Формула сопротивление тока: Закон Ома онлайн — формулы и калькулятор

Содержание

Закон Ома для полной цепи | Полезные статьи

Вывод закона Ома для полного участка цепи.

Возьмем источник постоянного тока, состоящий из сосуда с серной кислотой и помещёнными в него цинковым и угольным электродами. Цинк отдаёт в кислоту двухвалентные ионы, становясь согласно закону сохранения заряда отрицательно заряженным. Для рассмотрения закона Ома для полной цепи на участке между электродами помещается резистор, замыкающий цепь, что приводит к появлению постоянного электрического тока –  избыток электронов цинка начнёт движение в угольный электрод. В ходе химической реакции совершается работа А по переносу заряда q. Её целесообразно выразить через ЭДС:

ε = A/q

Кроме того, по закону сохранения энергии работа расходуется на выделение тепла Q в нагрузке и в самом источнике:

A = Q

Количество теплоты согласно закону Джоуля-Ленца для источника и нагрузки:

Q = I²• r • t, где r – сопротивление источника
и 
Q = I²• R • t, где R – сопротивление нагрузки.

Выразим количество электричества (заряд) через силу тока:

q = I • t

Для вывода закона Ома продолжаем преобразования и получаем ЭДС для полной цепи:

ε • I • t = I²• r • t + I²• R • t

ε = I•r + I•R – из этого выражения выводится формула закона Ома для полной цепи:

I = ε/(r+R)

Классическая формулировка закона Ома для полной цепи: сила тока полной цепи прямопропорциональна ЭДС источника и обратноспропорциональна полному сопротивлению цепи.

Обычно сопротивление источника значительно ниже сопротивления нагрузки: R ≫ r.  В таких случаях ε ≈ U, а формула принимает вид уравнения закона Ома для участка цепи: 

I = U/R.

Примечательно, что изначально принятые Георгом Омом символы отличаются от используемых сегодня.

Закон Ома для переменного тока.

Рис. 2. Модель идеализированной цепи переменного тока

В случае токов, подчиняющихся гармоническому закону, нагрузка проявляет ряд особенностей. В реальной цепи наравне с активной (резистивной) нагрузкой в той или иной степени обязательно присутствуют ёмкость и индуктивность, создавая колебательный контур. Эти элементы представляют собой реактивную составляющую нагрузки, расчёт которой несколько сложнее. 

Возьмем последовательную цепь из резистора, конденсатора и катушки в установившемся режиме, питающуюся от источника ЭДС с пренебрежимым сопротивлением (при этом e ≈ U), соединённую идеальными проводниками:
 

За основу векторной диаграммы возьмем ток, так как он одинаковый на всех элементах схемы. Напряжение на резисторе совпадает по направлению с током. В катушке появляется ЭДС индукции, противодействующая изменению напряжения, а в конденсаторе напряжение препятствует току, соответственно, фазы колебаний в них отличаются: в катушке напряжение опережает ток, в конденсаторе зависимость обратная: 

где ω – радиальная частота, равняющаяся 2πf, т. е. 100π при 50 Гц.

Результирующее напряжение согласно параллелограмму сил:

Емкостное сопротивление обозначается X

С, а индуктивное XL. Полное сопротивление обозначается Z и называется импедансом. Для простоты его называют сопротивлением, учитывающим частоту.

Выразим отсюда полное сопротивление, т. е. сопротивление, определяющее активно-реактивный характер нагрузки:

Имея все параметры рассматриваемой модели в установившемся режиме можно записать закон Ома для полной цепи переменного тока в установившемся режиме:

Постоянный ток | Формулы по физике

  1. Формулы по физике
  2. Постоянный ток
Электродвижущая сила

Ε — электродвижущая сила
A — работа
q — заряд

Найти Ε      Известно, что:

Электродвижущая сила — разность потенциалов

Ε — электродвижущая сила
φ1 — начальный потенциал
φ2 — конечный потенциал

Найти Ε      Известно, что:

Сила тока

I — сила тока
q — заряд
t — время

Найти I      Известно, что:

Сила тока

I — сила тока
e — заряд электрона
n — концентрация заряженных частиц
v — скорость
S — площадь поперечного сечения

Найти I      Известно, что:

Плотность электрического тока

j — плотность тока
I — сила тока
S — площадь поперечного сечения

Найти j      Известно, что:

Плотность электрического тока

j — плотность тока
e — заряд электрона
n — концентрация заряженных частиц
v — скорость

Найти j      Известно, что:

Сопротивление

R — сопротивление
ρ — удельное сопротивление
l — длина
S — площадь поперечного сечения

Найти R      Известно, что:

Электрическая проводимость (электропроводность)

