольтметр, так и через R. Таким образом, измеренный ток больше, чем требуется, поэтому рассчитанный R будет ошибочным, т.е. слишком маленьким:

      R расчет = V / (i R + i V ) Вольтметры обычно спроектирован так, чтобы иметь большое внутреннее сопротивление (мегаом), поэтому для практических Поэтому почти все i-мера протекает через резистор R, ток очень мал. протекает через вольтметр высокого сопротивления, а i V можно не учитывать по сравнению с i R .Учитывая роль внутреннего счетчика сопротивление, cct. 1 лучше (меньшая ошибка), если R большое, тогда как cct. 2 это предпочтительнее, если R мало.

      Омметр и мост Уитстона предоставляют два других метода для определение сопротивления. Омметр, как правило, не является прецизионным устройством. но подходит для многих электронных приложений. Мост Уитстона может доработать для обеспечения прецизионных мер сопротивления, которые могут потребоваться в использование такого, как термометр сопротивления.

      Свойство электрического сопротивления, которое может потребоваться учитывать в некоторых В некоторых случаях это зависит от температуры.Сопротивление (R) дан кем-то: R = R o (1 + T), где T - температура, R o - сопротивление при 0 o C и - ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ СОПРОТИВЛЕНИЯ. К счастью, мала для некоторых металлов, таких как медь и алюминий, но может быть относительно большой для других. Последние полезны в качестве термометров сопротивления. Вспоминая, что скорость производства тепла (Мощность = P) в сопротивлении (R), переносящий ток (i) определяется выражением

      Р = R i 2 .температурная зависимость сопротивления может быть, а может и не быть особенно актуально в зависимости от того, большой я или маленький.

      Омические материалы или устройства подчиняются закону Ома, но есть неомические вещи, к которым закон не может быть должным образом применен. В то время как Ома Закон действительно имеет широкое применение, но у него есть и ограничения.

      ЗАКОН СОПРОТИВЛЕНИЯ состоит в том, что R = L / A, где R - сопротивление провода длина L, площадь поперечного сечения A и изготовлен из материала, СОПРОТИВЛЕНИЕ которого составляет .Логически R пропорционально L, и R также пропорционально l / A, поэтому - константа пропорциональности, которая зависит только от материала, из которого сделана проволока, а не от длина, площадь поперечного сечения или форма провода.

      Одной из проверок закона удельного сопротивления может быть измерение сопротивления (R) различной длины (L) определенного калибра (диаметра или поперечного сечения площадь) и вид (материал) проволоки. Линейный график зависимости R от L должен показывают, что R пропорционально L и, согласно закону, наклон этого сюжета должно быть / А.Если измеряется диаметр проволоки, от которой площадь (А) Проволока может быть рассчитана, затем из крутизны зависимости R от L, можно было найти.

      ПРОЦЕДУРА

      1. Прочтите меры предосторожности при использовании мультиметр как измеритель тока. Имейте в виду, что цвета свинца провода в этом эксперименте будут отличаться от цветов зондов в меры предосторожности.
      2. Отрегулируйте источник питания на ноль вольт и подключите цепь, как показано ниже, оставляя зонд вольтметра (P) отключенным в это время.

        Закон Ома

      3. Подключите датчик вольтметра (P) к клемме 10 и проверьте проводку к убедитесь, что вольтметр (V) считывает напряжение на всем 10-метровом длина провода, в то время как амперметр (A) считывает ток через провод. Набор амперметр с функцией DCA и диапазоном 10 А. Включите вольтметр. Функция DCV и используйте диапазон 15 В. Включите блок питания и медленно увеличивайте напряжение до тех пор, пока A и V не начнут показывать показания. Это теперь вопрос одновременного чтения A и V, чтобы получить данные для V vs.я сюжет. В диапазон для i должен составлять от 0,2 до 0,8 А, и я не должен превышает 1,0 А. Подумайте о задействованных критериях и выберите текущие приращения, чтобы обеспечить соответствующее количество и распределение точки. Запишите эти данные V vs. i. При попытке прочитать напряжение и ток одновременно, возможно, два партнера могли бы показывать показания счетчика по какому-либо сигналу.

