1 и 2 закон ома. Законы Ома и Кирхгофа: основы электрических цепей

Что такое закон Ома и как он связывает напряжение, ток и сопротивление. Как применяются правила Кирхгофа для анализа сложных электрических схем. Какие ограничения имеет закон Ома и в каких случаях он не работает.

Закон Ома: фундаментальная взаимосвязь напряжения, тока и сопротивления

Закон Ома является одним из базовых законов электротехники, устанавливающим связь между тремя ключевыми параметрами электрической цепи:

• Напряжением (U) — измеряется в вольтах (В)
• Силой тока (I) — измеряется в амперах (А)
• Сопротивлением (R) — измеряется в омах (Ом)

Математически закон Ома выражается простой формулой:

U = I * R

Это означает, что напряжение в цепи прямо пропорционально силе тока и сопротивлению. Изменение любого из этих параметров влияет на остальные.

Как работает закон Ома на практике?

Рассмотрим простой пример. У нас есть участок цепи с резистором сопротивлением 100 Ом, к которому приложено напряжение 12 В. Какой ток будет протекать через резистор?

Используя закон Ома, получаем:

I = U / R = 12 В / 100 Ом = 0.12 А

Таким образом, через резистор будет протекать ток 0.12 А или 120 мА.

Правила Кирхгофа: анализ сложных электрических схем

Для анализа более сложных схем с несколькими контурами и узлами используются правила Кирхгофа:

Первое правило Кирхгофа (правило узлов)

Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю. Иными словами, сколько тока втекает в узел, столько же должно и вытекать.

Второе правило Кирхгофа (правило контуров)

Алгебраическая сумма напряжений вдоль любого замкнутого контура равна нулю. То есть сумма падений напряжений на всех элементах контура должна быть равна сумме ЭДС источников в этом контуре.

Ограничения закона Ома

Несмотря на широкое применение, закон Ома имеет ряд ограничений:

• Он справедлив только для омических (линейных) элементов цепи
• Не работает для полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов)
• Неприменим к сверхпроводникам
• Нарушается в сильных электрических полях

Поэтому при анализе реальных электронных схем необходимо учитывать эти ограничения и применять более сложные модели для нелинейных элементов.

Применение закона Ома в электротехнике

Закон Ома широко используется в электротехнике для:

• Расчета параметров электрических цепей
• Проектирования электронных устройств
• Анализа режимов работы электрооборудования
• Диагностики неисправностей в электросетях

Понимание закона Ома позволяет инженерам-электрикам и электронщикам эффективно решать широкий спектр практических задач.

Историческая справка: кто открыл закон Ома?

Закон Ома был открыт немецким физиком Георгом Омом в 1826 году. Ом экспериментально установил зависимость между напряжением, током и сопротивлением, проводя опыты с простыми электрическими цепями.

Интересно, что современники Ома довольно прохладно встретили его открытие. Признание пришло позже, когда другие ученые подтвердили справедливость закона Ома и оценили его важность для развития электротехники.

Практическое применение закона Ома: расчет электрических цепей

Рассмотрим несколько типичных задач, которые можно решить с помощью закона Ома:

Задача 1: Расчет тока

К резистору сопротивлением 220 Ом приложено напряжение 5 В. Определить ток через резистор.

Решение:

I = U / R = 5 В / 220 Ом = 0.0227 А = 22.7 мА

Задача 2: Расчет напряжения

Через резистор 1 кОм протекает ток 0.5 мА. Какое напряжение приложено к резистору?

Решение:

U = I * R = 0.0005 А * 1000 Ом = 0.5 В

Задача 3: Расчет сопротивления

При напряжении 12 В через участок цепи протекает ток 0.1 А. Определить сопротивление участка.

Решение:

R = U / I = 12 В / 0.1 А = 120 Ом

Нелинейные элементы: когда закон Ома не работает

Существует ряд электронных компонентов, для которых закон Ома в классическом виде неприменим:

Диоды

Вольт-амперная характеристика диода нелинейна. Ток через диод начинает течь только после превышения определенного порогового напряжения.

Транзисторы

Зависимость тока от напряжения в транзисторах сложная и нелинейная, определяется режимом работы транзистора.

Газоразрядные приборы

В газоразрядных лампах и трубках зависимость тока от напряжения имеет участки с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Термисторы

Сопротивление термисторов сильно зависит от температуры, что приводит к нелинейной вольт-амперной характеристике.