λ — электрическая проводимость (электропроводность)
R — сопротивление

Найти λ      Известно, что:

Сопротивление и температура

R — сопротивление
R0 — сопротивление при 0 C
α — температурный коэффициент сопротивления

t — температура

Найти R      Известно, что:

Удельное сопротивление

ρ — удельное сопротивление
ρ0 — удельное сопротивление при 0 C
α — температурный коэффициент сопротивления
t — температура

Найти ρ      Известно, что:

Удельное проводимость

σ — удельное проводимость
ρ — удельное сопротивление

Найти σ      Известно, что:

Последовательное соединение: сила тока Найти I1      Известно, что:

Последовательное соединение: напряжение

U — напряжение
U1, U2 — напряжение на отдельных участках цепи

Найти U      Известно, что:

Последовательное соединение: сопротивление

R — сопротивление
R1, R2 — сопротивление на отдельных участках цепи

Найти R      Известно, что:

Параллельное соединение: сила тока

I — сила тока
I1, I2 — сила тока на отдельных параллельно соединённых проводниках

Найти I      Известно, что:

Параллельное соединение: напряжение Найти U1      Известно, что:

Параллельное соединение: сила тока и сопротивление

I1, I2 — сила тока на отдельных параллельно соединённых проводниках
R1, R2 — сопротивление на отдельных параллельно соединённых проводниках

Найти I1      Известно, что:

Параллельное соединение: сопротивление

R — сопротивление
R1, R2 — сопротивление на отдельных параллельно соединённых проводниках

Найти R      Известно, что:

Параллельное соединение: сопротивление

R — сопротивление
R1, R2 — сопротивление на отдельных параллельно соединённых проводниках

Найти R      Известно, что:

Закон Ома

I — сила тока
U — напряжение
R — сопротивление

Найти I      Известно, что:

Закон Ома для замкнутой цепи

Ε — электродвижущая сила
I — сила тока
R — сопротивление (внешнее, цепи)
r — сопротивление (внутреннее, источника тока)

Найти Ε      Известно, что:

Закон Ома для замкнутой цепи: много источников тока

n — число источников тока
Ε — электродвижущая сила
I — сила тока
R — сопротивление (внешнее, цепи)
r — сопротивление (внутреннее, источника тока

Найти n      Известно, что:

Работа электрического тока

A — работа
q — заряд
U — напряжение

Найти A      Известно, что:

Работа электрического тока

A — работа
I — сила тока
R — сопротивление
t — время

Найти A      Известно, что:

Работа электрического тока

A — работа
U — напряжение
t — время
R — сопротивление

Найти A      Известно, что:

Мощность электрического тока

P — мощность тока
U — напряжение
I — сила тока

Найти P      Известно, что:

Мощность электрического тока

P — мощность тока

I — сила тока
R — сопротивление

Найти P      Известно, что:

Мощность электрического тока

P — мощность тока
U — напряжение
R — сопротивление

Найти P      Известно, что:

Работа и мощность электрического тока

A — работа
P — мощность тока
t — время

Найти A      Известно, что:

Все права защищены ©

Некоторые формулы электротехники Закон Ома для участка цепи постоянного тока

1.2. Некоторые формулы электротехники Закон Ома для участка цепи постоянного тока

U = //?,

где U— напряжение на участке цепи, В; /— сила тока на этом участке, А; /? — сопротивление участка цепи, Ом.

Сопротивление проводника где р — удельное сопротивление, Ом-м; / — длина проводника, м; S — площадь поперечного сечения проводника, м2.

Формула зависимости сопротивления проводника от температуры

/?, = R, [l + a(f — Го)],

где R, и /?,о — сопротивления проводника соответственно при температурах t и t0, °C; а — температурный коэффициент сопротивления Ом/°С.

Общее сопротивление цепи: при последовательном соединении сопротивлений

R — R + /?2 + /?3+…+/?«, паи паоаллельном соединении

+    к.. + —

/?,    /?2 R,j

Общая емкость конденсаторов: при последовательном соединении

О    Су

при параллельном соединении

С = С, + Сг + С2+… +CN.

Мощность постоянного тока, Вт,

Р = и/.

Энергия электрической цепи, Дж,

W = Pt,

где Р — мощность, Вт; t — время, с.

Количество теплоты, выделяющееся в проводнике, Дж,

А = PRt,

где / — сила тока, A; R — сопротивление проводника, Ом; t — время прохождения тока, с.

Закон Ома при переменном токе U = IZ,

где Z — полное сопротивление, Ом.

Z = J/P + (XLс)2    —L),

где XL = mL — индуктивное сопротивление, Ом; Хс = —— — ыС

емкостное сопротивление, Ом; со — угловая частота, с’, ш = 2л/, где f— частота переменного тока, Гц; L — индуктивность, Гн; С — емкость, Ф.