        Закон об удельном сопротивлении

      4. Отрегулируйте напряжение питания до нуля вольт и снимите датчик с терминалы.Увеличивайте напряжение источника питания до тех пор, пока ток через проволока составляет около 0,75 А. Через несколько минут, когда термическое равновесие установится. достигнута, ток должен стабилизироваться. Поднесите датчик к клемме lm и считывать и записывать напряжение и ток одновременно. Продолжайте это процедура до 2м, 3м ... 10м. терминалы используются для записи L, V и i на каждом шагу.
      5. Используйте нониусный микрометр измерить диаметр проволоки в нескольких местах. Не растягивайте проволока в измерении диаметра.Два измерения на каждом боковом проводе должны быть адекватный. Кроме того, закройте микрометр, прочтите его и выполните коррекцию нуля на последующие чтения. Надежный средний диаметр необходим, чтобы гарантировать, что расчетная площадь является репрезентативной для провода.

        Омметр Метод

      6. Прочтите меры предосторожности при использовании мультиметр как омметр. Имейте в виду, что цвета свинца провода в этом эксперименте будут отличаться от цветов зондов в меры предосторожности.
      7. Используйте функцию омметра мультиметра для измерения сопротивления 10-метровый провод.Чтобы избежать возможного повреждения счетчика, провод нельзя подключать к источнику питания при использовании омметра.
      8. Замкните (соедините вместе) провода вывода омметра для чтения и записи сопротивление подводящего провода.

      АНАЛИЗ

        Закон Ома

      1. Постройте график зависимости V от i, прочтите R по наклону и вычислите

        Закон об удельном сопротивлении

      2. Вычислить распространяемую ошибку на R из ошибок чтения на V и i для каждой строки в вашей таблице данных.
      3. График R против L, читать (не равный наклону, а просто связанный с ним) и вычисляем R.

        Омметр Метод

      4. Как значение R омметра соотносится с сопротивлением 10 м провод, как обнаружено на вашем графике V vs. i? Кроме того, сравните с найденным из R vs. L. (Покажите, как вы нашли эти последние R). Обратите внимание, что это сравнение включает метод омметра по сравнению с V-A метод. Кажется, что предыдущее показание омметра следует или не следует корректировать сопротивление подводящего провода? Объяснять.Другими словами, метод омметра дает сопротивление обеих плат. И подводящие провода; другие методы измеряют сопротивление только платы, или они также измеряют сопротивление проводов. Если все три метода Измерьте то же самое, никаких поправок не требуется.
      5. Теперь доступны три различных показателя (два графика и омметр) сопротивления 10 м провода. Перечислите эти три R-значения и вычислить среднее значение и стандартное отклонение от среднего (SDOM).Теперь что ты Считайте, что сопротивление вашей 10-метровой длины в форме R ± R? (Дело в том, что после всех этих измерений, R 10 еще точно не известно! Итак - надо признать что некоторая погрешность измерения существует во всех экспериментальных работах.)
      6. Определите как минимум два источника случайной (статистической) ошибки.
      7. Определите как минимум два источника систематической ошибки.
      8. Бонус: посмотрите удельное сопротивление провода в Справочнике CRC Химия и физика и определите материал.

      ЗАКЛЮЧЕНИЕ

      Обобщите то, что вы выучили сегодня (а не то, что вы сделали ).
      Назад к руководству по электричеству и магнетизму

      Что такое закон Ома? | Fluke

      Закон Ома - это формула, используемая для расчета взаимосвязи между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи.

      Для изучающих электронику закон Ома (E = IR) так же фундаментально важен, как уравнение относительности Эйнштейна (E = mc²) для физиков.

      E = I x R

      В тексте это означает, что напряжение = ток x сопротивление , или вольт = ампер x ом , или В = A x Ω .

      Названный в честь немецкого физика Георга Ома (1789-1854), Закон Ома касается ключевых величин, действующих в цепях:

      Количество Закон Ома
      символ
      Единица измерения
      (аббревиатура)
      Роль в схемы Если вам интересно:
      Напряжение E Вольт (В) Давление, которое запускает поток электронов E = электродвижущая сила (старый термин)
      Ток I Ампер, ампер (A) Скорость потока электронов I = интенсивность
      Сопротивление R Ом (Ом) Ингибитор потока Ом = греческая буква omega

      Если известны два из этих значений, технические специалисты могут перенастроить закон Ома, чтобы вычислить третье.Просто измените пирамиду следующим образом:

      Если вы знаете напряжение (E) и ток (I) и хотите узнать сопротивление (R), вытяните крест-накрест R в пирамиде и вычислите оставшееся уравнение (см. Первое или дальнее слева, пирамида вверху).

