Формула ома. Закон Ома: формулы, применение и примеры расчетов

Что такое закон Ома и как он применяется в электротехнике. Как рассчитать силу тока, напряжение и сопротивление по закону Ома. Какие существуют формулы закона Ома для участка цепи и полной цепи. Где применяется закон Ома на практике.

Формулировка закона Ома

Закон Ома — один из фундаментальных законов электротехники, устанавливающий связь между силой тока, напряжением и сопротивлением в электрической цепи. Он был открыт немецким физиком Георгом Омом в 1826 году.

Существуют две основные формулировки закона Ома:

• Для участка цепи: сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
• Для полной цепи: сила тока прямо пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

Формулы закона Ома

Основная формула закона Ома для участка цепи:

I = U / R

где:

• I — сила тока (измеряется в амперах, А)
• U — напряжение (измеряется в вольтах, В)
• R — сопротивление (измеряется в омах, Ом)

Из этой формулы можно вывести еще две:

U = I * R

R = U / I

Формула закона Ома для полной цепи:

I = ε / (R + r)

где:

• ε — электродвижущая сила источника (ЭДС)
• R — внешнее сопротивление цепи
• r — внутреннее сопротивление источника

Применение закона Ома

Закон Ома широко применяется в электротехнике для расчета параметров электрических цепей. Вот некоторые примеры его практического использования:

• Расчет силы тока в цепи при известном напряжении и сопротивлении
• Определение необходимого сопротивления для ограничения тока до заданного значения
• Вычисление падения напряжения на участках цепи
• Расчет мощности, выделяемой на элементах цепи
• Проектирование электрических систем и устройств

Примеры расчетов по закону Ома

Рассмотрим несколько примеров применения закона Ома для решения практических задач:

Пример 1: Расчет силы тока

Задача: К резистору сопротивлением 100 Ом приложено напряжение 12 В. Определить силу тока, протекающего через резистор.

Решение:

Используем формулу I = U / R

I = 12 В / 100 Ом = 0,12 А = 120 мА

Ответ: Через резистор протекает ток 120 мА.

Пример 2: Расчет напряжения

Задача: Определить напряжение на концах проводника сопротивлением 50 Ом, если через него протекает ток 0,5 А.

Решение:

Используем формулу U = I * R

U = 0,5 А * 50 Ом = 25 В

Ответ: Напряжение на концах проводника составляет 25 В.

Пример 3: Расчет сопротивления

Задача: Рассчитать сопротивление лампы накаливания, если при напряжении 220 В через нее протекает ток 0,5 А.

Решение:

Используем формулу R = U / I

R = 220 В / 0,5 А = 440 Ом

Ответ: Сопротивление лампы накаливания составляет 440 Ом.

Ограничения применения закона Ома

Хотя закон Ома является фундаментальным в электротехнике, существуют ситуации, когда он не применим или требует уточнений:

• Для нелинейных элементов (например, диодов или транзисторов) зависимость между током и напряжением не линейна
• В цепях с переменным током необходимо учитывать реактивные сопротивления
• При очень высоких напряжениях или токах могут возникать нелинейные эффекты
• В сверхпроводниках сопротивление практически отсутствует

Практические советы по применению закона Ома

При использовании закона Ома в практических расчетах следует учитывать несколько важных моментов:

1. Всегда проверяйте единицы измерения. Напряжение должно быть в вольтах, ток в амперах, а сопротивление в омах.
2. При расчетах в цепях постоянного тока используйте базовую формулу закона Ома.
3. Для цепей переменного тока учитывайте реактивные сопротивления и используйте комплексные числа.
4. Помните о внутреннем сопротивлении источников питания при расчетах полных цепей.
5. Используйте закон Ома в сочетании с другими законами электротехники (например, законами Кирхгофа) для анализа сложных цепей.

Закон Ома в современной электронике

Несмотря на свою простоту, закон Ома остается крайне важным в современной электронике и электротехнике. Вот несколько примеров его применения в современных технологиях:

• Проектирование интегральных схем: закон Ома помогает рассчитывать токи и напряжения в микросхемах
• Разработка источников питания: используется для расчета параметров трансформаторов, выпрямителей и стабилизаторов
• Создание систем защиты электрооборудования: помогает рассчитывать параметры предохранителей и автоматических выключателей
• Оптимизация энергопотребления: применяется при разработке энергоэффективных устройств

Часто задаваемые вопросы о законе Ома

Как закон Ома связан с мощностью?