Индуктивность катушки, Гн: без железного сердечника

L = class=»font5″>1,256rAS 10_/

где п — число витков катушки; S — площадь среднего сечения обмотки, составляющей катушку, см2; / — длина катушки, см;

с железным сердечником

£ = Ц 1|256”’5 jo »,

/

где и — магнитная проницаемость материала сердечника, Гн/м. Закон электромагнитной индукции: э. д. с., наведенная в

катушке, В,

Е = 4,44 fwBS,

где / — частота, Гц; w — число витков в катушке; В — индукция магнитного поля в стали магнитопровода, Тл; S — площадь сечения магнитопровода, м2.

Подъемная сила электромагнита, Н,

F = 3978S2S102,

где В — магнитная индукция, Тл; S — площадь сечения электромагнита, м2.

Частота вращения магнитного поля электрической машины, об/мин,

60Г

где р — число пар полюсов машины.

Мощность однофазного переменного тока:

активная, Вт,

Р = UI cos tf,

реактивная, вар,

О = U! sin ср,

полная, В’А,

S = UI = Jp2 + &.

Мощность трехфазного переменного тока: активная, Вт,

Р — л/з U!costp.

реактивная, вар,

О = 7з U! sirup,

полная, В-А,

S = V? (У/ = Jp2 + Q2,

где U, / — линейные напряжения и ток; (р — угол сдвига фаз между векторами токов и напряжений одноименных фаз.

Коэффициент мощности

где UA, fA — активные составляющие напряжения и тока. Соотношения между напряжениями и токами в трехфазной

системе:

при соединении звездой

U„ = V3 Уф, /я = /Ф,

при соединении треугольником

(Ул “ (Уф, /л — л/з /ф,

где ил, U® — линейное и фазное напряжения; /л, /ф — линейный и фазный токи.

Электрическое сопротивление

(Слайдя  1)

Цель: создать условия для формирования у обучающихся представления об электрическом сопротивлении, его зависимости от разных величин через проведение фронтальных экспериментальных заданий и демонстрацию интерактивной модели  электрического тока в металлах.

Задачи:

  • Образовательные:
    • формировать у учащихся представление об электрическом сопротивлении проводников как физической величине;
    • дать объяснение природе электрического сопротивления на основании электронной теории при демонстрации интерактивной модели электрического тока в металлах;
    • показать зависимость сопротивления от размеров проводника при проведении фронтальных экспериментальных заданий.
  • Воспитательные:
    • воспитывать самостоятельность и инициативу учащихся,
    • пробуждать интерес к предмету,
    • способствовать воспитанию таких качеств, как: наблюдательность, внимание, аккуратность.
  • Развивающие:
    • развивать умения наблюдать физические явления, анализировать результаты эксперимента, делать обобщения и выводы.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Вид урока: смешанный.

Оборудование:

  • Демонстрационное оборудование: источник питания, амперметр, вольтметр, реостат ползунковый, набор сопротивлений, ключ, провода с наконечниками.
  • Лабораторное оборудование: набор сопротивлений 1, 2 и 4 Ом.
  • Мультимедийное оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, звуковые колонки, экран,  презентация, видеофрагмент «Электрический ток в металлах» Физика.1С: Школа. Библиотека наглядных пособий. Дрофа.
  • Учебник: Перышкин А.В. Физика.8кл.: Учеб. для общеобразоват. учеб. заведений. – М.: Дрофа, 2011,

ХОД УРОКА

1. Организационный  момент

2. Актуализация знаний

Составьте тексты из фраз А, Б, В (слайд  2)

  А Б В
1. Сила тока равна… …отношению работы тока на данном участке… …к электрическому заряду, прошедшему по  участку.
2. Напряжение равно… …отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника… …ко времени прохождения заряда
3. Амперметр включают в цепь… …параллельно участку цепи Единицы измерения –  В
4. Вольтметр включают в цепь… …последовательно с потребителем. Единицы измерения –  А

Код ответов (Слайд 3)

1А,2Б, 2В
2А, 1Б, 1В
3А, 4Б, 4В
4А, 3Б, 3В

– К каким точкам нужно подключить ВОЛЬТМЕТР, чтобы измерить напряжение на резисторе (Слайд 3, по щелчку) Ответ –  CD (Слайд 3, по щелчку)

3. Инструктаж по технике безопасности.

– Как называется такое соединение? (Зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение, такое  включение называется  параллельным.)
– Как включают амперметр в цепь? (Амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют.)
– Что обязательно следует учитывать при включении амперметра и вольтметра? (Соблюдать полярность приборов и источника питания.)