      Примечание: Сопротивление нельзя измерить в рабочей цепи, поэтому закон Ома особенно полезен, когда его необходимо вычислить. Вместо того, чтобы отключать цепь для измерения сопротивления, технический специалист может определить R, используя вышеуказанный вариант закона Ома.

      Теперь, если вы знаете напряжение (E) и сопротивление (R) и хотите узнать ток (I), вытяните X-I и вычислите оставшиеся два символа (см. Среднюю пирамиду выше).

      А если вы знаете ток (I) и сопротивление (R) и хотите знать напряжение (E), умножьте нижние половины пирамиды (см. Третью или крайнюю правую пирамиду выше).

      Попробуйте несколько примеров расчетов на основе простой последовательной схемы, которая включает только один источник напряжения (аккумулятор) и сопротивление (свет).В каждом примере известны два значения. Используйте закон Ома для вычисления третьего.

      Пример 1: Напряжение (E) и сопротивление (R) известны.

      Какой ток в цепи?

      I = E / R = 12 В / 6 Ом = 2 А

      Пример 2: Напряжение (E) и ток (I) известны.

      Какое сопротивление создает лампа?

      R = E / I = 24 В / 6 А = 4 Ом

      Пример 3: Ток (I) и сопротивление (R) известны. Какое напряжение?

      Какое напряжение в цепи?

      E = I x R = (5A) (8Ω) = 40 В

      Когда Ом опубликовал свою формулу в 1827 году, его ключевым выводом было то, что величина электрического тока, протекающего через проводник, прямо пропорциональна приложенному напряжению. в теме.Другими словами, требуется один вольт давления, чтобы протолкнуть один ампер тока через один ом сопротивления.

      Что проверять с помощью закона Ома

      Закон Ома можно использовать для проверки статических значений компонентов схемы, уровней тока, источников напряжения и падений напряжения. Если, например, измерительный прибор обнаруживает значение тока, превышающее нормальный, это может означать, что сопротивление уменьшилось или что напряжение увеличилось, вызывая ситуацию высокого напряжения. Это может указывать на проблему с питанием или цепью.

      В цепях постоянного тока (dc) измерение тока ниже нормального может означать, что напряжение снизилось или сопротивление цепи увеличилось. Возможные причины повышенного сопротивления - плохие или неплотные соединения, коррозия и / или поврежденные компоненты.

      Нагрузки в цепи потребляют электрический ток. Нагрузки могут быть любыми компонентами: небольшими электрическими устройствами, компьютерами, бытовой техникой или большим двигателем. На большинстве этих компонентов (нагрузок) есть паспортная табличка или информационная наклейка.На этих паспортных табличках указаны сертификаты безопасности и несколько номеров.

      Технические специалисты обращаются к заводским табличкам на компонентах, чтобы узнать стандартные значения напряжения и тока. Во время тестирования, если технические специалисты обнаруживают, что обычные значения не регистрируются на их цифровых мультиметрах или токоизмерительных клещах, они могут использовать закон Ома, чтобы определить, какая часть цепи дает сбой, и, исходя из этого, определить, в чем может заключаться проблема.

      Основы науки о схемах

      Цепи, как и вся материя, состоят из атомов.Атомы состоят из субатомных частиц:

      • Протоны (с положительным электрическим зарядом)
      • Нейтроны (без заряда)
      • Электроны (с отрицательным зарядом)

      Атомы остаются связанными силами притяжения между ядром атома и электронами в его внешняя оболочка. Под воздействием напряжения атомы в цепи начинают преобразовываться, и их компоненты проявляют потенциал притяжения, известный как разность потенциалов. Взаимно привлеченные свободные электроны движутся к протонам, создавая поток электронов (ток).Любой материал в цепи, ограничивающий этот поток, считается сопротивлением.

      Ссылка: Принципы цифрового мультиметра Глена А. Мазура, American Technical Publishers.

      Статьи по теме

      Закон Ома: что это такое и почему это важно?

