Закон ома использование его в повсевдневной жизни

Закон ома использование его в повсевдневной жизни

Простые примеры использования Закона Ома

Чему равна величина тока (I) в этой схеме?

Чему равна величина сопротивления (R) лампы?

Какова величина напряжения, которое выдаёт аккумуляторная батарея?

Если вы знаете E и I, и желаете определить чему равно R, тогда нужно зачеркнуть на картинке неизвестное R, и наглядно будет видно, что нужно сделать:

Если вам известны E и R, и вы желаете отыскать значение тока I, тогда выполняем подобное действие, но зачёркиваем неизвестное I.

В итоге наглядно видим, что для отыскания I нужно напряжение делить на сопротивление R:

Если вы знаете I и R, и желаете определить Е, тогда зачеркните E и посмотрите, что получилось. Вам нужно умножить величину тока I, протекающего в электрической цепи (ветви), на величину сопротивления участка цепи.

В итоге вы получите значение падения напряжения E на этом участке:

В конце концов, вы придёте к тому, что знание алгебры необходимо для глубокого изучения электротехники и электроники. Приведённый выше способ позволит вам легко выполнять свои первые расчёты электрических цепей. Если же вы знакомы с алгеброй, то вам достаточно помнить формулировку Закона Ома с тем, чтобы составить необходимую пропорцию и из неё получить все остальные формулы для нахождения неизвестных величин.

Дата: 24.06.2015 © Valentin Grigoryev (Валентин Григорьев)

Где и когда можно применять закон Ома?

Нужна помощь в написании работы?

Закон Ома в упомянутой форме справедлив в достаточно широких пределах для металлов. Он выполняется до тех пор, пока металл не начнет плавиться. Менее широкий диапазон применения у растворов (расплавов) электролитов и в сильно ионизированных газах (плазме). Работая с электрическими схемами, иногда требуется определять падение напряжения на определенном элементе.

Работая с электрическими схемами, иногда требуется определять падение напряжения на определенном элементе. Если это будет резистор с известной величиной сопротивления (она проставляется на корпусе), а также известен проходящий через него ток, узнать напряжение можно с помощью формулы Ома, не подключая вольтметр.

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

I = U / R

Исходя из этой формулы, мы можем решить, что сопротивление проводника зависит от разности потенциалов.

С точки зрения математики, это правильно, но ложно с точки зрения физики. Эта формула применима только для расчета сопротивления на отдельном участке цепи. Чтобы рассчитать сопротивление проводника, нужно перемножить его длину на удельное сопротивление его материала и разделить на площадь поперечного сечения.

Преобразованные формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца

Встретил в Интернете картинку в виде круглой таблички, в которой удачно размещены формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца и варианты математического преобразования формул. Табличка представляет собой несвязанные между собой четыре сектора и очень удобна для практического применения

По таблице легко выбрать формулу для расчета требуемого параметра электрической цепи по двум другим известным. Например, нужно определить ток потребления изделием по известной мощности и напряжению питающей сети.

По таблице в секторе тока видим, что для расчета подойдет формула I=P/U. А если понадобится определить напряжение питающей сети U по величине потребляемой мощности P и величине тока I, то можно воспользоваться формулой левого нижнего сектора, подойдет формула U=P/I.

Подставляемые в формулы величины должны быть выражены в амперах, вольтах, ваттах или Омах.

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 .

Применение закона Ома на практике

Для примера возьмём светодиод с напряжением питания 2 В и номинальным током 20 мА (0,02 А) и источник питания на 5 В.

R = UI. Напряжение на резисторе в данном случае будет равно Uпитания- Uсветодиода, то есть 3 В. Сопротивление R = 30,02= 150 Ом. С помощью закона Ома при известных силе тока и сопротивлении резистора можно узнавать напряжение на резисторе, не прибегая к помощи мультиметра.

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.

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.

Закон Ома и его применение

Закон Ома выражает зависимость между напряжением U, током I и сопротивлением R для участка цепи, не содержащего ЭДС: U = I ∙ R где U – напряжение, в вольтах; I – сила тока, в амперах; R – сопротивление, в омах. Три составляющие закона Ома Для участка цепи, содержащего ЭДС, закон Ома выражает зависимость между ЭДС источника тока E, сопротивлением нагрузки Rн, током I и внутренним сопротивлением r0 источника тока: I = E / (Rн + r0) Напряжение на зажимах источника тока U определяется по формуле: U = E – I ∙ r0 = I ∙ Rн Диаграмма, помогающая запомнить закон Ома. Нужно закрыть искомую величину, и два других символа дадут формулу для её вычисления: В зависимости от сопротивления нагрузки Rн существуют три режима работы: режим короткого замыкания при Rн = 0 Iк.з.