4. Сообщение темы и цели урока.

– Сегодня на уроке мы будем изучать новую физическую величину Электрическое сопротивление (Слайд 4) Наша цель: выяснить в чем причина сопротивления от каких величин зависит

5. Изучение нового материала

План изложения нового материала (Слайд 4)

  1. Электрическое сопротивление.
  2. Зависимость сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и материала.
  3. Удельное сопротивление.

1. Демонстрация опыта:

– Проведем эксперимент (слайд 5), цель которого – показать, что сила тока в проводнике зависит не только от напряжения, но и от свойств самого проводника. Собираем электрическую цепь из источника тока и медной проволочки на колодке, выключателя, амперметра и вольтметра, реостата. Замыкаем цепь и записываем показания амперметра и вольтметра. Будем менять силу тока в цепи и измерять напряжение на участке, где включен резистор. Сделаем эти измерения с тремя резисторами. Вместо медной проволоки включаем железную такой же длины и сечения. Сила тока в цепи уменьшается. Если же включить никелиновую проволочку, то сила тока опять уменьшается. Вольтметр же при подключении к концам этих проволочек показывает одинаковое напряжение. (Слайд 6)

Вывод: сила тока в цепи  зависит от свойств проводников, включенных в цепь. Для всех трех случаев найдем отношение напряжения к силе тока. (Слайд 6, по щелчку)
В каждом из случаев напряжение прямо пропорционально силе тока: U ~ I.
Коэффициент пропорциональности – это из области математики.
А какое отношение эти числа 1, 2, 4 имеют к природе к току, к напряжению?

–  Вы видели, что сила тока и напряжение менялись, а коэффициент пропорциональности оставался неизменным. Он изменялся только тогда, когда мы заменяли проводник.

Вывод: коэффициент пропорциональности отражает какое-то свойство проводника! Его назвали электрическим сопротивлением!

Итак, сразу три открытия:

1) Напряжение прямо пропорционально силе тока  U ~I.
2) Сопротивление можно определить с помощью амперметра и вольтметра:
3) Чем больше сопротивление проводника, тем меньше сила тока.

2. Работа с интерактивной моделью.

–  Рассмотрим движение и взаимодействие частиц, из которых состоит проводник (Слайд 7, гиперссылка на видеосюжет)
–  Как движутся в проводниках свободные, отрицательно заряженные  электроны? (Беспорядочно, хаотично)
–  Как движутся в проводниках положительно заряженные ионы? (Колеблются около своего места)
–  Что представляет собой электрический ток в металлах? (Упорядоченное, направленное движение электронов проводимости под действием электрического поля). (Слайд 8)
–  Как движущиеся под действием электрического поля электроны проводимости взаимодействуют друг с другом? (Отталкиваются)
–  Как взаимодействуют те же электроны с положительно заряженными ионами кристаллической решетки проводника? (Притягиваются)
–  Электрическое поле ионов тормозит движение электронов, и скорость направленного движения потока их уменьшается.
Число электронов, прошедших через поперечное сечение проводника меньше в единицу времени. Взаимодействие электронов и с ионами – в результате чего наблюдается торможение электронов проводимости ионами кристаллической решетки металлов, и есть причина сопротивления.

Вы можете спросить, неужели так просто открываются законы природы (Слайд 9) Нет. У ученых того времени не было тогда тех приборов, которыми пользуемся мы с вами. У Георга Ома не было ни стабильного источника тока, ни амперметра, ни вольтметра. У него была другая установка.

Итак: (Слайд 10) – опорный конспект (ОК)

Электрическое сопротивление – физическая величина, обозначается  R

[R] = Ом. За единицу сопротивления принимают сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах 1В сила тока равна 1А.

В лабораторной работе использовались резисторы с сопротивлением

R1 = 1 Ом,       R2 = 2 Ом,      R3 = 4 Ом.

Применяются и другие единицы сопротивления: миллиом (мОм), килом (кОм), мегаом (Мом)
Прибор для измерения сопротивления – Омметр.
Причиной электрического сопротивления являются столкновения электронов при своем движении с ионами кристаллической решетки. Чем больше столкновений, тем больше сопротивление.

3. Выполнение фронтальных экспериментальных заданий

Проблема:

– От чего и как зависит сопротивление проводника Чтобы разобраться в этом вопросе выполните экспериментальное задание.

Порядок выполнения работы

1) Рассмотрите имеющиеся у вас проволочные спирали. Запишите в тетрадь их паспортные данные (значения сопротивлений и допустимой силы тока)

2) Сравните длины проводов спиралей сопротивлением 1 и 2 Ом, подсчитав число их витков. Полагая, что обе спирали изготовлены из одного и того же материала, и имеют одинаковое сечение, сделайте вывод о зависимости сопротивления проводника от его длины.