      Обновлено 28 декабря 2020 г.

      Ли Джонсон

      Электрические цепи повсеместно встречаются в нашей повседневной жизни. От сложных интегральных схем, управляющих устройством, которое вы читаете в этой статье, до проводки, которая позволяет вам включать и выключать лампочку в вашем доме, вся ваша жизнь была бы радикально другой, если бы вы не были окружены цепями повсюду. ты иди.

      Но большинство людей на самом деле не изучают мельчайших деталей того, как работают схемы, и довольно простые уравнения, такие как закон Ома, которые объясняют взаимосвязь между такими ключевыми понятиями, как электрическое сопротивление, напряжение и электрический ток. Однако более глубокое погружение в физику электроники может дать вам гораздо более глубокое понимание основных правил, лежащих в основе большинства современных технологий.

      Что такое закон Ома?

      Закон Ома - одно из самых важных уравнений, когда дело доходит до понимания электрических цепей, но если вы собираетесь его понять, вам понадобится хорошее понимание основных понятий, которые он связывает: напряжение , ток и сопротивление .Закон Ома - это просто уравнение, которое описывает соотношение между этими тремя величинами для большинства проводников.

      Напряжение - это наиболее часто используемый термин для обозначения разности электрических потенциалов между двумя точками, который обеспечивает «толчок», который позволяет электрическому заряду перемещаться по проводящей петле.

      Электрический потенциал - это форма потенциальной энергии, подобная гравитационной потенциальной энергии, и определяется как электрическая потенциальная энергия на единицу заряда. Единицей измерения напряжения в системе СИ является вольт (В), а 1 В = 1 Дж / Кл, или один джоуль энергии на кулон заряда.Иногда ее также называют электродвижущей силой , или ЭДС.

      Электрический ток - это скорость протекания электрического заряда через заданную точку в цепи, в системе СИ единицей измерения является ампер (А), где 1 А = 1 Кл / с (один кулон заряда в секунду). Он имеет форму постоянного (DC) и переменного (AC) тока, и хотя постоянный ток проще, цепи переменного тока используются для подачи энергии в большинство домашних хозяйств по всему миру, потому что его проще и безопаснее передавать на большие расстояния.

      Последняя концепция, которую вам нужно понять, прежде чем приступить к рассмотрению закона Ома, - это сопротивление, которое является мерой сопротивления току, протекающему в цепи. Единицей измерения сопротивления в системе СИ является ом (в котором используется греческая буква омега, Ом), где 1 Ом = 1 В / А.

      Уравнение закона Ома

      Немецкий физик Георг Ом описал взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением в своем одноименном уравнении. Формула закона Ома:

      В = IR

      , где В, - напряжение или разность потенциалов, I - величина тока, а сопротивление R - конечная величина.

      Уравнение можно легко переформулировать, чтобы получить формулу для расчета тока на основе напряжения и сопротивления или сопротивления на основе тока и напряжения. Если вам неудобно переставлять уравнения, вы можете найти треугольник закона Ома (см. Раздел "Ресурсы"), но это довольно просто для любого, кто знаком с основными правилами алгебры.

      Ключевыми моментами, которые показывает уравнение закона Ома, являются то, что напряжение прямо пропорционально электрическому току (поэтому, чем выше напряжение, тем выше ток), и этот ток обратно пропорционален сопротивлению (поэтому чем выше сопротивление, тем ниже ток). электрический ток).

      Вы можете использовать аналогию с потоком воды, чтобы запомнить ключевые моменты, которые основаны на трубе с одним концом на вершине холма и одним концом внизу. Напряжение похоже на высоту холма (более крутой и высокий холм означает большее напряжение), ток подобен потоку воды (вода течет быстрее по крутому склону), а сопротивление похоже на трение между сторонами трубы. и вода (более тонкая труба создает большее трение и снижает скорость потока воды, как более высокое сопротивление для электрического тока).

      Почему важен закон Ома?

      Закон Ома жизненно важен для описания электрических цепей, поскольку он связывает напряжение с током, а значение сопротивления влияет на взаимосвязь между ними. Из-за этого вы можете использовать закон Ома для управления величиной тока в цепи, добавляя резисторы, чтобы уменьшить ток, и снимая их, чтобы увеличить величину тока.