Закон Ома тесно связан с формулами расчета электрической мощности. Мощность можно рассчитать, используя следующие формулы:

P = U * I

P = I² * R

P = U² / R

Где P — мощность, измеряемая в ваттах (Вт).

Почему закон Ома важен для электробезопасности?

Закон Ома помогает понять, как сила тока зависит от напряжения и сопротивления. Это критически важно для электробезопасности, так как опасность для человека представляет именно сила тока, а не напряжение само по себе. Зная сопротивление человеческого тела и напряжение, можно оценить потенциальную опасность электрического удара.

Как закон Ома применяется в бытовой электрике?

В быту закон Ома используется для:

• Расчета нагрузки на электропроводку
• Выбора подходящих предохранителей и автоматических выключателей
• Определения мощности бытовых приборов
• Расчета энергопотребления и экономии электроэнергии

Закон Ома для полной цепи

Закон Ома для полной цепи – эмпирический (полученный из эксперимента) закон, который устанавливает связь между силой тока, электродвижущей силой (ЭДС) и внешним и внутренним сопротивлением в цепи.

При проведении реальных исследований электрических характеристик цепей с постоянным током необходимо учитывать сопротивление самого источника тока. Таким образом в физике осуществляется переход от идеального источника тока к реальному источнику тока, у которого есть свое сопротивление (см. рис. 1).

Рис. 1. Изображение идеального и реального источников тока

Рассмотрение источника тока с собственным сопротивлением обязывает использовать закон Ома для полной цепи.

Сформулируем закона Ома для полной цепи так (см. рис. 2): сила тока в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи, где под полным сопротивлением понимается сумма внешних и внутренних сопротивлений.

Рис. 2. Схема закона Ома для полной цепи.

Формула закона Ома для полной цепи

• R – внешнее сопротивление [Ом];
• r – сопротивление источника ЭДС (внутреннее) [Ом];
• I – сила тока [А];
• ε– ЭДС источника тока [В].

Рассмотрим некоторые задачи на данную тему. Задачи на закон Ома для полной цепи, как правило, дают ученикам 10 класса, чтобы они могли лучше усвоить указанную тему.

I. Определите силу тока в цепи с лампочкой, сопротивлением 2,4 Ом и источником тока, ЭДС которого равно 10 В, а внутреннее сопротивление 0,1 Ом.

По определению закона Ома для полной цепи, сила тока равна:

II. Определить внутреннее сопротивление источника тока с ЭДС 52 В. Если известно, что при подключении этого источника тока к цепи с сопротивлением 10 Ом амперметр показывает значение 5 А.

Запишем закон Ома для полной цепи и выразим из него внутреннее сопротивление:

III. Однажды школьник спросил у учителя по физике: «Почему батарейка садится?» Как грамотно ответить на данный вопрос?

Мы уже знаем, что реальный источник обладает собственным сопротивлением, которое обусловлено либо сопротивлением растворов электролитов для гальванических элементов и аккумуляторов, либо сопротивлением проводников для генераторов. Согласно закону Ома для полной цепи:

следовательно, ток в цепи может уменьшаться либо из-за уменьшения ЭДС, либо из-за повышения внутреннего сопротивления. Значение ЭДС у аккумулятора почти постоянный. Следовательно, ток в цепи понижается за счет повышения внутреннего сопротивления. Итак, «батарейка» садится, так как её внутреннее сопротивление увеличивается.

Закон Ома. Для цепей и тока. Формулы и применение

Георг Симон Ом начал свои исследования вдохновляясь знаменитым трудом Жана Батиста Фурье «Аналитическая теория тепла». В этой работе Фурье представлял тепловой поток между двумя точками как разницу температур, а изменение теплового потока связывал с его прохождением через препятствие неправильной формы из теплоизолирующего материала. Аналогично этому Ом обуславливал возникновение электрического тока разностью потенциалов.

История

Исходя из этого Ом стал экспериментировать с разными материалами проводника. Для того, чтобы определить их проводимость он подключал их последовательно и подгонял их длину таким образом, чтобы сила тока была одинаковой во всех случаях.