Для анализа цепей с такими элементами используются более сложные модели и методы расчета.

Закон Ома в дифференциальной форме

Для неоднородных проводящих сред закон Ома записывается в дифференциальной форме:

j = σE

Где:

• j — плотность тока
• σ — удельная электропроводность среды
• E — напряженность электрического поля

Эта форма закона Ома позволяет анализировать распределение токов в объемных проводниках и электролитах.

Применение правил Кирхгофа для анализа сложных цепей

Рассмотрим пример использования правил Кирхгофа для расчета токов в схеме с несколькими источниками ЭДС:

[Здесь можно было бы добавить изображение схемы, но я не могу генерировать изображения]

Алгоритм решения:

1. Обозначить направления токов в ветвях
2. Составить уравнения по первому правилу Кирхгофа для узлов
3. Составить уравнения по второму правилу Кирхгофа для независимых контуров
4. Решить полученную систему уравнений

Такой подход позволяет рассчитать токи и напряжения в любой сложной электрической цепи.

Заключение

Закон Ома и правила Кирхгофа являются фундаментальными инструментами для анализа электрических цепей. Несмотря на некоторые ограничения, они широко применяются в электротехнике и электронике. Понимание этих законов необходимо для эффективной работы с электрическими схемами любой сложности.

Закон Ома для участка цепи и для полной электрической цепи — формула соотношения силы тока, напряжения и сопротивления

19 мая, 2022

1 мин

Физ 🔬

12695

0

Закон Ома для участка цепи

Закон Ома гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Открыт немецким учителем физики Георгом Омом в 1826 году.

📌 Записывается следующей формулой: I = U / R.

Формула справедлива для постоянного тока, для переменного она имеет небольшие отличия!

Закон Ома для полной электрической цепи

📍 Закон Ома для полной электрической сети звучит так: сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению.

Короткое замыкание — соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи.

Мгновенное возрастание силы тока приводит к сильному нагреву, расплавлению металлов, а иногда и к пожарам.

💡 Замечание: при коротком замыкании, когда R -> 0, сила тока возрастает в R/r раз.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter. Мы обязательно поправим!

Редакция Без Сменки

Честно. Понятно. С душой.

40 подписчиков

+ Подписаться

Вам так же будет интересно

Редакция Без Сменки

06 июня, 2022

1 мин

Общ 👨‍👩‍👧

Социальное обеспечение

Это право означает обязательное участие государства в содержании тех граждан, которые из-за. ..

Редакция Без Сменки

01 июля, 2022

1 мин

Хим 🧪

щелочные металлы

📍К щелочным металлам относятся металлы IA группы: Li, Na, K, Rb, Cs, Fr. 📍Характерная степень…

Редакция Без Сменки

06 июня, 2022

1 мин

Общ 👨‍👩‍👧

Особенности социального познания

✅ Особенности: – Субъект и объект познания совпадают. – Получаемое социальное знание всегда…

Редакция Без Сменки

16 июня, 2022

1 мин

Физ 🔬

Закон всемирного тяготения

Исаак Ньютон выдвинул предположение, что между любыми телами в природе существуют силы взаимного. ..

---

Законы Ома и Кирхгофа, теория и примеры

Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Главная Справочник Физика Законы Ома и Кирхгофа

Закон Ома является основным законом, который используют при расчетах цепей постоянного тока. Он является фундаментальным и может применяться для любых физических систем, где есть потоки частиц и поля, преодолевается сопротивление.

Законы или правила Кирхгофа являются приложением к закону Ома, используемым для расчета сложных электрических цепей постоянного тока.

Закон Ома

Обобщенный закон Ома для неоднородного участка цепи (участка цепи, содержащего источник ЭДС) имеет вид:

   

– разность потенциалов на концах участка цепи; – ЭДС источника на рассматриваемом участке цепи; R – внешнее сопротивление цепи; r – внутреннее сопротивление источника ЭДС. Если цепь разомкнута, значит, тока в ней нет (), то из (2) получим:

   

ЭДС, действующая в незамкнутой цепи, равна разности потенциалов на ее концах. Получается, для нахождения ЭДС источника следует измерить разность потенциалов на его клеммах при незамкнутой цепи.

Закон Ома для замкнутой цепи записывают как:

   

Величину иногда называют полным сопротивлением цепи. Формула (2) показывает, что электродвижущая сила источника тока, деленная на полное сопротивление равна силе тока в цепи.

Закон Кирхгофа

Пусть имеется произвольная разветвленная сеть проводников. В отдельных участках включены разнообразные источники тока. ЭДС источников постоянны и будем считать известными. При этом токи во всех участках цепи и разности потенциалов на них можно вычислить при помощи закона Ома и закона сохранения заряда.

Для упрощения решения задач по расчетам разветвлённых электрических цепей, имеющих несколько замкнутых контуров, несколько источников ЭДС, используют законы (или правила) Кирхгофа. Правила Кирхгофа служат для того, чтобы составить систему уравнений, из которой находят силы тока в элементах сложной разветвленной цепи.

Первый закон Кирхгофа

Сумма токов в узле цепи с учетом их знаков равна нулю:

   

Первое правило Кирхгофа является следствием закона сохранения электрического заряда. Алгебраическая сумма токов, сходящихся в любом узле цепи – это заряд, который приходит в узел за единицу времени.

При составлении уравнение используя законы Кирхгофа важно учитывать знаки с которыми силы токов входят в эти уравнения. Следует считать, что токи, идущие к точке разветвления, и исходящие от разветвления имеют противоположные знаки. При этом нужно для себя определить какое направление (к узлу или от узла) считать положительным.

Второй закон Кирхгофа

Произведение алгебраической величины силы тока (I) на сумму вешних и внутренних сопротивлений всех участков замкнутого контура равно сумме алгебраических значений сторонних ЭДС () рассматриваемого контура:

   

Каждое произведение определяет разность потенциалов, которая существовала бы между концами соответствующего участка, если бы ЭДС в нем была равно нулю. Величину называют падением напряжения, которое вызывается током.

Второй закон Кирхгофа иногда формулируют следующим образом:

Для замкнутого контура сумма падений напряжения есть сума ЭДС в рассматриваемом контуре.

Второе правило (закон) Кирхгофа является следствием обобщенного закона Ома. Так, если в изолированной замкнутой цепи есть один источник ЭДС, то сила тока в цепи будет такой, что сумма падения напряжения на внешнем сопротивлении и внутреннем сопротивлении источника будет равна сторонней ЭДС источника. Если источников ЭДС несколько, то берут их алгебраическую сумму. Знак ЭДС выбирается положительным, если при движении по контуру в положительном направлении первым встречается отрицательный полюс источника. (За положительное направление обхода контура принимают направление обхода цепи либо по часовой стрелке, либо против нее).

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

2: Закон Ома — Рабочая сила LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

683

• Tony R. Kuphaldt
• Schweitzer Engineering Laboratories via All About Circuits

• 2.1: Закон Ома. Как соотносятся напряжение, ток и сопротивление

  Первое и, возможно, наиболее важное соотношение между током, напряжением и сопротивлением называется законом Ома, открытым Георгом Симоном Омом и опубликованным в его 1827 году. статья «Гальваническая цепь, исследованная математически».

• 2.2. Аналогия закона Ома

  Закон Ома также интуитивно понятен, если применить его к аналогии с водой и трубой. Если у нас есть водяной насос, который создает давление (напряжение), чтобы проталкивать воду по «контуру» (току) через ограничение (сопротивление), мы можем смоделировать взаимосвязь трех переменных. Если сопротивление потоку воды остается прежним, а давление насоса увеличивается, скорость потока также должна увеличиваться.

• 2.3: Мощность в электрических цепях

  Мощность – это мера того, какой объем работы может быть выполнен за определенный промежуток времени. Механическая мощность обычно измеряется (в Америке) в «лошадиных силах». Электрическая мощность почти всегда измеряется в «ваттах» и может быть рассчитана по формуле P = IE. Электрическая мощность является произведением как напряжения, так и тока, а не одного из них по отдельности.

• 2.4: Расчет электрической мощности

  Мощность измеряется в ваттах, обозначается буквой «Вт».

• 2.5: Резисторы

  Поскольку зависимость между напряжением, током и сопротивлением в любой цепи очень регулярна, мы можем надежно контролировать любую переменную в цепи, просто контролируя две другие. Возможно, самой легкой для управления переменной в любой цепи является ее сопротивление. Это можно сделать, изменив материал, размер и форму его проводящих компонентов (помните, как тонкая металлическая нить накала лампы создавала большее электрическое сопротивление, чем толстая проволока?).

• 2. 6: Нелинейная проводимость

  Закон Ома — это простой и мощный математический инструмент, помогающий нам анализировать электрические цепи, но у него есть ограничения, и мы должны понимать эти ограничения, чтобы правильно применять его к реальным цепям. Для большинства проводников сопротивление является довольно стабильным свойством, практически не зависящим от напряжения или силы тока. По этой причине мы можем считать сопротивление многих компонентов схемы постоянным, а напряжение и ток напрямую связаны друг с другом.

• 2.7: Проводка цепи

• 2.8: Полярность падения напряжения

• 2.9: Смодели по компьютеру в электрических цирках

  Компьютеры могут быть мощными подходящими инструментами. сферах науки и техники. Существует программное обеспечение для компьютерного моделирования электрических цепей, и эти программы могут быть очень полезными, помогая разработчикам схем тестировать идеи перед тем, как создавать настоящие схемы, экономя много времени и денег.

---

Эта страница под названием 2: Закон Ома распространяется в соответствии с лицензией GNU Free Documentation License 1.3 и была создана, изменена и/или курирована Тони Р. Купхалдтом (Все о цепях) через исходный контент, который был отредактирован для стиль и стандарты платформы LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Глава

   Автор

   Тони Р. Купхалдт

   Лицензия

   ГНУ ФДЛ

   Версия лицензии

   1,3

   Показать оглавление

   нет

2. Теги

   1. Закон Ома
   2. источник@https://www. allaboutcircuits.com/textbook/alternating-current
   3. источник@https://www.allaboutcircuits.com/textbook/direct-current

9.4 Закон Ома – University Physics Volume 2

Глава 9. Ток и сопротивление

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Описывать закон Ома
• Распознавать, когда применяется закон Ома, а когда нет

До сих пор в этой главе мы обсуждали три электрических свойства: ток, напряжение и сопротивление. Оказывается, многие материалы демонстрируют простую зависимость между значениями этих свойств, известную как закон Ома. Многие другие материалы не показывают этой взаимосвязи, поэтому, несмотря на то, что он называется законом Ома, он не считается законом природы, как законы Ньютона или законы термодинамики. Но это очень полезно для расчетов с материалами, которые подчиняются закону Ома.

Описание закона Ома

Ток, протекающий через большинство веществ, прямо пропорционален приложенному к нему напряжению В . Немецкий физик Георг Симон Ом (1787–1854) был первым, кто экспериментально продемонстрировал, что ток в металлической проволоке прямо пропорционален приложенному напряжению :

[латекс]I\phantom{\rule{0,2em}{ 0ex}}\text{∝}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}V.[/latex]

Это важное соотношение лежит в основе Закон Ома . Его можно рассматривать как причинно-следственную связь, где напряжение является причиной, а ток — следствием. Это эмпирический закон, то есть экспериментально наблюдаемое явление, подобное трению. Такая линейная зависимость не всегда имеет место. Любой материал, компонент или устройство, которые подчиняются закону Ома, где ток через устройство пропорционален приложенному напряжению, известен как -омный материал или омический компонент. Любой материал или компонент, который не подчиняется закону Ома, известен как неомный материал или неомический компонент.

Эксперимент Ома

В статье, опубликованной в 1827 году, Георг Ом описал эксперимент, в котором он измерял напряжение и ток в различных простых электрических цепях, содержащих провода различной длины. Аналогичный эксперимент показан на рис. 9.19. Этот эксперимент используется для наблюдения за током через резистор, возникающим в результате приложенного напряжения. В этой простой схеме резистор соединен последовательно с батареей. Напряжение измеряется вольтметром, который необходимо поставить на резистор (параллельно резистору). Ток измеряется амперметром, который должен быть подключен к резистору (последовательно с резистором).

Рисунок 9.19  Экспериментальная установка, используемая для определения того, является ли резистор омическим или неомическим устройством. (а) Когда батарея присоединена, ток течет по часовой стрелке, а показания вольтметра и амперметра положительны. б) при переключении выводов батареи ток течет против часовой стрелки, а показания вольтметра и амперметра отрицательные.

