Закон на Ом- физичен закон, който определя връзката между електрическите величини - напрежение, съпротивление и ток за проводниците.
За първи път е открит и описан през 1826 г. от немския физик Георг Ом, който показва (с помощта на галванометър) количествената връзка между електродвижещата сила, електрическия ток и свойствата на проводника като пропорционална връзка.
Впоследствие свойствата на проводник, способен да устои на електрически ток въз основа на тази зависимост, започнаха да се наричат електрическо съпротивление (съпротивление), обозначено в изчисленията и диаграмите с буквата Ри се измерва в омове в чест на откривателя.
Самият източник на електрическа енергия също има вътрешно съпротивление, което обикновено се обозначава с буквата r.
Закон на Ом за участък от верига
От училищния курс по физика всеки е добре запознат с класическата интерпретация на закона на Ом:
Силата на тока в проводника е право пропорционална на напрежението в краищата на проводника и обратно пропорционална на неговото съпротивление.
Това означава, че има съпротивление в краищата на проводника Р= 1 ом приложено напрежение U= 1 волт, тогава големината на тока азв проводника ще бъде равно на 1/1 = 1 Ампер.
Това води до още две полезни връзки:
Ако в проводник със съпротивление 1 ом протича ток от 1 ампер, тогава в краищата на проводника има напрежение от 1 волт (спад на напрежението).
Ако в краищата на проводника има напрежение от 1 волт и през него протича ток от 1 ампер, тогава съпротивлението на проводника е 1 ом.
Горните формули в тази форма могат да се приложат към променлив ток само ако веригата се състои само от активно съпротивление Р.
Освен това трябва да се помни, че законът на Ом е валиден само за линейни елементи на веригата.
За практически изчисления е предоставен прост онлайн калкулатор.
Закон на Ом. Изчисляване на напрежение, съпротивление, ток, мощност.
След нулиране въведете два известни параметъра.
Закон на Ом за затворена верига
Ако свържете външна верига със съпротивление към източника на захранване Р, токът ще тече във веригата, като се вземе предвид вътрешното съпротивление на източника:
аз- Сила на тока във веригата.
- Електродвижеща сила (ЕМС) - големината на напрежението на източника на захранване, независимо от външната верига (без товар). Характеризира се с потенциалната енергия на източника.
r- Вътрешно съпротивление на захранването.
За електродвижеща сила, външно съпротивление Ри вътрешни rса свързани последователно, което означава, че големината на тока във веригата се определя от стойността на ЕДС и сумата от съпротивленията: I = /(R+r) .
Напрежението на клемите на външната верига ще се определя въз основа на тока и съпротивлението Рвръзка, която вече беше обсъдена по-горе: U = IR.
Волтаж U, при свързване на товара Р, винаги ще бъде по-малко от EMF със стойността на продукта Аз*р, което се нарича спад на напрежението върху вътрешното съпротивление на захранването.
Доста често се сблъскваме с това явление, когато видим частично разредени батерии или акумулатори в действие.
С напредването на разряда тяхното вътрешно съпротивление се увеличава, следователно спадът на напрежението вътре в източника се увеличава, което означава, че външното напрежение намалява U = - Аз*р.
Колкото по-ниски са токът и вътрешното съпротивление на източника, толкова по-близки са стойностите на ЕМП и напрежението на неговите клеми U.
Ако токът във веригата е нула, следователно = U. Веригата е отворена, ЕДС на източника е равна на напрежението на неговите клеми.
В случаите, когато вътрешното съпротивление на източника може да бъде пренебрегнато ( r≈ 0), напрежението на изходните клеми ще бъде равно на EMF ( ≈ U) независимо от външното съпротивление на веригата Р.
Този източник на енергия се нарича източник на напрежение.
Закон на Ом за променлив ток
Ако има индуктивност или капацитет в променливотокова верига, трябва да се вземе предвид нейното реактивно съпротивление.
В този случай записът за закона на Ом ще изглежда така:
Тук З- общо (комплексно) съпротивление на веригата - импеданс. Включва активни Ри реактивен хкомпоненти.
Реактивното съпротивление зависи от номиналните стойности на реактивните елементи, от честотата и формата на тока във веригата.