3) Сравните длины проводов, из которых сделаны спирали сопротивлением 2 и 4 Ом. Оцените ориентировочно сечение проводов. Сделайте вывод о зависимости сопротивления проводника от площади его поперечного сечения.

4) Сформулируйте общий вывод о зависимости сопротивления проводника от его длины и площади поперечного сечения. Вывод запишите в тетрадь.

Выводы: сопротивление проводника зависит:

  • от длины проводника – чем больше длина, тем больше столкновений, тем больше сопротивление;
  • от сечения – чем больше сечение, тем больше электронов проходит через проводник в единицу времени, тем меньше сопротивление;
  • от свойств материала, обусловленных сопротивлением кристаллической решетки проводника (расположением атомов и расстоянием между ними).

4. Объяснение учителем нового материала

(Слайд 10) – опорный конспект (ОК) – продолжение.

Впервые это было экспериментально показано Г.Омом. Он установил, что сопротивление проводника прямо пропорционально длине, обратно пропорционально площади поперечного сечения и зависит от материала

Удельное сопротивление.

Если обозначить сопротивление проводника буквой – R, его длину буквой  – l, а площадь поперечного сечения – S, то формула для вычисления сопротивления будет иметь такой вид:

 

где  – коэффициент, характеризующий электрические свойства вещества, из которого изготовлен проводник. Этот коэффициент называется удельным сопротивлением вещества. Это такое сопротивление, которым обладает проводник из данного материала длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1м2.  Для измерения используют:  или по формуле

5. Работа с учебником.

Рассмотрим таблицу удельных электрических сопротивлений некоторых веществ. (Табл. № 8, стр. 105.Учебник Физика-8, А.В.Перышкин) Поскольку сопротивление металлических проводников зависит от температуры (оно увеличивается при повышении температуры), то в таблице приводятся значения удельных сопротивлений для температуры 20оС
– Удельное сопротивление никелина  . Что это значит?
– Какие из веществ относятся к лучшим проводникам электричества?

Из таблицы следует, что серебро и медь – лучшие проводники электричества.

– Для нагревательных элементов удобно использовать вещества с большим удельным сопротивлением, назовите такие вещества нихром, удельное сопротивление никелина  .

6. Закрепление изученного. Решение задач

Задача 1

Вычислите сопротивление, если

1)   I = 3 А
      U = 15 В
2)   I = 0,3 А
      U = 3 В

Задача 2

Каково сопротивление медного провода длиной 1м и площадью поперечного сечения 1 мм2

Задача 3

Имеются две алюминиевые проволоки одинаковой толщины. Длина одной 1 м, а другой – 5 м. У какой проволоки  сопротивление меньше и во сколько раз

Задача 4

При устройстве молниеотвода использовали стальной провод сечением 35 мм2 и длиной 70 м. Определите его сопротивление.

7. Подведение итогов урока

Тест-контроль (Слайд 14)

Привести в соответствие строки в 1 и 2  графе

Самопроверка:

Код ответов (Слайд 15)

1 –  Г,
2 –  Ж,
3 – Е,
4 – З,
5 – Б,
6 – Д,
7 – В,
8 – И,
9 – А,
10 – К.

Контроль со стороны учителя по поднятой руке учащихся (кто выполнил задание 9-10 правильных ответов –  «5», 7-8 правильных ответов –  «4», 5-6 правильных ответов – «3», есть ли те, кто не справился с заданием)

8. Домашнее задание (Слайд 16)

§  43, 45, 46 выучить определения, формулы
Упр.18(1, 2), 20(1, 2)

Экспериментальное задание.

По паспортным  данным лампочек елочных гирлянд и карманного фонаря рассчитайте сопротивление нитей накаливания.

Закон

Ом (сопротивление) — Engineer-Educators.com

Два фундаментальных свойства тока и напряжения связаны третьим свойством, известным как сопротивление. В любой электрической цепи при приложении к ней напряжения возникает ток. Сопротивление проводника будет определять величину тока, протекающего при заданном напряжении. В большинстве случаев чем больше сопротивление цепи, тем меньше ток. Если сопротивление уменьшить, то ток возрастет. Эта зависимость имеет линейный характер и известна как закон Ома.

Рис. 38. Зависимость напряжения от тока в цепи постоянного сопротивления.

Под линейно-пропорциональной характеристикой подразумевается, что если одна единица отношения увеличивается или уменьшается на определенный процент, другие переменные отношения увеличиваются или уменьшаются на тот же процент. Например, если напряжение на резисторе удвоится, то ток через резистор удвоится. Следует добавить, что это соотношение справедливо только в том случае, если сопротивление в цепи остается постоянным.Ведь видно, что при изменении сопротивления меняется и ток. График этой зависимости показан на рис. 38, где используется постоянное сопротивление 20 Ом. Соотношение между напряжением и током в этом примере показывает напряжение, отложенное горизонтально по оси X в значениях от 0 до 120 вольт, а соответствующие значения тока отложены вертикально в значениях от 0 до 6,0 ампер по оси Y. Прямая линия, проведенная через все точки, где пересекаются линии напряжения и тока, представляет собой уравнение
I = E⁄20 и называется линейной зависимостью.

Закон Ома может быть выражен в виде следующего уравнения:

Уравнение 1

Где I — ток в амперах, E — разность потенциалов, измеренная в вольтах, а R — сопротивление, измеренное в омах. Если известны любые две из этих схемных величин, третью можно найти простым алгебраическим преобразованием. С помощью этого уравнения мы можем рассчитать ток в цепи, если известны напряжение и сопротивление. Эту же формулу можно использовать для расчета напряжения. Умножая обе части уравнения 1 на R, мы получаем эквивалентную форму закона Ома: График закона Ома.

Все три формулы, представленные в этом разделе, эквивалентны друг другу и представляют собой просто разные способы выражения закона Ома.

Различные уравнения, которые можно вывести путем перестановки основного закона, можно легко получить, используя треугольники на рис. 39.

Треугольники, содержащие E, R и I, разделены на две части, причем E над линией и I × R под ним. Чтобы определить неизвестную величину цепи, когда известны две другие, закройте неизвестную величину большим пальцем.Расположение оставшихся непокрытых букв в треугольнике укажет на выполняемую математическую операцию. Например, чтобы найти I, обратитесь к рисунку 39A и закройте I большим пальцем. Незакрашенные буквы означают, что E нужно разделить на R, или I = E/R. Чтобы найти R, обратитесь к Рисунку 39B и закройте R большим пальцем. Результат показывает, что E нужно разделить на I, или R = E/I. Чтобы найти E, обратитесь к рисунку 39C и закройте E большим пальцем. Результат указывает, что I нужно умножить на R, или E = I × R.

Эта таблица полезна при изучении закона Ома. Его следует использовать для дополнения знаний новичка об алгебраическом методе.

Укажите и объясните формулу закона Ома: Калькулятор закона Ома

Закон Ома гласит, что ток, протекающий через резистор, прямо пропорционален напряжению на резисторе. Это может быть математически выражено как 

$I\propto V\ I=\frac { 1 }{ R } V$

Где I – ток в резисторе, V – напряжение на резисторе, а R – сопротивление резистора.

Закон Ома является одним из основных законов электротехники. Он обеспечивает взаимосвязь между напряжением V и током I, так что ток зависит от напряжения.

Закон Ома является одним из основных законов электротехники. Он обеспечивает взаимосвязь между напряжением V и током I, так что ток зависит от напряжения.

Формула закона Ома:

Приведенное выше утверждение означает, что если мы постепенно увеличиваем напряжение на проводнике, ток также будет изменяться с постоянным коэффициентом, как показано на графике ниже.

Приведенный выше график и утверждение могут быть представлены математически следующим образом:

$$I \quad \propto quad V$

$I\quad =\quad \frac { 1 }{ R } V$

Преобразование пропорциональности в уравнение приводит к константе «R», известной как сопротивление .

Таблица закона Ома

Формула напряжения, тока и сопротивления может быть легко получена из следующей таблицы на основе заданных и требуемых параметров.

Отношения могут быть изменены для определения любого элемента, если заданы два других, как это представляет треугольник закона Ома.

Калькулятор закона Ома:

Введите два любых параметра для расчета третьего в калькуляторе закона Ома.

Жидкость Аналогия:

Рассмотрим бак, наполненный водой на определенной высоте с отверстием на дне. Чем выше уровень воды внутри бака, тем больше воды вытечет из бака. Или, если уровень воды внутри резервуара низкий, меньше воды будет вытекать из резервуара. Точно так же закон Ома связывает напряжение (уровень воды) и ток (расход воды), чтобы они вели себя одинаково.

Поток воды зависит от уровня воды в баке

Связь тока, напряжения и сопротивления:

Ток и напряжение напрямую связаны друг с другом. При увеличении одного из них будет увеличиваться и второй для поддержания постоянного сопротивления цепи. Где сопротивление находится в обратной зависимости от тока и в прямой зависимости от напряжения.

Сопротивление и проводимость:

Термин «сопротивление» можно определить следующим образом: «Величина сопротивления, обеспечиваемая проводником или любым другим компонентом на пути прохождения тока, известна как сопротивление.«Если мы используем единицы тока и напряжения в амперах и вольтах соответственно, то единица сопротивления называется ом (по имени ученого), которая равна вольту на ампер и представляет собой с Ω.

Обратная величина сопротивления равна проводимости, которая показывает легкость прохождения электрического тока. Он представлен буквой «G», а его единица измерения — МОм (обратная величина ома), — знаком ℧. В настоящее время его единица представлена ​​ Siemens S.

Удельное сопротивление и проводимость:

Сопротивление зависит от материала, используемого для проводимости, и варьируется от материала к материалу.Некоторые материалы могут пропускать больший ток, чем другие, при одинаковом напряжении. Свойство материалов противостоять электрическому току называется удельным сопротивлением , также известным как удельное сопротивление .

Сопротивление провода зависит от некоторых факторов, таких как его длина, площадь поперечного сечения и материал, из которого изготовлен провод. Сопротивление прямо пропорционально длине провода и косвенно пропорционально квадрату площади поперечного сечения, как показано на диаграмме.{ 2 } }{ l }   $

Здесь ρ — удельное сопротивление материала. Его единицей измерения является ом-метр (Ом-м). Где σ — проводимость материала, а ее единица измерения — сименс на метр.

Закон Ома для переменного тока:

Закон Ома не применим напрямую к цепям переменного тока, которые включают катушки индуктивности, конденсаторы и/или линии передачи. Закон можно использовать только для чисто резистивных цепей переменного тока без каких-либо изменений. В цепи переменного тока RLC полной оппозицией току является импеданс Z, который представляет собой комбинацию сопротивления и реактивного сопротивления двух ортогональных элементов.{ 2 } } \quad \quad $
Закон Ома для переменного тока: $\quad I\quad =\quad \frac { V }{ Z }  $

C представляет собой общую емкость цепи, L представляет собой общую индуктивность электрическая цепь, а f представляет собой частоту источника переменного тока.

Омические и неомические компоненты:

Омические компоненты — это те, которые подчиняются закону Ома для всех значений напряжения, тока, отрицательных и положительных значений. Точнее говоря, значение R = V / I остается неизменным для дальнобойных резисторов.
Где в неомических компонентах, где R=V/I изменяются значения напряжений и/или токов, т.е. диоды. \(\)

Заключение:

Закон Ома является очень важным и основным инструментом в электротехнике. Приведенное выше обсуждение поясняет, что ток прямо пропорционален напряжению. Несколько резисторов можно комбинировать, чтобы получить определенный ток.

Формула, единица СИ, работа и ее применение

Понятие электрического сопротивления можно объяснить, сравнив его с гидравлической системой.Когда ток течет по проводу, это похоже на поток жидкости по трубе, а потеря напряжения, которая происходит на проводе, соответствует падению давления, которое создает силу для воды через трубу. Итак, в этом анализе сопротивление определяется тем, какое давление необходимо для достижения заданного потока. Чтобы было ясно, давайте рассмотрим приведенные ниже понятия, связанные с сопротивлением, такие как его работа, единица измерения, закон Ома, формула и другие.

Что такое электрическое сопротивление?

Сопротивление, также называемое электрическим сопротивлением или омическим сопротивлением, является мерой препятствия движению тока в цепи.Чтобы ясно знать о концепции сопротивления, давайте рассмотрим пример. В металлическом материале существуют свободные электроны, которые беспорядочно движутся в веществе. Когда к веществу прикладывается напряжение через сопротивление, свободные заряженные электроны движутся от меньшего потенциала к большему из-за электрического поля. Во время дрейфа свободные электроны будут сталкиваться с атомами, и этот сценарий препятствует свободному потоку электронов и создает сопротивление в веществе.

Резистор

Сопротивление можно разделить на статическое и дифференциальное. Статический тип указывает на рассеивание мощности в электрических устройствах. Пассивные инструменты, не имеющие источника энергии, будут обладать положительным статическим сопротивлением. Оно представлено как

Статическое R = U/I

Тогда как дифференциальное сопротивление указано как производная напряжения в соответствии с током и представлено как

Дифференциальное R = dU/dI

2s имеют дифференциальное сопротивление, так как отрицательное обеспечивает усиление сигнала и поэтому используется в качестве генераторов и усилителей.Другие устройства включают IMPATT, Gunn, туннельные диоды и магнетронные трубки.