      Его также можно расширить, чтобы описать электрическую мощность (скорость потока энергии в секунду), потому что мощность P = IV, и поэтому вы можете использовать ее, чтобы гарантировать, что ваша схема обеспечивает достаточно энергии, например, для 60-ваттного прибора.

      Для студентов-физиков наиболее важным в законе Ома является то, что он позволяет анализировать принципиальные схемы, особенно когда вы объединяете его с законами Кирхгофа, которые следуют из него.

      Закон Кирхгофа по напряжению гласит, что падение напряжения вокруг любого замкнутого контура в цепи всегда равно нулю, а закон тока утверждает, что величина тока, протекающего в переходе или узле в цепи, равна величине, вытекающей из Это. Вы можете использовать закон Ома с законом напряжения, в частности, для расчета падения напряжения на любом компоненте схемы, что является общей проблемой, возникающей в классах электроники.

      Примеры закона Ома

      Вы можете использовать закон Ома, чтобы найти любую неизвестную величину из трех, при условии, что вам известны две другие величины для рассматриваемой электрической цепи. Работа с некоторыми базовыми примерами показывает, как это делается.

      Во-первых, представьте, что у вас есть 9-вольтовая батарея, подключенная к цепи с общим сопротивлением 18 Ом. Сколько тока течет при подключении цепи? Изменив закон Ома (или используя треугольник), вы можете найти:

      \ begin {align} I & = \ frac {V} {R} \\ & = \ frac {9 \ text {V}} {18 \ текст {Ω}} \\ & = 0.5 \ text {A} \ end {align}

      Итак, 0,5 ампер тока течет по цепи. Теперь представьте, что это идеальная величина тока для компонента, который вы хотите запитать, но у вас есть только батарея на 12 В. Какое сопротивление вы должны добавить, чтобы убедиться, что компонент получает оптимальную силу тока? Опять же, вы можете переставить закон Ома и решить его, чтобы найти ответ:

      \ begin {align} R & = \ frac {V} {I} \\ & = \ frac {12 \ text {V}} {0.5 \ text {A}} \\ & = 24 \ text {Ω} \ end {align}

      Итак, вам понадобится резистор 24 Ом, чтобы завершить вашу схему.Наконец, каково падение напряжения на резисторе 5 Ом в цепи с током 2 А, протекающим через нее? На этот раз стандартная форма закона V = IR работает нормально:

      \ begin {выровнено} V & = IR \\ & = 2 \ text {A} × 5 \ text {Ω} \\ & = 10 \ text {V} \ end {align}

      Омические и неомические резисторы

      Вы можете использовать закон Ома в огромном количестве ситуаций, но есть ограничения на его применимость - это не действительно фундаментальный закон физики .Закон описывает линейную зависимость между напряжением и током, но это соотношение сохраняется только в том случае, если резистор или резистивный элемент схемы, с которым вы работаете, имеет постоянное сопротивление при различных значениях напряжения В и тока I .

      Материалы, которые подчиняются этому правилу, называются омическими резисторами, и хотя большинство физических проблем связано с омическими резисторами, вы знакомы со многими неомическими резисторами из своей повседневной жизни.

      Лампочка - прекрасный пример неомического резистора.Когда вы строите график зависимости В от I для омических резисторов, он показывает полностью прямолинейную зависимость, но если вы сделаете это для чего-то вроде лампочки, ситуация изменится. По мере того как нить накала в лампе нагревается, сопротивление лампы увеличивается на , что означает, что график становится кривой, а не прямой линией, и закон Ома не действует.

      Закон

      Ом - обзор

      8.2.2 Паразитная емкость

      Закон Ома, как указано в уравнении.(8.1) не выполняется, когда модель устройства включает реактивные (емкостные или индуктивные) компоненты и учитываются изменяющиеся во времени напряжения / токи. В таких случаях обобщенная форма закона Ома, показанная в формуле. (8.4) описывает взаимосвязь между напряжением и током через понятие электрического импеданса Z .

      (8.4) V = ZIwithZ = R + jX

      Электрический импеданс Z представлен комплексным числом, действительная часть которого представляет собой сопротивление R , как определено ранее, тогда как мнимая часть X , называемое реактивным сопротивлением, учитывает реактивные эффекты.