Можете да научите повече за комплексното съпротивление на страницата за импеданс.
Като се вземе предвид фазовото изместване φ
създаден от реактивни елементи, законът на Ом обикновено се записва за синусоидален променлив ток в сложна форма:
Комплексна амплитуда на тока. = I amp e jφ
- комплексна амплитуда на напрежението. = U amp e jφ
- комплексна устойчивост. Импеданс.
φ
- ъгъл на фазово изместване между тока и напрежението.
д- константа, основата на естествения логаритъм.
й- въображаема единица.
I amp, U amp- амплитудни стойности на синусоидален ток и напрежение.
Нелинейни елементи и вериги
Законът на Ом не е основен природен закон и може да се прилага в ограничени случаи, например за повечето проводници.
Не може да се използва за изчисляване на напрежение и ток в полупроводникови или вакуумни устройства, където тази зависимост не е пропорционална и може да се определи само с помощта на характеристиката ток-напрежение (волт-амперна характеристика). Тази категория елементи включва всички полупроводникови устройства (диоди, транзистори, ценерови диоди, тиристори, варикапи и др.) и вакуумни тръби.
Такива елементи и схемите, в които се използват, се наричат нелинейни.
Законът на Ом често се нарича основен закон на електричеството. Известният немски физик Георг Симон Ом, който го открива през 1826 г., установява връзката между основните физични величини на електрическата верига - съпротивление, напрежение и ток.
Електрическа верига
За да разберете по-добре значението на закона на Ом, трябва да разберете как работи една електрическа верига.
Какво е електрическа верига? Това е пътят, по който електрически заредените частици (електрони) се движат в електрическа верига.
За да съществува ток в електрическа верига, е необходимо да има устройство в нея, което да създава и поддържа потенциална разлика в секциите на веригата поради сили от неелектрически произход. Такова устройство се нарича DC източник, а силите - външни сили.
Наричам електрическа верига, в която се намира източник на ток T пълна електрическа верига. Източникът на ток в такава верига изпълнява приблизително същата функция като помпа, изпомпваща течност в затворена хидравлична система.
Най-простата затворена електрическа верига се състои от един източник и един консуматор на електрическа енергия, свързани с проводници.
Параметри на електрическата верига
Ом извежда своя известен закон експериментално.
Нека направим един прост експеримент.
Нека сглобим електрическа верига, в която източникът на ток е батерия, а инструментът за измерване на ток е амперметър, свързан последователно към веригата. Товарът е телена спирала. Ще измерим напрежението с помощта на волтметър, свързан успоредно на спиралата. Нека приключим скато използвате ключа, свържете електрическата верига и запишете показанията на инструмента.
Нека свържем втора батерия с точно същите параметри към първата батерия. Нека отново затворим веригата. Уредите ще покажат, че и токът, и напрежението са се удвоили.
Ако добавите още една от същия тип към 2 батерии, токът ще се утрои и напрежението също ще се утрои.
Изводът е очевиден: Токът в проводник е право пропорционален на напрежението, приложено към краищата на проводника.
В нашия експеримент стойността на съпротивлението остана постоянна. Променихме само големината на тока и напрежението върху секцията на проводника. Да оставим само една батерия. Но като товар ще използваме спирали, изработени от различни материали. Техните съпротивления са различни. Свързвайки ги един по един, ние също ще записваме показанията на инструмента. Ще видим, че тук е точно обратното. Колкото по-високо е съпротивлението, толкова по-малък е токът. Токът във веригата е обратно пропорционален на съпротивлението.
И така, нашият опит ни позволи да установим зависимостта на тока от напрежението и съпротивлението.
Разбира се, опитът на Ом беше различен. В онези дни нямаше амперметри и за измерване на тока Ом използва торсионна везна на Кулон. Източникът на ток беше елемент на Волта, направен от цинк и мед, които бяха в разтвор на солна киселина. Медни жици бяха поставени в чаши, съдържащи живак. Там бяха докарани и краищата на проводниците от източника на ток. Проводниците бяха с еднакво напречно сечение, но с различна дължина. Поради това стойността на съпротивлението се промени. Чрез последователно вкарване на различни жици във веригата наблюдавахме ъгъла на въртене на магнитната стрелка в торсионната везна. Всъщност не беше измерена самата сила на тока, а промяната в магнитния ефект на тока поради включването на проводници с различно съпротивление във веригата. Ом нарече това „загуба на сила“.