В этой обновленной версии оригинального эксперимента Ома было выполнено несколько измерений тока для нескольких разных напряжений. Когда батарея была подключена, как показано на рисунке 9.19(а), ток протекал по часовой стрелке, а показания вольтметра и амперметра были положительными. Изменится ли поведение тока, если ток течет в противоположном направлении? Чтобы заставить ток течь в противоположном направлении, выводы батареи можно поменять местами. При переключении выводов батареи показания вольтметра и амперметра были отрицательными, поскольку ток протекал в противоположном направлении, в данном случае против часовой стрелки. Результаты аналогичного эксперимента показаны на рисунке 9..20.

Рисунок 9.20  Резистор включен в цепь с батареей. Приложенное напряжение варьируется от -10,00 В до +10,00 В, увеличиваясь с шагом 1,00 В. На графике показаны значения напряжения в зависимости от тока, типичные для случайного экспериментатора.

В этом эксперименте напряжение, прикладываемое к резистору, изменяется от −10,00 до +10,00 В с шагом 1,00 В. Измеряются ток через резистор и напряжение на резисторе. Строится график зависимости напряжения от тока, и результат приблизительно линейный. Наклон линии — это сопротивление или напряжение, деленное на ток. Этот результат известен как закон Ома:

[latex]V=IR,[/latex]

где V — напряжение, измеренное в вольтах на рассматриваемом объекте, I — ток, измеренный через объект в амперах, а R — это сопротивление в единицах Ом. Как указывалось ранее, любое устройство, демонстрирующее линейную зависимость между напряжением и током, известно как омическое устройство. Таким образом, резистор является омическим устройством.

Пример

Измерение сопротивления

Угольный резистор при комнатной температуре [латекс]\left(20\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{°}\text{C}\right)[/ латекс] прикреплен к 9Батарея 0,00 В, а ток, измеренный через резистор, равен 3,00 мА. а) Чему равно сопротивление резистора в омах? (b) Если температура резистора увеличивается до [латекс]60\фантом{\правило{0. {3}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{Ω}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}=3.00\phantom{\rule{0.2em}{0ex} }\text{k}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{Ω}.[/latex] 9{-3}\text{A}=3.06\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{мА}.[/latex]

Значимость

Изменение температуры [латекс]40\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{°}\text{C}[/latex] привело к изменению тока на 2,00%. Это может показаться не очень большим изменением, но изменение электрических характеристик может оказать сильное влияние на схемы. По этой причине многие электронные устройства, такие как компьютеры, содержат вентиляторы для отвода тепла, рассеиваемого компонентами электрических цепей.

Проверьте свое понимание

Напряжение, подаваемое в ваш дом, изменяется как [латекс]V\left(t\right)={V}_{\text{max}}\phantom{\rule{0.2em}{0ex} }\text{sin}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\left(2\pi ft\right)[/latex]. Если к этому напряжению подключить резистор, будет ли по-прежнему действовать закон Ома [latex]V=IR[/latex]?

Показать решение

Да, закон Ома остается в силе. В каждый момент времени ток равен [latex]I\left(t\right)=V\left(t\right)\text{/}R[/latex], поэтому ток также является функцией времени. , [латекс] I \ влево (т \ вправо) = \ frac {{V} _ {\ text {max}}} {R} \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} \ text {sin} \ phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\left(2\pi ft\right)[/latex].

Посмотрите, как формула закона Ома соотносится с простой цепью. Отрегулируйте напряжение и сопротивление и посмотрите, как изменится ток в соответствии с законом Ома. Размеры символов в уравнении изменяются в соответствии с принципиальной схемой.

Неомические устройства не демонстрируют линейной зависимости между напряжением и током. Одним из таких устройств является полупроводниковый элемент схемы, известный как диод. Диод представляет собой схемное устройство, которое позволяет току течь только в одном направлении. Схема простой цепи, состоящей из батареи, диода и резистора, показана на рисунке 9..21. Хотя мы не рассматриваем теорию диода в этом разделе, диод можно проверить, чтобы увидеть, является ли он омическим или неомическим устройством.

Рисунок 9.21  Диод — это полупроводниковое устройство, пропускающее ток, только если диод смещен в прямом направлении, что означает, что анод положительный, а катод отрицательный.

График зависимости тока от напряжения показан на рис. 9.22. Обратите внимание, что поведение диода показано как зависимость тока от напряжения, тогда как работа резистора показана как зависимость напряжения от тока. Диод состоит из анода и катода. Когда анод имеет отрицательный потенциал, а катод — положительный, как показано в части (а), говорят, что диод имеет обратное смещение. При обратном смещении диод имеет чрезвычайно большое сопротивление, и через диод и резистор протекает очень небольшой ток — практически нулевой ток. По мере увеличения напряжения, приложенного к цепи, ток остается практически нулевым, пока напряжение не достигнет напряжения пробоя и диод не начнет проводить ток, как показано на рисунке 9..22. Когда батарея и потенциал на диоде меняются местами, что делает анод положительным, а катод отрицательным, диод проводит ток, и ток течет через диод, если напряжение больше 0,7 В. Сопротивление диода близко к нулю. (Это причина резистора в цепи; если бы его не было, ток стал бы очень большим.) Из графика на Рисунок 9.22 видно, что напряжение и ток не имеют линейной зависимости. Таким образом, диод является примером неомического устройства.

Рисунок 9.22  Когда напряжение на диоде отрицательное и малое, через диод протекает очень небольшой ток. Когда напряжение достигает напряжения пробоя, диод открывается. Когда напряжение на диоде положительное и превышает 0,7 В (фактическое значение напряжения зависит от диода), диод проводит ток. По мере увеличения приложенного напряжения ток через диод увеличивается, но напряжение на диоде остается примерно равным 0,7 В. Закон Ома

обычно формулируется как [латекс]V=IR[/латекс], но первоначально он формулировался как микроскопический. зрения, с точки зрения плотности тока, проводимости и электрического поля. Этот микроскопический взгляд предполагает, что пропорциональность [латекс]V\propto I[/латекс] возникает из-за скорости дрейфа свободных электронов в металле, возникающей в результате приложенного электрического поля. Как указывалось ранее, плотность тока пропорциональна приложенному электрическому полю. Переформулировка закона Ома приписывается Густаву Кирхгофу, чье имя мы снова встретим в следующей главе.

Резюме

• Закон Ома представляет собой эмпирическую зависимость тока, напряжения и сопротивления для некоторых распространенных типов элементов схемы, включая резисторы. Это не относится к другим устройствам, таким как диоды.
• Одна формулировка закона Ома дает соотношение между током I , напряжением В и сопротивлением R в простой цепи как [латекс]В=IR[/латекс].
• Еще одно утверждение закона Ома на микроскопическом уровне: [латекс]J=\sigma E[/латекс].

Концептуальные вопросы

В определении поля по потенциалу сопротивление определялось как [латекс]R\экв\фрак{В}{I}[/латекс]. В этом разделе мы представили закон Ома, который обычно выражается как [латекс]V=IR[/латекс]. Уравнения выглядят совершенно одинаково. В чем разница между законом Ома и определением сопротивления?

Ниже показаны результаты эксперимента, в котором четыре устройства были подключены к источнику переменного напряжения. Увеличивают напряжение и измеряют ток. Какое устройство, если таковое имеется, является омическим устройством?

Показать решение

Устройство B показывает линейную зависимость, а устройство является омическим.

Ток I измеряется через образец омического материала при приложении напряжения В . а) Какова сила тока, когда напряжение удваивается до 2 В (примем, что изменение температуры материала незначительно)? (b) Какое напряжение приложено, если измеренный ток равен 0,2 I (примем, что изменение температуры материала незначительно)? Что произойдет с током, если в материале напряжение останется постоянным, а температура материала значительно возрастет?

Проблемы

Резистор [латекс]2.2\text{-k}\phantom{\rule{0. 2em}{0ex}}\text{Ом}[/латекс] подключен к батарейке типа D (1,5 В). Какой ток через резистор?

Резистор с номиналом [латекс]250\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{k}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{Ом}[/latex] подключен к двум батареям D-элементов (каждая 1,50 В) последовательно, с общим напряжением 3,00 В. Производитель рекламирует, что их резисторы находятся в пределах 5% от номинального значения. Каковы возможный минимальный ток и максимальный ток через резистор? 9{5}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}}\text{Ω}\phantom{\rule{0.2em}{0ex}},\phantom{\rule{0.8em}{0ex}}{I } _ {\ text {max}} = 11,43 \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} \ mu \ phantom {\ rule {0.2em} {0ex}} \ text {A} \ hfill \ end {array }[/латекс]

Резистор соединен последовательно с источником питания 20,00 В. Мера тока 0,50 А. Чему равно сопротивление резистора?

Резистор включен в цепь с регулируемым источником напряжения. Напряжение на резисторе и ток через резистор, а также измерения показаны ниже. Оцените сопротивление резистора.