Рекомендуем прочесть:  Как быстро сдать комнату

= Imax = E / r0 режим холостого хода при Rн = ∞ Uх.х. = Umax = E режим согласованной нагрузки при Rн = r0 I = Iк.з. / 2 U = Uх.х. / 2 Р = Uх.х. ∙ Iк.з. / 4 В последнем случае источник тока отдает в нагрузку максимально возможную мощность. Если сопротивление нагрузки состоит из нескольких резисторов, то справедливы следующие соотношении: при последовательном соединении резисторов R1 и R2: U1 / U2 = R1 / R2 U / U2 = R1 + R2 / R2 U2 = U ∙ R2 / (R1 + R2) U1 = U ∙ R1 / (R1 + R2) где U – подведенное напряжение; U1 и U2 – падение напряжения на резисторах R1 и R2; при параллельном соединении резисторов R1 и R2: I1 / I2 = R2 / R1 Подключение резисторов параллельно или последовательно измерительному прибору позволяет расширить пределы измерений.
Если сопротивление нагрузки состоит из нескольких резисторов, то справедливы следующие соотношении: при последовательном соединении резисторов R1 и R2: U1 / U2 = R1 / R2 U / U2 = R1 + R2 / R2 U2 = U ∙ R2 / (R1 + R2) U1 = U ∙ R1 / (R1 + R2) где U – подведенное напряжение; U1 и U2 – падение напряжения на резисторах R1 и R2; при параллельном соединении резисторов R1 и R2: I1 / I2 = R2 / R1 Подключение резисторов параллельно или последовательно измерительному прибору позволяет расширить пределы измерений.

Можно показать, что расширение пределов измерения вольтметра достигается включением последовательно с ним добавочного резистора Rдоб.

Если верхний предел измерения вольтметра Uв, а необходимый предел измерения Uн > Uв, то включение Rдоб = Rп ∙ (Uн / Uв – 1) позволяет отсчитывать максимально напряжение Uн. В приведенном выражении Rп – сопротивление прибора, равное Rп = Uв / Iв, где Iв – ток прибора при подведении к нему напряжения Uв.

Расширение предела измерения амперметра достигается параллельным подключением к нему дополнительного резистора (шунта).

Если верхний предел измерения тока амперметра Iв, а необходимый предел измерения Iн > Iв, то сопротивление шунта: Rш = Rп / (Iн / Iв) – 1 Сопротивление вольтметра можно определить следующим способом. Измерить вольтметром напряжение на зажимах источника напряжения E и, отметив показания вольтметра, включить последовательно с ним такой добавочный резистор, при котором показание вольтметра уменьшится вдвое, т.е. при равенстве сопротивлений вольтметра и добавочного резистора.

На этом же принципе основана и обратная задача определения величины неизвестного сопротивления с помощью вольтметра.

А теперь — веселые картинки

Чтобы еще легче было понять, давайте рассмотрим его на знакомом примере из жизни — с водопроводной водой.

«Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку»

.

Вода — это ток. Течение — сила тока, давление воды — это напряжение, а труба — это проводник.

Ясно, что чем выше мы поднимем бачок, тем выше станет давление воды (напряжение) и тем сильнее станет течение воды (сила тока). Опусти мы бачок — уменьшится давление (напряжение) и соответственно, ниже станет течение (сила тока).

Прямая зависимость. Чем выше напряжение, тем сильнее сила тока, очень наглядно. Теперь проверим на жизненных реалиях вторую часть формулировки закона Ома, добавим в нашу водопроводную схему понятие сопротивления. То есть нарисуем в трубе с водой заслонку.

«Сила тока на участке цепи обратно пропорциональна сопротивлению.»

Если опускать в трубе заслонку (повышая сопротивление), она будет мешать току воды, соответственно, сила течения (сила тока) снижается. И наоборот, при поднятии заслонки (снижая сопротивление) мы видим увеличение силы тока.