Важно при таких измерениях было подбирать проводники одного и того же диаметра. Ом, замеряя проводимость серебра и золота, получил результаты, которые по современным данным не отличаются точностью. Так, серебряный проводник у Ома проводил меньше электрического тока, чем золотой. Сам Ом объяснял это тем, что его проводник из серебра был покрыт маслом и из-за этого, по всей видимости, опыт не дал точных результатов.

Однако не только с этим были проблемы у физиков, которые в то время занимались подобными экспериментами с электричеством. Большие трудности с добычей чистых материалов без примесей для опытов, затруднения с калибровкой диаметра проводника искажали результаты тестов. Еще большая загвоздка состояла в том, что сила тока постоянно менялась во время испытаний, поскольку источником тока служили переменные химические элементы. В таких условиях Ом вывел логарифмическую зависимость силы тока от сопротивления провода.

Немногим позже немецкий физик Поггендорф, специализировавшийся на электрохимии, предложил Ому заменить химические элементы на термопару из висмута и меди. Ом начал свои эксперименты заново. В этот раз он пользовался термоэлектрическим устройством, работающем на эффекте Зеебека в качестве батареи. К нему он последовательно подключал 8 проводников из меди одного и того же диаметра, но различной длины. Чтобы измерить силу тока Ом подвешивал с помощью металлической нити над проводниками магнитную стрелку. Ток, шедший параллельно этой стрелке, смещал ее в сторону. Когда это происходило физик закручивал нить до тех пор, пока стрелка не возвращалась в исходное положение. Исходя из угла, на который закручивалась нить можно было судить о значении силы тока.

В результате нового эксперимента Ом пришел к формуле:

Х = a / b + l

Здесь X – интенсивность магнитного поля провода, l – длина провода, a – постоянная величина напряжения источника, b – постоянная сопротивления остальных элементов цепи.

Если обратиться к современным терминам для описания данной формулы, то мы получим, что Х – сила тока, а – ЭДС источника, b + l – общее сопротивление цепи.

Закон Ома для участка цепи

Закон Ома для отдельного участка цепи гласит: сила тока на участке цепи увеличивается при возрастании напряжения и уменьшается при возрастании сопротивления этого участка.

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.

Таким образом формула для расчета сопротивления проводника примет вид:

R = p ⋅ l / s

Закон Ома для полной цепи

Отличие закона Ома для полной цепи от закона Ома для участка цепи заключается в том, что теперь мы должны учитывать два вида сопротивления. Это «R» сопротивление всех компонентов системы и «r» внутреннее сопротивление источника электродвижущей силы. Формула таким образом приобретает вид:

I = U / R + r

Закон Ома для переменного тока

Переменный ток отличается от постоянного тем, что он изменяется с определенными временными периодами. Конкретно он изменяет свое значение и направление. Чтобы применить закон Ома здесь нужно учитывать, что сопротивление в цепи с постоянным током может отличатся от сопротивления в цепи с током переменным. И отличается оно в том случае если в цепи применены компоненты с реактивным сопротивлением. Реактивное сопротивление может быть индуктивным (катушки, трансформаторы, дроссели) и емкостными (конденсатор).

Попробуем разобраться, в чем реальная разница между реактивным и активным сопротивлением в цепи с переменным током. Вы уже должны были понять, что значение напряжение и силы тока в такой цепи меняется со временем и имеют, грубо говоря, волновую форму.

Если мы схематически представим, как с течением времени меняются эти два значения, у нас получится синусоида. И напряжение, и сила тока от нуля поднимаются до максимального значения, затем, опускаясь, проходят через нулевое значение и достигают максимального отрицательного значения. После этого снова поднимаются через нуль до максимального значения и так далее. Когда говорится, что сила тока или напряжение имеет отрицательное значение, здесь имеется ввиду, что они движутся в обратном направлении.

Весь процесс происходит с определенной периодичностью. Та точка, где значение напряжения или силы тока из минимального значения поднимаясь к максимальному значению проходит через нуль называется фазой.

На самом деле, это только предисловие. Вернемся к реактивному и активному сопротивлению. Отличие активного сопротивления от реактивного в том, что в цепи с активным сопротивлением фаза тока совпадает с фазой напряжения. То есть, и значение силы тока, и значение напряжения достигают максимума в одном направлении одновременно. В таком случае наша формула для расчета напряжения, сопротивления или силы тока не меняется.

Если же цепь содержит реактивное сопротивление, фазы тока и напряжения сдвигаются друг от друга на ¼ периода. Это означает, что, когда сила тока достигнет максимального значения, напряжение будет равняться нулю и наоборот. Когда применяется индуктивное сопротивление, фаза напряжения «обгоняет» фазу тока. Когда применяется емкостное сопротивление, фаза тока «обгоняет» фазу напряжения.

Формула для расчета падения напряжения на индуктивном сопротивлении:

U = I ⋅ ωL

Где L – индуктивность реактивного сопротивления, а ω – угловая частота (производная по времени от фазы колебания).

Формула для расчета падения напряжения на емкостном сопротивлении:

U = I / ω ⋅ С

С – емкость реактивного сопротивления.

Эти две формулы – частные случаи закона Ома для переменных цепей.

Полный же будет выглядеть следующем образом:

I = U / Z

Здесь Z – полное сопротивление переменной цепи известное как импеданс.

Сфера применения

Закон Ома не является базовым законом в физике, это лишь удобная зависимость одних значений от других, которая подходит почти в любых ситуациях на практике. Поэтому проще будет перечислить ситуации, когда закон может не срабатывать:

• Если есть инерция носителей заряда, например, в некоторых высокочастотных электрических полях;
• В сверхпроводниках;
• Если провод нагревается до такой степени, что вольтамперная характеристика перестает быть линейной. Например, в лампах накаливания;
• В вакуумных и газовых радиолампах;
• В диодах и транзисторах.

Похожие темы:

Закон Ома

В 1826 величайший немецкий физик Георг Симон Ом публикует свою работу «Определение закона, по которому металлы проводят контактное электричество», где дает формулировку знаменитому закону. Ученые того времени встретили враждебно публикации великого физика. И лишь после того, как другой ученый – Клод Пулье, пришел к тем же выводам опытным путем, закон Ома признали во всем мире.

Закон Ома – физическая закономерность, которая определяет взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением проводника. Он имеет две основные формы.

Закон Ома для участка цепи

Формулировка закона Ома для участка цепи – сила тока прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению.

Это простое выражение помогает на практике решать широчайший круг вопросов. Для лучшего запоминания решим задачу.

  Задача 1.1

Рассчитать силу тока, проходящую по медному проводу длиной 100 м, площадью поперечного сечения 0,5 мм

2, если к концам провода приложено напряжение 12 B.

Задача простая, заключается в нахождении сопротивления медной проволоки с последующим расчетом силы тока по формуле закона Ома для участка цепи. Приступим.

Закон Ома для полной цепи

Формулировка закона Ома для полной цепи — сила тока прямо пропорциональна сумме ЭДС цепи, и обратно пропорциональна сумме сопротивлений источника и цепи , где E – ЭДС, R- сопротивление цепи, r – внутреннее сопротивление источника.

Здесь могут возникнуть вопросы. Например, что такое ЭДС? Электродвижущая сила — это физическая величина, которая характеризует работу внешних сил в источнике ЭДС. К примеру, в обычной пальчиковой батарейке, ЭДС является химическая реакция, которая заставляет перемещаться заряды от одного полюса к другому. Само слово электро

движущая говорит о том, что эта сила двигает электричество, то есть заряд.

В каждом источнике присутствует внутреннее сопротивление r, оно зависит от параметров самого источника. В цепи также существует сопротивление R, оно зависит от параметров самой цепи.

Формулу закона Ома для полной цепи можно представить в другом виде. А именно: ЭДС источника цепи равна сумме падений напряжения на источнике и на внешней цепи.

Для закрепления материала, решим две задачи на формулу закона Ома для полной цепи.

  Задача 2.1

Найти силу тока в цепи, если известно что сопротивление цепи 11 Ом, а источник подключенный к ней имеет ЭДС 12 В и внутреннее сопротивление 1 Ом.

 

Теперь решим задачу посложнее.

  Задача 2.2

Источник ЭДС подключен к резистору сопротивлением 10 Ом с помощью медного провода длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм². Найти силу тока, зная что ЭДС источника равно 12 В, а внутреннее сопротивление 1,9825 Ом.

Приступим.

Мнемоническая диаграмма

Для лучшего запоминания закона Ома существует мнемоническая диаграмма, благодаря которой можно всегда напомнить себе формулу. Пользоваться этой диаграммой очень просто. Достаточно закрыть искомую величину и две другие укажут, как её найти. Потренируйтесь, это может вам пригодится.

Успехов в изучении электричества! Рекомендуем прочесть статью — законы Кирхгофа.

Просмотров: 16605

Лекция № 6 — Закон Ома

        

Георг Симон Ом

    Закон Ома, основанный на опытах, представляет собой в электротехнике основной закон, который устанавливает связь силы электрического тока с сопротивлением и напряжением.

   Закон Ома – полученный экспериментальным путём (эмпирический) закон, который устанавливает связь силы тока в проводнике с напряжением на концах проводника и его сопротивлением, был открыт в 1826 году немецким физиком-экспериментатором Георгом Омом.

   

Закон Ома для участка цепи

 

   Строгая формулировка закона Ома может быть записана так:

      сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника.

   Формула закона Ома записывается в следующем виде:

где

I – сила тока в проводнике, единица измерения силы тока — ампер [А];

U – электрическое напряжение (разность потенциалов), единица измерения напряжения- вольт [В];

R – электрическое сопротивление проводника, единица измерения электрического сопротивления — ом [Ом].

    Согласно закону Ома, увеличение напряжения, например, в два раза при фиксированном сопротивлении проводника, приведёт к увеличению силы тока также в два раза

    И напротив, уменьшение тока в два раза при фиксированном напряжении будет означать, что сопротивление увеличилось в два раза.

    Рассмотрим простейший случай применения закона Ома.

    Пусть дан некоторый проводник сопротивлением 3 Ом под напряжением 12 В. Тогда, по определению закона Ома, по данному проводнику течет ток равный:

      Существует мнемоническое правило для запоминания этого закона, которое можно назвать треугольник Ома. Изобразим все три характеристики (напряжение, сила тока и сопротивление) в виде треугольника. В вершине которого находится напряжение, в нижней левой части – сила тока, а в правой – сопротивление.

Правило работы такое: закрываем пальцем величину в треугольнике, которую нужно найти, тогда две оставшиеся дадут верную формулу для поиска закрытой.

Где и когда можно применять закон Ома?

       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. 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.

Значение Закона Ома

     Закон Ома определяет силу тока в электрической цепи при заданном напряжении и известном сопротивлении. Он позволяет рассчитать тепловые, химические и магнитные действия тока, так как они зависят от силы тока.

   Закон Ома является чрезвычайно полезным в технике(электронной/электрической), поскольку он касается трех основных электрических величин: тока, напряжения и сопротивления. Он показывает, как эти три величины являются взаимозависимыми на макроскопическом уровне.

    Если бы было можно охарактеризовать закон Ома простыми словами, то наглядно это выглядело бы так:

       Из закона Ома вытекает, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно. Сила тока окажется настолько большой, что это может иметь тяжелые последствия.

 

Задача 1.1

  Рассчитать силу тока, проходящую по медному проводу длиной 100 м, площадью поперечного сечения 0,5 мм², если к концам провода приложено напряжение 12 B.

 

  Задачка простая, заключается в нахождении сопротивления медной проволоки с последующим расчетом силы тока по формуле закона Ома для участка цепи. Приступим.

 

Закон Ома для полной цепи 

  Формулировка закона Ома для полной цепи — сила тока прямо пропорциональна сумме ЭДС цепи, и обратно пропорциональна сумме сопротивлений источника и цепи , где E – ЭДС, R- сопротивление цепи, r – внутреннее сопротивление источника.

  Здесь могут возникнуть вопросы. Например, что такое ЭДС?

    Электродвижущая сила — это физическая величина, которая характеризует работу внешних сил в источнике ЭДС. К примеру, в обычной пальчиковой батарейке, ЭДС является химическая реакция, которая заставляет перемещаться заряды от одного полюса к другому. Само слово электродвижущая говорит о том, что эта сила двигает  заряд.

  В каждом источнике присутствует внутреннее сопротивление r, оно зависит от параметров самого источника. В цепи также существует сопротивление R, оно зависит от параметров самой цепи.

  Формулу закона Ома для полной цепи можно представить в другом виде. А именно: ЭДС источника цепи равна сумме падений напряжения на источнике и на внешней цепи.

  

Для закрепления материала, решим две задачи на формулу закона Ома для полной цепи.

Задача 2.1

  Найти силу тока в цепи, если известно что сопротивление цепи 11 Ом, а источник подключенный к ней имеет ЭДС 12 В и внутреннее сопротивление 1 Ом.

 

  Теперь решим задачу посложнее.

 Задача 2.2

  Источник ЭДС подключен к резистору сопротивлением 10 Ом с помощью медного провода длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм². Найти силу тока, зная что ЭДС источника равно 12 В, а внутреннее сопротивление 1,9825 Ом.

Приступим.

 

 

Закон Ома Формулы • Закон Ома

Формула закона

Ома помогает рассчитать напряжение, ток и сопротивление. Смешав закон Ома с законом джоуля, можно легко получить формулу мощности. Давайте посмотрим на формулы:

Формула расчета напряжения

Если заданы ток и сопротивление используйте V = IR для расчета напряжения.

Пример №1: Найдите напряжение, приложенное к резисторам 10 кОм, когда через них протекает ток 5 мА

Решение: V = 10 кОм * 5 мА = 50 В

Если заданы ток и мощность используйте V = P / I, чтобы найти вольт.

Пример №2: Найдите напряжение, приложенное к неизвестному резистору, который рассеивает мощность 20 Вт, пока через него протекает ток 5 А.

Решение: V = 20 Вт / 5 A = 4 В

Когда указаны мощность и сопротивление используйте V = √P * R, чтобы найти вольт.

Пример № 3: Найдите напряжение, приложенное к резистору 200 Ом, который рассеивает мощность 20 Вт.

Решение: V = √200 Ом * 20 Вт = 63,24 В

Текущая формула расчета

Если заданы напряжение и сопротивление используйте R = P / I для расчета тока.

Пример №4: Найдите ток, протекающий через резистор 2,5 МОм, когда к нему приложена разность потенциалов 20 В.

Решение: I = V / R = 20 В / 2,5 МОм = 8 мкА

Вот еще один пример расчета тока через резистор 47 Ом.

Когда указаны мощность и напряжение , используйте I = P / V для расчета ампер.

Пример № 5: Найдите ток, протекающий через неизвестный резистор, который рассеивает мощность 20 Вт при понижении на нем 10 В.

Решение: I = P / V = ​​20 Вт / 10 В = 2 A

Если известны мощность и сопротивление , используйте I = √P / R для вычисления ампер.

Пример № 6: Резистор 15 кОм рассеивает мощность 5 Вт. Найдите значение тока, протекающего через него.

Решение: I = √P / R = √5 / 15 = 0,577 мА

Формула расчета сопротивления

Если известны мощность и ток используйте R = P / I ² для расчета сопротивления.

Пример № 7: Найдите значение неизвестного резистора, который рассеивает 30 Вт, когда через него протекает ток 5 мА.

Решение: R = 30 / (5 мА) ² = 1,2 МОм

Если известны напряжение и ток используйте R = V / I для расчета номинала резистора.

Пример № 8: Найдите значение неизвестного резистора, которое падает на 10 В, когда через него проходит ток 25 мА.

Решение: R = 10 В / 25 мА = 400 Ом

Если известны напряжение и мощность, используйте формулу R = V ² / P для нахождения номинала неизвестного резистора.

Пример № 9: Найдите значение неизвестного резистора, который падает на 10 В при рассеивании 200 Вт.

Решение: R = 10 В / 25 мА = 400 Ом

Формула расчета мощности

Когда известны напряжение и ток используйте P = VI для вычисления значения мощности.

Пример № 10: Приложение падения потенциала 10 В на резисторе приводит к протеканию через него тока 20 мА. Найдите мощность, рассеиваемую на нем.

Решение: P = VI = 10 В.20 мА = 0,2 Вт

Если известны ток и сопротивление , используйте P = I ² R для расчета значения мощности.

Пример №11: ток 50 мА протекает через резистор 10 кОм. Найдите мощность, рассеиваемую на нем.

Решение: P = (50 мА) ² * 10 кОм = 25 Вт

Если известны напряжение и сопротивление используйте P = V ² / R для расчета значения мощности.

Пример № 12: Разность потенциалов 20 В приложена к резисторам 10 кОм.Найдите рассеиваемую мощность.

Решение: P = (20) ² /10 кОм = 40 мВт

Какова формула закона ОМХ?