Единица электрического сопротивления

Из вышеприведенного определения можно узнать, что u нит электрического сопротивления рассчитывается как один вольт на один ампер. Единичным сопротивлением называется единичный ток, когда через сопротивление прикладывается одна единица напряжения. Итак, единица электрического сопротивления S.I рассчитывается как вольт на ампер и называется ом (Ом). Он представлен как

Volt / Ampere = OHM

Значения сопротивления рассчитываются как

Ω Ω Mega OHM
Unit представление Значение, измеренное в Ом
Nano OHM n Ω 10 -9 Ω -9 ω
микро Ом μ Ω 10 -6 10 -6
Milli OHM M Ω 10 -3 Ω
KILO OHM K ω K ω
M Ω 10 6 Ω
Giga OHM G Ω 10 9 Ω

 

Почти каждое вещество должно обладать свойством сопротивления.Материалы с лучшими значениями проводимости будут обладать минимальным сопротивлением, в то время как материалы с плохой проводимостью будут иметь повышенное сопротивление. Формула электрического сопротивления:

R = ρ(л/А)

Где ‘R’ обозначает сопротивление, измеренное в Омах

‘ρ’ соответствует удельному сопротивлению и измеряется в Ом/метр

‘l ‘ соответствует длине проводника, измеренной в метрах

‘A’ соответствует площади поперечного сечения проводника, измеренной в м 2 .

Из приведенной выше формулы видно, что сопротивление провода имеет прямую зависимость от длины и обратную зависимость от площади поперечного сечения провода. А «ρ» — это константа пропорциональности, которая соответствует удельному сопротивлению материала.

Работа с электрическим сопротивлением

Итак, сопротивление провода зависит от природы и температуры материала.

Закон Ома

Чтобы узнать взаимосвязь между током, сопротивлением и напряжением, Георг Ом вывел закон Ома.Он узнал, что ток, протекающий через постоянное линейное сопротивление, имеет прямое отношение к приложенному напряжению и обратное отношение к сопротивлению. Итак, это отношение между V, I и R, и это фундаментальное понятие закона Ома. Формула имеет следующий вид:

Напряжение = Ток × Сопротивление

Если какое-либо из двух значений известно, то третье значение можно узнать, применяя закон Ома. В основном в электронных расчетах и ​​формулировках используется закон Ома.

Треугольник закона Ома

Иногда люди могут не помнить эти формулы. Таким образом, в таких ситуациях треугольник закона Ома чрезвычайно полезен. В этом треугольнике напряжение представлено вверху, а два других значения внизу. При таком расположении формулы V, I и R могут быть легко известны. Это показано ниже:

Электрическое сопротивление по закону Ома

По закону Ома, когда приложено напряжение в один вольт и сопротивление в одном оме, генерируется ток в один ампер.Следовательно, при приложенном напряжении, чем больше сопротивление, тем меньше протекание тока. Таким образом, любой электрический компонент, который работает в соответствии с законом Ома, например кабели и резисторы, называется омическими устройствами, а те, которые не работают в соответствии с этим законом, называются неомическими устройствами.

Пожалуйста, перейдите по этой ссылке, чтобы узнать больше о MCQ Закона Ома

Вопрос, который возникает у многих людей в сценарии сопротивления, заключается в следующем: « Влияет ли размер резистора на значение электрического сопротивления? »

Ответ на этот вопрос «Да», потому что значения сопротивления полностью зависят от материала, из которого изготовлен компонент.Различные материалы обеспечивают различные значения сопротивления движению заряда. Поскольку ρ определяет внутреннее свойство материала, оно не зависит ни от размера, ни от формы материала. В отличие от этого, R является внешним свойством, которое зависит от формы и размера резистора.

Влияние температуры на сопротивление

В металлических компонентах при повышении температуры межатомные движения усиливаются, и поэтому они создают повышенное сопротивление потоку электронов, создавая ток.Так, приращение температуры увеличивает значение сопротивления металлов, а также температурный коэффициент сопротивления положителен. В то время как в случае полупроводников, когда значение температуры увеличивается, количество свободных электронов увеличивается. Это уменьшает значение сопротивления в этих материалах. Таким образом, потому что полупроводники имеют температурный коэффициент сопротивления значение как отрицательное.

Применение

Электрические резисторы нашли широкое применение во многих отраслях промышленности.Ниже приведены некоторые из них:

  • Используются в высокочастотных устройствах
  • Используются в источниках питания постоянного тока
  • Резисторы являются основным компонентом таких приборов, как демодуляторы, передатчики и модуляторы
  • Используются для регулирования напряжения
  • Используется для фильтрации контуров во многих системах
  • Используется в таких приборах, как мультиметры, телекоммуникационные сети, усилители и генераторы
  • Волновые генераторы
  • Медицинские приборы
  • И используются в усилителях с обратной связью

наиболее распространенные и немногочисленные области применения электрических резисторов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.