Но по един или друг начин експериментите на учения му позволиха да изведе известния си закон.
Георг Симон Ом
Закон на Ом за пълна верига
Междувременно формулата, получена от самия Ом, изглеждаше така:
Това не е нищо повече от формулата на закона на Ом за пълна електрическа верига: „Силата на тока във веригата е пропорционална на ЕМП, действаща във веригата, и обратно пропорционална на сумата от съпротивлението на външната верига и вътрешното съпротивление на източника».
В опитите на Ом количеството х показа промяна в текущата стойност. В съвременната формула съответства на силата на токааз протичащи във веригата. величина А характеризира свойствата на източника на напрежение, което съответства на съвременното обозначение на електродвижещата сила (ЕМС) ε . Стойност стойностл зависи от дължината на проводниците, свързващи елементите на електрическата верига. Тази стойност е аналогична на съпротивлението на външна електрическа веригаР . Параметър b характеризира свойствата на цялата инсталация, върху която е извършен експериментът. В съвременната нотация това еr – вътрешно съпротивление на източника на ток.
Как се извежда съвременната формула за закона на Ом за пълна верига?
ЕДС на източника е равна на сумата от падовете на напрежението във външната верига (U ) и при самия източник (U 1 ).
ε = U + U 1 .
От закона на Ом аз = U / Р следва това U = аз · Р , А U 1 = аз · r .
Замествайки тези изрази в предишния, получаваме:
ε = I R + I r = I (R + r) , където
Според закона на Ом напрежението във външната верига е равно на тока, умножен по съпротивлението. U = I · R. Тя винаги е по-малка от едс на източника. Разликата е равна на стойността U 1 = I r .
Какво се случва, когато една батерия или акумулатор работи? Тъй като батерията се разрежда, нейното вътрешно съпротивление се увеличава. Следователно се увеличава U 1 и намалява U .
Пълният закон на Ом се превръща в закон на Ом за участък от верига, ако премахнем параметрите на източника от него.
Късо съединение
Какво се случва, ако съпротивлението на външната верига изведнъж стане нула? В ежедневието можем да наблюдаваме това, ако например електрическата изолация на проводниците е повредена и в тях се получи късо съединение. Възниква явление, което се нарича късо съединение. Ток нар ток на късо съединение, ще бъде изключително голям. Това ще освободи голямо количество топлина, което може да доведе до пожар. За да не се случи това, във веригата се поставят устройства, наречени предпазители. Те са проектирани по такъв начин, че да могат да прекъснат електрическата верига в момента на късо съединение.
Закон на Ом за променлив ток
Във верига с променливо напрежение, в допълнение към обичайното активно съпротивление, има реактивно съпротивление (капацитет, индуктивност).
За такива вериги U = аз · З , Където З - общо съпротивление, което включва активни и реактивни компоненти.
Но мощните електрически машини и електроцентрали имат голямо съпротивление. В домакинските уреди около нас реактивният компонент е толкова малък, че може да бъде игнориран и за изчисления използвайте проста форма на писане на закона на Ом:
аз = U / Р
Мощност и закон на Ом
Ом не само установи връзката между напрежение, ток и съпротивление на електрическа верига, но също така изведе уравнение за определяне на мощността:
П = U · аз = аз 2 · Р
Както можете да видите, колкото по-голям е токът или напрежението, толкова по-голяма е мощността. Тъй като проводникът или резисторът не е полезен товар, мощността, която пада върху него, се счита за загуба на мощност. Използва се за нагряване на проводника. И колкото по-голямо е съпротивлението на такъв проводник, толкова повече мощност се губи върху него. За да се намалят топлинните загуби, във веригата се използват проводници с по-ниско съпротивление. Това се прави например в мощни звукови инсталации.
Вместо епилог
Малък съвет за тези, които са объркани и не могат да си спомнят формулата на закона на Ом.