      Некоторые датчики несут информацию, относящуюся к измеряемой величине, как в резистивных, так и в реактивных компонентах импеданса, поэтому интерфейсные схемы должны иметь возможность выполнять одновременную оценку R и X . С другой стороны, если полезная информация содержится только в резистивном компоненте, как это обычно бывает с резистивными датчиками, реактивный компонент считается паразитным элементом, влияние которого следует минимизировать.

      При работе с резистивными датчиками обычно основной паразитный вклад имеет емкостный характер.В отличие от неидеальности большинства компонентов схемы, эти емкостные эффекты не могут быть компенсированы правильной калибровкой схемы, поскольку они зависят от конкретного датчика и условий эксплуатации. Если не принять во внимание надлежащим образом, такие эффекты могут вызвать ошибки в оценке сопротивления, как будет разъяснено в следующих разделах.

      Одна из наиболее распространенных причин возникновения паразитных емкостных эффектов связана с производством датчиков. Если эффект обнаружения достигается определенными явлениями, происходящими на поверхности датчика (например,g., с фотодетекторами и датчиками газа), обычный способ улучшить чувствительность датчика - это максимизировать поверхностные эффекты путем реализации метода, основанного на встречно-штыревых электродах, показанном на рис. 8.3. К сожалению, эта структура приводит к увеличению паразитной емкости между электродами C ee между электродами, как показано на рис. 8.3, которая становится еще более заметной по мере повторения встречно-штыревой структуры (Polese et al., 2017).

      Рисунок 8.3. Паразитно-емкостный эффект в датчиках с встречно-штыревыми электродами.

      Другая ситуация, в которой появляются паразитные емкостные эффекты, характерна для газовых датчиков. Некоторым устройствам для измерения газа требуется работать при гораздо более высокой температуре, чем температура окружающей среды, и по этой причине они обычно снабжены встроенной нитью накала R h , которая действует как нагреватель (Samà et al. , 2017). Нить накала нагревателя представляет собой проводник, реализованный на той же подложке чувствительного компонента R s и разделенный диэлектрическим материалом, который электрически изолирует два компонента датчика.Однако небольшой размер реализованных устройств заставляет эти два компонента взаимодействовать друг с другом из-за емкостных эффектов, как показано на рис. 8.4.

      Рисунок 8.4. Паразитно-емкостный эффект в газовых датчиках со встроенной нитью нагревателя.

      Помимо этих возможных внутренних источников, емкостные эффекты могут возникать из-за внешних причин, таких как соединение между датчиком и измерительной системой, как показано на рис. 8.5. Фактически, разъемы и провода, используемые для соединения датчика с электронной схемой, демонстрируют распределенную емкостную характеристику C c , которая, с точки зрения приборов, наблюдается параллельно датчику.

      Рисунок 8.5. Паразитно-емкостный эффект из-за связи датчика с измерительной системой.

      Расчет общего емкостного паразитного эффекта далеко не прост и часто требует полного понимания характеристик датчика, в том числе на микроскопическом уровне. По этой причине, когда необходимо учитывать паразитную емкость, обычно рассматривается упрощенная модель датчика, где паразитный конденсатор C с представлен параллельно с сопротивлением датчика R с. , с учетом всех возможных емкостных паразитных эффектов.Упрощенная модель датчика, используемая в следующих разделах, показана на рис. 8.6.

      Рисунок 8.6. Упрощенная модель резистивного датчика с учетом паразитно-емкостных эффектов.

      Следует отметить, что когда R с очень велико (напоминает поведение, связанное с разомкнутой цепью) C с может преобладать, что приводит к значительным ошибкам в оценке сопротивления . В этих случаях (например,g., при работе с датчиками MOX), интерфейсные схемы должны быть спроектированы так, чтобы ограничить это явление. Мультиметр

      - Почему эти показания нарушают закон Ома? (Они?)

      Ответ

      Helloworld922 правильный и неплохой, но я подумал, что он может помочь вам напрямую ответить на ваши вопросы по одному.

      Используя мультиметр для измерения напряжения батареи (без подключения к сети), я получил 3,18 В, что имеет смысл, потому что это были свежие батарейки типа АА. Затем я решил подключить насос и измерить напряжение на двух разъемах насоса.Это показало 2,9 В, что меня удивило, потому что, по-видимому, исчезло 0,28 В. Длина обоих проводов от аккумулятора до помпы составляет всего пару сантиметров, поэтому кажется, что на таких коротких проводах теряется много напряжения.