Закон Ома гласит: «Ток, протекающий по проводнику, прямо пропорционален разности потенциалов на его концах при условии, что физическое состояние проводника, такое как температура и т. Д., Остается постоянным». Формула закона Ома: «V = IR ».
Ом математически описывает, как связаны напряжение, ток и сопротивление в цепи.Используется в эквивалентной форме в зависимости от того, какое количество вам нужно определить. В этом разделе вы познакомитесь с каждой из этих форм.

Соотношение между напряжением и током

Ом экспериментально определено, что если напряжение на резисторе увеличивается, ток через резистор также увеличивается; и аналогично, если напряжение уменьшается, ток будет уменьшаться. Например, если напряжение удвоится, ток удвоится. Если напряжение уменьшается вдвое, ток также уменьшается вдвое.
V ∝ I

Связь между током и сопротивлением

Закон Ом также гласит, что если напряжение остается постоянным, меньшее сопротивление приводит к большему току, а также к большему сопротивлению при меньшем токе. Например, если сопротивление уменьшается вдвое, ток удваивается. Если сопротивление увеличивается вдвое, ток уменьшается вдвое.
I ∝ 1 / R

Формула закона Ома

V = IR

Где R, коэффициент пропорциональности называется сопротивлением проводника.Значение сопротивления зависит от природы, размеров и физического состояния проводника. V — приложенное напряжение в вольтах, I — ток в амперах.

уравнение

Уравнение (1) представляет собой уравнение закона Ома, в котором «V» — это напряжение, «I» — ток, а «R» — сопротивление.

разница между омическими и неомическими проводниками

Проводники, подчиняющиеся закону Ома, называются омическими проводниками, другими словами, материалы с постоянным сопротивлением называются омическими проводниками.

Примеры омических проводников

Металлы в основном являются омическими проводниками, их сопротивление остается постоянным при увеличении напряжения, тока и температуры. Вольт-амперные графики этих материалов показывают прямую линию. Вот некоторые примеры омических проводников:

Это примеры омических проводников.

Неомические проводники

Проводники или материалы, которые не подчиняются закону Ома, называются неомическими проводниками или материалами. Или Проводники, сопротивление которых увеличивается или уменьшается при увеличении напряжения, тока и температуры.Их график вольт-амперной характеристики показывает непрямую линию.

Примеры неомических проводников

• Нить накала электрической лампы
• Термистор
• Полупроводниковые диоды
• LDR
• Транзисторы
• Осветительный разрядник
• Нагреватель

Практика проблемы в следующих примерах

I = V / R используется. Чтобы получить ток в амперах, вы должны выразить значение напряжения и значение сопротивления в омах.
Пример: вычислите ток по следующему рисунку. Решение
: На приведенном выше рисунке R = 10 кОм и V = 50 В, тогда из закона Ома:

В = IR

I = V / R

I = 50 В / 10 кОм

I = 5 мА

Расчетное напряжение используя закон Ома

Мы можем найти напряжение, используя соотношение закона Ома V = IR, если нам известны ток и сопротивление цепи.
Пример: Найдите напряжение, если ток 5 мА протекает по следующей цепи.
На приведенном выше рисунке R = 10 кОм, I = 5 мА, с использованием соотношения Ом V = IR:

В = (5 мА) (10 кОм)

В = 50 В

Давайте посмотрим видео о законе сопротивления.Оставайтесь с нами:

Калькулятор закона Ома — Дюймовый калькулятор

Используйте закон Ома для расчета напряжения, тока, сопротивления или мощности в электрической цепи. Введите любые два известных значения, чтобы найти два других. Например, введите напряжение и мощность, чтобы найти ток и сопротивление.

Как использовать закон Ома для расчета напряжения, тока, сопротивления или мощности

Закон Ома определяет соотношение между электрическим током, сопротивлением и напряжением.Более конкретно, закон Ома гласит, что ток через элемент схемы прямо пропорционален приложенной к нему разности потенциалов и обратно пропорционален сопротивлению . ^[1]

Закон Ома позволяет найти напряжение, ток, мощность и сопротивление, если известны как минимум два значения.

Например, если известны напряжение и сопротивление, калькулятор найдет мощность и ток. В качестве альтернативы мощность и сопротивление можно решить, если известны напряжение и ток.

Что такое формула закона Ома?

Формула закона Ома: I = E / R, где I — ток через проводник, измеренный в амперах, E — разность потенциалов на проводе, измеренная в вольтах, а R — измеренное сопротивление проводника. в ом. ^[2]

I = ER

Таким образом, формула закона Ома утверждает, что ток I равен напряжению E , деленному на сопротивление R .

Треугольник закона Ома, где E представляет напряжение, I представляет ток, а R представляет сопротивление.

Треугольник закона Ома показывает, как найти вольт, ампер или ом. Чтобы использовать его, накройте единицу, которую вы хотите вычислить, чтобы открыть формулу для ее решения.

Например, чтобы найти вольты, прикройте E большим пальцем, чтобы увидеть, что напряжение равно I × R.

Что означают буквы E, I и R в формуле закона Ома?

В формуле закона Ома E представляет электродвижущую силу или напряжение, I представляет силу или ток, а R представляет сопротивление.

Георг Симон Ом создал закон Ома в статье, опубликованной в 1827 г., ^[3] задолго до того, как были определены единицы измерения напряжения, тока и сопротивления.

Только в 1881 году были определены вольт, ампер и ом, то есть более чем через 50 лет после публикации закона Ома. Это объясняет, почему буквы не относятся к современным единицам, используемым в формуле.

Закон Ватта и формула мощности

Закон Ватта гласит, что электрическая мощность, измеряемая в ваттах, равна току в цепи, умноженному на напряжение.Эта формула очень похожа на закон Ома и может помочь определить мощность / мощность.

Мы часто используем формулу мощности в сочетании с законом Ома для определения электрических свойств, когда мощность цепи известна.

P = I × E

Таким образом, формула мощности утверждает, что мощность P равна I , умноженному на напряжение E . ^[4]

Формула мощности, где P представляет мощность, I представляет ток, а E представляет напряжение.

Треугольник мощности иллюстрирует формулу для определения ватт, вольт или ампер. Так же, как треугольник закона Ома, накройте единицу, которую вы хотите найти, чтобы найти формулу для ее решения.

Например, чтобы найти усилители, прикройте I большим пальцем, чтобы увидеть, что ток равен P / E.

Наш калькулятор ватт в ампер использует эту формулу, например, для преобразования мощности в ток в электрических цепях.

Колесо формул закона Ома

Закон Ома используется для определения вольт, ватт, ампер или Ом при условии, что известны как минимум два измерения.Формула закона Ома позволяет нам вывести уравнения для расчета любого измерения с учетом двух других известных значений.

Колесо закона Ома показывает все формулы, которые можно использовать для определения вольт, ватт, ампер или ом. Вы также можете увидеть формулы ниже.

Колесо формул закона Ома со всеми формулами, которые можно использовать для решения вольт, ампер, ом или ватт.

Формулы для расчета напряжения

Найдите напряжение, используя следующие формулы:

Напряжение = ток × сопротивление

Напряжение = мощность ÷ ток

Напряжение = мощность × сопротивление

Формулы для расчета ватт

Найдите мощность по этим формулам:

Мощность = Напряжение × Ток

Мощность = Напряжение ² ÷ Сопротивление

Мощность = Ток ² × Сопротивление

Формулы для расчета силы тока

Найдите ток, используя следующие формулы:

Ток = Напряжение ÷ Сопротивление

Ток = Мощность ÷ Напряжение

Ток = мощность ÷ сопротивление

Формулы для расчета сопротивления

Найдите сопротивление, используя следующие формулы:

Сопротивление = Напряжение ÷ Ток

Сопротивление = Напряжение ² ÷ Мощность

Сопротивление = мощность ÷ ток ²

Мы используем закон Ома для многих вещей, таких как определение максимального размера микроволн или максимального количества осветительных приборов, с которыми цепь может безопасно обращаться, не создавая опасности возгорания.

Наш калькулятор затрат на освещение может помочь определить потребление энергии на освещение, а наш калькулятор затрат на электроэнергию поможет определить затраты на питание электрических устройств.

Используйте закон Ома, чтобы определить размер электрической цепи или выяснить, какой размер нагревателя можно безопасно использовать в обычной розетке. Вы также можете найти наш калькулятор падения напряжения, чтобы определить падение напряжения, необходимый минимальный размер провода и максимальную длину провода для вашего следующего электрического проекта.

.