Разделете триъгълника на 3 части. Още повече, че как правим това е напълно маловажно. Нека във всяка от тях въведем величините, включени в закона на Ом - както е показано на фигурата.
Нека затворим стойността, която трябва да се намери. Ако останалите стойности са на същото ниво, тогава те трябва да бъдат умножени. Ако те са разположени на различни нива, тогава стойността, разположена отгоре, трябва да бъде разделена на долната.
Законът на Ом се използва широко в практиката при проектирането на електрически мрежи в производството и у дома.
Основният закон на електротехниката, с който можете да изучавате и изчислявате електрически вериги, е законът на Ом, който установява връзката между ток, напрежение и съпротивление. Необходимо е ясно да разберете същността му и да можете да го използвате правилно при решаване на практически проблеми. Често се допускат грешки в електротехниката поради невъзможността да се приложи правилно законът на Ом.
Законът на Ом за участък от верига гласи: токът е право пропорционален на напрежението и обратно пропорционален на съпротивлението.
Ако увеличите напрежението, действащо в електрическа верига, няколко пъти, токът в тази верига ще се увеличи със същото количество. И ако увеличите съпротивлението на веригата няколко пъти, токът ще намалее със същото количество. По същия начин, колкото по-голямо е налягането и колкото по-малко съпротивление оказва тръбата на движението на водата, толкова по-голям е водният поток в тръбата.
В популярна форма този закон може да се формулира по следния начин: колкото по-високо е напрежението при същото съпротивление, толкова по-голям е токът и в същото време колкото по-високо е съпротивлението при същото напрежение, толкова по-малък е токът.
За да се изрази законът на Ом най-просто математически, се смята, че Съпротивлението на проводник, в който преминава ток от 1 A при напрежение 1 V, е 1 Ohm.
Токът в ампери винаги може да се определи чрез разделяне на напрежението във волтове на съпротивлението в омове. Ето защо Закон на Ом за участък от веригасе записва по следната формула:
I = U/R.
Магически триъгълник
Всеки участък или елемент от електрическа верига може да се характеризира с помощта на три характеристики: ток, напрежение и съпротивление.
Как да използвате триъгълника на Ом:затворете желаната стойност - другите два символа ще дадат формулата за нейното изчисляване. Между другото, законът на Ом се нарича само една формула от триъгълника - тази, която отразява зависимостта на тока от напрежението и съпротивлението. Другите две формули, въпреки че са негови следствия, нямат физически смисъл.
Изчисленията, извършени с помощта на закона на Ом за секция от верига, ще бъдат правилни, когато напрежението е изразено във волтове, съпротивлението в омове и токът в ампери. Ако се използват множество мерни единици на тези величини (например милиампери, миливолти, мегаоми и т.н.), тогава те трябва да бъдат преобразувани съответно в ампери, волтове и омове. За да се подчертае това, понякога формулата на закона на Ом за секция от верига се записва така:
ампер = волт/ом
Можете също така да изчислите тока в милиампери и микроампери, докато напрежението трябва да бъде изразено във волтове, а съпротивлението съответно в килооми и мегаоми.
Други статии за електричеството в проста и достъпна презентация:
Законът на Ом е валиден за всеки участък от веригата. Ако е необходимо да се определи токът в дадена секция на веригата, тогава е необходимо напрежението, действащо в тази секция (фиг. 1), да се раздели на съпротивлението на тази конкретна секция.
Фигура 1. Приложение на закона на Ом към секция от верига
Нека дадем пример за изчисляване на тока с помощта на закона на Ом. Да предположим, че искате да определите тока в лампа със съпротивление от 2,5 ома, ако напрежението, приложено към лампата, е 5 V. Разделяйки 5 V на 2,5 ома, получаваме текуща стойност от 2 A. Във втория пример ние определете тока, който ще протича под въздействието на напрежение 500 V във верига, чието съпротивление е 0,5 MOhm. За да направим това, ние изразяваме съпротивлението в ома. Разделяйки 500 V на 500 000 ома, намираме стойността на тока във веригата, която е равна на 0,001 A или 1 mA.
Често, знаейки тока и съпротивлението, напрежението се определя с помощта на закона на Ом. Нека напишем формулата за определяне на напрежението
U = IR
От тази формула става ясно, че напрежението в краищата на даден участък от веригата е право пропорционално на тока и съпротивлението. Значението на тази зависимост не е трудно да се разбере. Ако не промените съпротивлението на част от веригата, тогава можете да увеличите тока само чрез увеличаване на напрежението. Това означава, че при постоянно съпротивление по-големият ток съответства на по-голямото напрежение. Ако е необходимо да се получи еднакъв ток при различни съпротивления, тогава при по-високо съпротивление трябва да има съответно по-високо напрежение.
Напрежението в секция от верига често се нарича спад на волтажа. Това често води до недоразумения. Много хора смятат, че спадът на напрежението е някакъв вид пропиляно ненужно напрежение. В действителност понятията напрежение и спад на напрежението са еквивалентни.
Изчисляването на напрежението с помощта на закона на Ом може да се илюстрира със следния пример. Нека ток от 5 mA преминава през участък от верига със съпротивление 10 kOhm и трябва да определите напрежението в този участък.
Умножаване I = 0,005 A при R -10000 Ohm, получаваме напрежение, равно на 5 0 V. Можем да получим същия резултат, като умножим 5 mA по 10 kOhm: U = 50 V
В електронните устройства токът обикновено се изразява в милиампери, а съпротивлението в килоома. Следователно е удобно да се използват тези мерни единици при изчисления съгласно закона на Ом.
Законът на Ом също изчислява съпротивлението, ако напрежението и токът са известни. Формулата за този случай се записва по следния начин: R = U/I.
Съпротивлението винаги е съотношение на напрежение към ток.Ако напрежението се увеличи или намали няколко пъти, токът ще се увеличи или намали със същия брой пъти. Съотношението на напрежението към тока, равно на съпротивлението, остава непроменено.
Формулата за определяне на съпротивлението не трябва да се разбира в смисъл, че съпротивлението на даден проводник зависи от изтичането и напрежението. Известно е, че зависи от дължината, площта на напречното сечение и материала на проводника. На външен вид формулата за определяне на съпротивлението прилича на формулата за изчисляване на тока, но има фундаментална разлика между тях.
Токът в даден участък от веригата наистина зависи от напрежението и съпротивлението и се променя, когато се променят. И съпротивлението на даден участък от веригата е постоянна стойност, независима от промените в напрежението и тока, но равна на съотношението на тези стойности.
Когато един и същ ток преминава в две секции на веригата и приложените към тях напрежения са различни, ясно е, че секцията, към която е приложено по-голямо напрежение, има съответно по-голямо съпротивление.
И ако под въздействието на едно и също напрежение различни токове преминават в две различни секции на веригата, тогава по-малкият ток винаги ще бъде в секцията, която има по-голямо съпротивление. Всичко това следва от основната формулировка на закона на Ом за част от веригата, т.е. от факта, че колкото по-голям е токът, толкова по-голямо е напрежението и толкова по-ниско е съпротивлението.
Ще покажем изчисляването на съпротивлението, използвайки закона на Ом за участък от верига, използвайки следния пример. Нека трябва да намерите съпротивлението на участъка, през който преминава ток от 50 mA при напрежение 40 V. Изразявайки тока в ампери, получаваме I = 0,05 A. Разделете 40 на 0,05 и установете, че съпротивлението е 800 ома.
Законът на Ом може ясно да се представи като т.нар характеристики ток-напрежение. Както знаете, права пропорционална връзка между две количества е права линия, минаваща през началото. Тази зависимост обикновено се нарича линейна.
На фиг. Фигура 2 показва като пример графика на закона на Ом за участък от верига със съпротивление 100 ома. Хоризонталната ос представлява напрежението във волтове, а вертикалната ос представлява тока в ампери. Скалата на тока и напрежението може да бъде избрана по желание. Начертава се права линия, така че за всяка точка съотношението на напрежението към тока да е 100 ома. Например, ако U = 50 V, тогава I = 0,5 A и R = 50: 0,5 = 100 Ohm.
Ориз. 2. Закон на Ом (волт-амперна характеристика)
Графиката на закона на Ом за отрицателни стойности на тока и напрежението има същия вид. Това показва, че токът във веригата тече еднакво и в двете посоки. Колкото по-голямо е съпротивлението, толкова по-малък ток се получава при дадено напрежение и толкова по-плоска е правата линия.
Устройства, в които характеристиката ток-напрежение е права линия, минаваща през началото на координатите, т.е. съпротивлението остава постоянно, когато напрежението или токът се променят, се наричат линейни устройства. Използват се и термините линейни вериги и линейни съпротивления.
Има и устройства, в които съпротивлението се променя при промяна на напрежението или тока. Тогава връзката между тока и напрежението се изразява не според закона на Ом, а по по-сложен начин. За такива устройства характеристиката ток-напрежение няма да бъде права линия, минаваща през началото на координатите, а ще бъде или крива, или начупена линия. Тези устройства се наричат нелинейни.
Мнемонична диаграма за закона на Ом
Здравейте, скъпи читатели на уебсайта Бележки на електротехника..
Днес отварям нов раздел в сайта, наречен.
В този раздел ще се опитам да ви обясня проблемите с електротехниката по ясен и прост начин. Веднага ще кажа, че няма да задълбаваме твърде много в теоретичните знания, но ще се запознаем с основите в достатъчен ред.
Първото нещо, с което искам да ви запозная, е законът на Ом за участък от верига. Това е най-основният закон, който всеки трябва да знае.
Познаването на този закон ще ни позволи лесно и точно да определим стойностите на тока, напрежението (потенциалната разлика) и съпротивлението в даден участък от веригата.
Кой е Ом? Малко история
Законът на Ом е открит от известния немски физик Георг Симон Ом през 1826 г. Ето как изглеждаше той.
Няма да ви разказвам цялата биография на Георг Ом. Можете да научите повече за това на други ресурси.
Ще кажа само най-важното.
На негово име е кръстен най-основният закон на електротехниката, който активно използваме в сложни изчисления в проектирането, в производството и в ежедневието.
Законът на Ом за хомогенен участък от верига е както следва:
I - стойността на тока, протичащ през част от веригата (измерена в ампери)
U – стойност на напрежението на участък от веригата (измерено във волтове)
R – стойност на съпротивлението на секцията на веригата (измерена в ома)
Ако формулата се обясни с думи, се оказва, че силата на тока е пропорционална на напрежението и обратно пропорционална на съпротивлението на секцията на веригата.
Нека проведем експеримент
За да разберете формулата не на думи, а на дела, трябва да съберете следната диаграма:
Целта на тази статия е да покаже ясно как да използваме закона на Ом за част от верига. Затова сглобих тази верига на моята работна маса. Вижте по-долу как изглежда тя.
С помощта на бутона за управление (избор) можете да изберете постоянно или променливо напрежение на изхода. В нашия случай се използва постоянно напрежение. Променям нивото на напрежение с помощта на лабораторен автотрансформатор (LATR).
В нашия експеримент ще използвам напрежение в секция от веригата, равно на 220 (V). Проверяваме изходното напрежение с помощта на волтметър.
Сега сме напълно готови да проведем собствен експеримент и да проверим закона на Ом в реалност.
По-долу ще дам 3 примера. Във всеки пример ще определим необходимата стойност с помощта на 2 метода: с помощта на формула и по практичен начин.
Пример #1
В първия пример трябва да намерим тока (I) във веригата, като знаем величината на източника на постоянно напрежение и стойността на съпротивлението на LED електрическата крушка.
Напрежението на източника на постоянно напрежение е U = 220 (V). Съпротивлението на LED крушка е R = 40740 (ома).
Използвайки формулата, намираме тока във веригата:
I = U/R = 220 / 40740 = 0,0054 (A)
Свързваме последователно LED електрическата крушка, включена в режим на амперметър, и измерваме тока във веригата.
Дисплеят на мултиметъра показва тока на веригата. Стойността му е 5,4 (mA) или 0,0054 (A), което съответства на тока, определен по формулата.
Пример №2
Във втория пример трябва да намерим напрежението (U) на секция от веригата, като знаем количеството ток във веригата и стойността на съпротивлението на LED електрическата крушка.
I = 0,0054 (A)
R = 40740 (ома)
Използвайки формулата, намираме напрежението на секцията на веригата:
U = I*R = 0,0054 *40740 = 219,9 (V) = 220 (V)
Сега нека проверим получения резултат по практически начин.
Свързваме мултиметър, включен в режим на волтметър, паралелно на LED електрическата крушка и измерваме напрежението.
Дисплеят на мултиметъра показва измереното напрежение. Стойността му е 220 (V), което съответства на напрежението, намерено по формулата на закона на Ом за участък от веригата.
Пример №3
В третия пример трябва да намерим съпротивлението (R) на участък от веригата, като знаем големината на тока във веригата и стойността на напрежението на участъка от веригата.
I = 0,0054 (A)
U = 220 (V)
Отново, нека използваме формулата и да намерим съпротивлението на секцията на веригата:
R = U/I = 220/0,0054 = 40740,7 (ома)
Сега нека проверим получения резултат по практически начин.
Измерваме съпротивлението на LED крушка с помощта на мултицет.
Получената стойност беше R = 40740 (ома), което съответства на съпротивлението, намерено по формулата.
Колко лесно е да запомните закона на Ом за участък от верига!!!
За да не се объркате и лесно да запомните формулата, можете да използвате малък намек, който можете да направите сами.
Начертайте триъгълник и въведете параметрите на електрическата верига в него, съгласно фигурата по-долу. Трябва да го получите така.
Как се използва?
Използването на триъгълника с подсказки е много лесно и просто. Затворете с пръст параметъра на веригата, който трябва да се намери.
Ако останалите параметри на триъгълника са разположени на същото ниво, тогава те трябва да бъдат умножени.
Ако останалите параметри на триъгълника са разположени на различни нива, тогава е необходимо да разделите горния параметър на долния.
С помощта на подсказващ триъгълник няма да се объркате във формулата. Но е по-добре да го научите като таблицата за умножение.
заключения
В края на статията ще направя заключение.
Електрическият ток е насочен поток от електрони от точка В с минус потенциал към точка А с плюс потенциал. И колкото по-голяма е потенциалната разлика между тези точки, толкова повече електрони ще се преместят от точка В към точка А, т.е. Токът във веригата ще се увеличи, при условие че съпротивлението на веригата остане непроменено.
Но съпротивлението на електрическата крушка се противопоставя на протичането на електрически ток. И колкото по-голямо е съпротивлението във веригата (последователно свързване на няколко електрически крушки), толкова по-малък ще бъде токът във веригата при постоянно мрежово напрежение.
P.S. Тук в интернет намерих забавна, но обяснителна карикатура по темата за закона на Ом за участък от верига.
Казват: "Ако не знаете закона на Ом, останете си вкъщи." Така че нека да разберем (запомним) какъв закон е това и смело да тръгнем на разходка.
Основни понятия от закона на Ом
Как да разберем закона на Ом? Просто трябва да разберете какво е какво в неговата дефиниция. И трябва да започнете с определяне на тока, напрежението и съпротивлението.
Сила на тока I
Нека в някакъв проводник тече ток. Тоест има насочено движение на заредени частици - например това са електрони. Всеки електрон има елементарен електрически заряд (e= -1,60217662 × 10 -19 Кулон). В този случай специфичен електрически заряд, равен на сумата от всички заряди на протичащите електрони, ще премине през определена повърхност за определен период от време.
Съотношението заряд към време се нарича сила на тока. Колкото повече заряд преминава през един проводник за определено време, толкова по-голям е токът. Силата на тока се измерва в Ампер.
Напрежение U или потенциална разлика
Това е точно нещото, което кара електроните да се движат. Електрическият потенциал характеризира способността на полето да извършва работа за прехвърляне на заряд от една точка в друга. И така, между две точки на проводник има потенциална разлика и електрическото поле извършва работа за прехвърляне на заряд.
Физическа величина, равна на работата на ефективното електрическо поле по време на преноса на електрически заряд, се нарича напрежение. Измерено в Волтах. един волте напрежението, което, когато заряд се движи 1 клизвършва работа равна на 1 Джаул.
Съпротивление R
Токът, както знаем, протича в проводник. Нека да е някаква жица. Движейки се по жицата под въздействието на поле, електроните се сблъскват с атоми на жицата, проводникът се нагрява и атомите в кристалната решетка започват да вибрират, създавайки още повече проблеми за движението на електроните. Това явление се нарича резистентност. Зависи от температурата, материала, напречното сечение на проводника и се измерва в Омаха.
Формулиране и обяснение на закона на Ом
Законът на немския учител Георг Ом е много прост. Той гласи:
Силата на тока в даден участък от веригата е право пропорционална на напрежението и обратно пропорционална на съпротивлението.
Георг Ом изведе този закон експериментално (емпирично) през 1826 година. Естествено, колкото по-голямо е съпротивлението на секцията на веригата, толкова по-малък ще бъде токът. Съответно, колкото по-високо е напрежението, толкова по-голям е токът.
Между другото! За нашите читатели вече има 10% отстъпка от
Тази формулировка на закона на Ом е най-простата и е подходяща за участък от верига. Като казваме „секция на веригата“, имаме предвид, че това е хомогенна секция, в която няма източници на ток с ЕМП. Казано по-просто, този участък съдържа някакво съпротивление, но върху него няма батерия, която да осигурява самия ток.
Ако разгледаме закона на Ом за пълна верига, неговата формулировка ще бъде малко по-различна.
Нека имаме верига, тя има източник на ток, който създава напрежение и някакъв вид съпротивление.
Законът ще бъде написан по следния начин:
Обяснението на закона на Ом за куха верига не се различава фундаментално от обяснението за част от веригата. Както можете да видите, съпротивлението се състои от самото съпротивление и вътрешното съпротивление на източника на ток, а вместо напрежение във формулата се появява електродвижещата сила на източника.
Между другото, прочетете какво е ЕМП в нашата отделна статия.
Как да разберем закона на Ом?
За да разберем интуитивно закона на Ом, нека разгледаме аналогията с представянето на тока като течност. Точно това мислеше Георг Ом, когато провеждаше експерименти, довели до откриването на закона, кръстен на него.
Нека си представим, че токът не е движението на частиците носители на заряд в проводник, а движението на водния поток в тръба. Първо, водата се издига от помпа до помпената станция, а оттам под въздействието на потенциална енергия се насочва надолу и тече през тръбата. Освен това, колкото по-високо помпата изпомпва вода, толкова по-бързо ще тече в тръбата.
От това следва, че скоростта на водния поток (силата на тока в жицата) ще бъде по-голяма, колкото по-голяма е потенциалната енергия на водата (потенциалната разлика)
Силата на тока е право пропорционална на напрежението.
Сега да се обърнем към съпротивата. Хидравличното съпротивление е съпротивлението на тръбата поради диаметъра и грапавостта на стената. Логично е да се предположи, че колкото по-голям е диаметърът, толкова по-ниско е съпротивлението на тръбата и толкова по-голямо количество вода (по-голям ток) ще тече през нейното напречно сечение.
Силата на тока е обратно пропорционална на съпротивлението.
Тази аналогия може да се направи само за фундаментално разбиране на закона на Ом, тъй като първоначалната му форма всъщност е доста грубо приближение, което въпреки това намира отлично приложение на практика.
В действителност съпротивлението на веществото се дължи на вибрациите на атомите на кристалната решетка, а токът се дължи на движението на свободни носители на заряд. В металите свободните носители са електрони, избягали от атомните орбити.
В тази статия се опитахме да дадем просто обяснение на закона на Ом. Познаването на тези на пръв поглед прости неща може да ви послужи добре на изпита. Разбира се, ние дадохме най-простата формулировка на закона на Ом и сега няма да навлизаме в джунглата на висшата физика, занимавайки се с активно и реактивно съпротивление и други тънкости.
Ако имате такава нужда, нашите служители с радост ще ви помогнат. И накрая, ви каним да гледате интересно видео за закона на Ом. Това е наистина образователно!