      Батареи (и некоторые другие источники напряжения) могут давать более высокое напряжение, чем обычно, если нагрузка не подключена. Номинальное напряжение батареи AA составляет 1,5 В, поэтому второе измерение фактически ближе к номинальному. Цитата из Википедии: «Эффективное напряжение нулевой нагрузки неразряженной щелочной батареи варьируется от 1.От 50 до 1,65 В, в зависимости от чистоты используемого диоксида марганца и содержания оксида цинка в электролите. Среднее напряжение под нагрузкой зависит от уровня разряда и величины потребляемого тока и варьируется от 1,1 до 1,3 В. «Падение напряжения на ваших проводах должно быть близким к нулю.

      Затем я вставил мультиметр в схему и измерил 0,19 А. Наконец, я измерил сопротивление помпы, которое составило 3,5 Ом. Теперь, согласно закону Ома, U = I * R, поэтому 0.19А * 3,5 Ом = 0,665В. Это далеко от 3,18 В или даже 2,9 В, которые я измерил на помпе. Как это возможно?

      Ответ

      HelloWorld922 покрывает это. Здесь необходимо понять две важные вещи. Во-первых, двигатель не является резистором, хотя его провода имеют сопротивление. Во-вторых, двигатель при вращении генерирует напряжение, так называемую обратную ЭДС. Противо-ЭДС противодействует току двигателя. Вы ожидали, что насос потребляет:

      $$ I = \ frac V R = \ frac {2.9 \ \ mathrm V} {3.5 \ \ Omega} \ приблизительно 830 \ \ mathrm {mA} $$

      Этот ток называется током остановки, и это то, что можно было бы ожидать, если бы насос застрял.В этом случае единственной нагрузкой на аккумуляторы является сопротивление проводки насоса. Когда насос движется, вы должны учитывать обратную ЭДС. Ток тоже не будет постоянным.

      Попробовав еще что-нибудь, я подключил помпу к разъему molex на 5 В от блока питания старого ПК. ... Вставив мультиметр в схему, я вдруг прочитал 0,28А. Итак, очевидно, насос внезапно потребляет на 200 мА больше, чем раньше, что кажется странным: разве компонент не должен просто потреблять ток, который ему нужен?

      №Это верно для некоторых электронных устройств на основе транзисторов, но не для всех компонентов. (Транзисторы могут действовать примерно как сток постоянного тока.)

      Я добавил пару резисторов 1 Ом последовательно, в результате получилось измеренное сопротивление 4,3 Ом. Теперь, если я вставлю мультиметр в схему, я получу 0,24 А, опять же другой ток. Измеряя напряжение на резисторах, я получаю 0,98 В ... 0,24 А * 4,3 Ом = 1,032 В, что не является измеренным мной 0,98 В.

      Мультиметры влияют на цепь, к которой они подключены.Вам нужно будет проверить его характеристики, чтобы сделать точный расчет. Интуитивно понятно, что измеритель действует как резистор параллельно с вашим 4,3 Ом. Это снижает общее сопротивление, что снижает падение напряжения. (Во всяком случае, это мое предположение - как я уже сказал, это зависит от счетчика.)

      Похоже, мне не хватает чего-то фундаментального о схемах или законе Ома, но я не могу этого понять.

      Закон Ома не является абсолютным законом электрических цепей. Это свойство некоторых материалов, которые называются омическими материалами.Очень немногие реальные устройства можно смоделировать как простые резисторы даже при нормальных обстоятельствах! (На высоких частотах даже (физические) резисторы перестают быть резисторами (теория схем), но я пока избавлю вас от этих деталей. :-))

      Правила, на которые вы можете положиться в (низкочастотных) электрических цепях:

      1. Закон Кирхгофа о напряжении: сумма напряжений в замкнутом контуре должна равняться нулю.
      2. Закон Кирхгофа по току: сумма токов, входящих и выходящих из узла схемы, должна равняться нулю.
      3. Сохранение энергии: сумма мгновенной мощности (v (t) * i (t)), производимой и потребляемой каждым компонентом в цепи, должна равняться нулю.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *