Сопротивление формула через силу тока и напряжение. Формула сопротивления через ток и напряжение: основы электричества

Как рассчитать электрическое сопротивление по закону Ома. Какая связь между сопротивлением, силой тока и напряжением. Формулы и примеры расчетов для цепей постоянного и переменного тока.

Что такое электрическое сопротивление

Электрическое сопротивление — это свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока. Оно измеряется в омах (Ом) и обозначается буквой R. Чем выше сопротивление, тем труднее току протекать через проводник.

Сопротивление зависит от следующих факторов:

• Материал проводника
• Длина проводника
• Площадь поперечного сечения проводника
• Температура

Металлы, например медь, имеют низкое сопротивление и хорошо проводят ток. Диэлектрики, наоборот, обладают очень высоким сопротивлением.

Закон Ома и формула сопротивления

Основная формула для расчета сопротивления базируется на законе Ома:

R = U / I

Где: R — сопротивление (Ом) U — напряжение (В) I — сила тока (А)

Эта формула позволяет найти сопротивление участка цепи, если известны напряжение и сила тока на этом участке.

Как рассчитать сопротивление по току и напряжению

Чтобы вычислить сопротивление проводника, нужно измерить напряжение на его концах и силу тока, проходящего через него. Затем подставить эти значения в формулу:

R = U / I

Например, если напряжение на участке цепи 12 В, а ток 2 А, то сопротивление составит:

R = 12 В / 2 А = 6 Ом

Таким образом, зная ток и напряжение, можно легко рассчитать сопротивление любого участка электрической цепи.

Формула сопротивления для постоянного тока

Для цепей постоянного тока действует классический закон Ома:

R = U / I

Эта формула универсальна и позволяет найти любую из трех величин, если известны две другие:

• U = I * R (напряжение)
• I = U / R (сила тока)
• R = U / I (сопротивление)

С помощью этих формул можно решать различные задачи по расчету параметров электрических цепей постоянного тока.

Формула сопротивления для переменного тока

В цепях переменного тока кроме активного сопротивления R появляются реактивные сопротивления — индуктивное X_L и емкостное X_C. Их совокупность образует полное сопротивление цепи — импеданс Z.

Формула для расчета импеданса:

Z = √(R² + (X_L — X_C)²)

Где: Z — импеданс (Ом) R — активное сопротивление (Ом) X_L — индуктивное сопротивление (Ом) X_C — емкостное сопротивление (Ом)

Для цепей переменного тока закон Ома записывается через импеданс:

Z = U / I

Где U и I — действующие значения напряжения и тока.

Удельное сопротивление проводника

Удельное сопротивление ρ (ро) — это свойство материала, характеризующее его способность проводить электрический ток. Оно не зависит от размеров проводника.

Формула для расчета сопротивления через удельное сопротивление:

R = ρ * l / S

Где: R — сопротивление проводника (Ом) ρ — удельное сопротивление материала (Ом·м) l — длина проводника (м) S — площадь поперечного сечения (м²)

Эта формула позволяет рассчитать сопротивление проводника, зная его геометрические размеры и материал.

Зависимость сопротивления от температуры

Сопротивление большинства проводников увеличивается с ростом температуры. Эта зависимость описывается формулой:

R = R₀(1 + αt)

Где: R — сопротивление при температуре t R₀ — сопротивление при 0°C α — температурный коэффициент сопротивления t — температура в градусах Цельсия

Для металлов α > 0, то есть их сопротивление растет с температурой. У полупроводников α < 0, их сопротивление при нагреве уменьшается.

Последовательное и параллельное соединение резисторов

При последовательном соединении общее сопротивление равно сумме сопротивлений всех резисторов:

R = R1 + R2 + R3 + …

При параллельном соединении общая проводимость равна сумме проводимостей резисторов:

1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + …

Эти формулы позволяют рассчитывать сложные электрические цепи, состоящие из нескольких резисторов.

Примеры расчета сопротивления

Задача 1: Через проводник течет ток 0,5 А при напряжении 220 В. Найти сопротивление проводника.

Решение: R = U / I = 220 В / 0,5 А = 440 Ом

Задача 2: Медный провод длиной 100 м имеет площадь сечения 1 мм². Найти его сопротивление. Удельное сопротивление меди 0,017 Ом·мм²/м.

Решение: R = ρ * l / S = 0,017 * 100 / 1 = 1,7 Ом

Задача 3: Два резистора 100 Ом и 200 Ом соединены параллельно. Найти их общее сопротивление.

Решение: 1/R = 1/100 + 1/200 = 0,015 R = 1 / 0,015 = 66,7 Ом

Заключение

Формула сопротивления через ток и напряжение является фундаментальной в электротехнике. Она позволяет рассчитывать параметры электрических цепей и подбирать компоненты с нужными характеристиками. Понимание этой формулы и связанных с ней законов необходимо для работы с любыми электрическими схемами и устройствами.

Электрическое сопротивление источника силы тока формула в Омах

 ГЛАВНАЯ  »  МАТЕРИАЛЫ  »  Ток, сопротивление, Ом — что объединяет эти слова?

16 ноября, 2016 МАТЕРИАЛЫ 1 комментарий

Каждый человек знает, что по проводам течет электрический ток, за счет чего горит свет или работает прибор, потребляющий электрическую энергию. Это настолько прочно вошло в обычную жизнь, что никто не задумывается о физической составляющей данного явления. Человек, чья профессиональная деятельность не связана с физикой, слышал про электрическое сопротивление, силу тока или мощность последний раз в разрезе школьного курса физики.

Физика очень сложная наука, которая базируется не только на формулах и вычислениях, но в большей степени на понятиях. Особенно ярко это проявляется в разделе «электричество», которое само по себе не является материальной субстанцией, его не возможно «пощупать» или увидеть, но при этом оно занимает важную нишу в человеческой жизни.

Что есть сила сопротивления? Что такое электрическая цепь? Почему ток обладает силой? Для человека, который давно окончил школу, вопросов больше, чем ответов и немногие обладают хотя бы общим представлением, что на самом деле происходит под изоляцией электрического провода.

Какие процессы протекают в проводниках при прохождении через них тока?

Если некое тело, обладающее способностью проводить электрический ток, поместить таким образом, что с одной стороны будет находиться положительный полюс, а с другой отрицательный, то по нему начинает проходить электрический ток. Ток представляет собой в очень упрощенном виде движение отрицательных электронов, имеющее направленность. При этом частицы, имеющие отрицательный заряд, притягиваются к положительному полюсу. Именно за счет этого принято различать полярность электрической цепи, что легко заметить при подключении элементов питания, которые устанавливаются с учетом плюса и минуса.

При движении электроны встречают на своем пути атомы вещества, которым передается часть энергии в результате столкновения, что приводит к нагреву тела, пропускающее ток. При этом при столкновении происходит подтормаживание электронов. Появляющееся электрическое поле имеет способность заново ускорять замедленные электроны, которые снова начинают свое движение к положительному полюсу. Весь этот процесс будет бесконечным, пока тело подключено к источнику электрического поля. Именно движущиеся электроны испытывают на себе сопротивление поля, при этом существует прямая связь между количеством препятствий на пути заряженных частиц и значением данной величины. Сопротивление тока в цепи увеличивается при увеличении количества столкновении электронов.

Сопротивление цепи — что это?

Существует два вида определения сопротивления. Первое базируется на законе Ома. Согласно данному определению сопротивление цепи есть численная величина, определяемая как результат деления значения напряжения, создаваемого в проводнике на силу тока, который протекает через него. Формула сопротивления в данном случае будет иметь вид:

R=U:I, где

R — сопротивление;
U — напряжение;
I — сила тока.

Второе определение формулы сопротивления базируется на физических особенностях токопроводящего материала. Сопротивление источника есть также числовая величина, указывающая на способность тела превращать электрическую энергию в тепловую. Формула сопротивления в Омах для второго случая выглядит следующим образом:

R=(p*l)/S, где

R — сопротивление;
p — удельное сопротивление;
l — длина проводника;
S — площадь сечения.

При этом оба определения являются правильными и имеют право быть, но преимущественно в школьном курсе изучают лишь первый постулат. Единицы, определяющие сопротивление — Ом, названы так по имени ученого, который открыл сам факт существования данного явления и описал его природу.

Закон Ома или что есть сила в Омах

Одним очень важным открытием для понимания физической сущности электричества является открытый Омом закон, который выводит зависимость силы тока от напряжения. В основе закона лежит простой эксперимент. Представим, что существует простейшая цепь, которая состоит из обычной лампочки и амперметра. При добавлении в цепь большого гальванического элемента можно наблюдать, что нить накаливания лампы не нагревается и в сети практически отсутствует ток. Но если имеющийся гальванический элемент заменить свежим аккумулятором или элементом питания, то лампочка моментально загорается и ток в сети увеличивается. Замерив ток на обоих концах сети можно заметить, что при включении в сеть элемента питания напряжение значительно возрастает.

Закон Ома для участка цепи

Из проведенного опыта вытекает сформулированный Омом закон, который гласит, что сила тока в проводящем электрический ток теле увеличивается при увеличении напряжения, подаваемого к концам цепи или проводника. При этом сила тока находится в прямо пропорциональной зависимости от напряжения и обратно пропорциональной связи с сопротивлением. Закон Ома — это зависимая связь, в которой принимают участие сила тока, сопротивление и напряжение.

Виды сопротивлений

Физика выделяет несколько видов электрического сопротивления:

1. Удельное. Под удельным сопротивлением понимается способность металла или иного тела противостоять прохождению электрического тела. Высокая величина удельного сопротивления будет означать, что данный материал является плохим проводником;
2. Сопротивление провода. В данном случае формула сопротивления в Омах будет включать в себя диаметр сечения провода, удельное сопротивление конкретного металла и длину провода;
3. Поверхностное сопротивление. Этот вид применяется для расчета удельного сопротивления тонких материалов, в частности пленок. В случае поверхностного сопротивления диаметр сечения в формуле представлен в виде габаритных размеров (толщина, длина, ширина).

Электрическое сопротивление является важным понятием, сделавшее возможным создание резистора, главная задача которого является осуществление контроля и ограничения действия электрического тока. Применение резисторов сводится к препятствованию возрастанию напряжения, поскольку эта деталь способна рассеивать тепло. Также резистор, который является неотъемлемой частью любой современной платы и схемы, применяется для разделения напряжения, понижая данную характеристику.

Формула силы тока в физике

Содержание:

• Определение и формула силы тока
• Некоторые виды силы тока
• Плотность тока
• Сила тока в соединениях проводников
• Закон Ома
• Единицы измерения силы тока
• Примеры решения задач

Определение и формула силы тока

Определение

Электрическим током называют упорядоченное движение носителей зарядов. В металлах таковыми являются электроны, отрицательно заряженные частицы с зарядом, равным элементарному заряду. Направлением тока считают направление движения положительно заряженных частиц.

Силой тока (током) через некоторую поверхность S называют скалярную физическую величину, которую обозначают I, равную:

$$I=\frac{d q}{d t}$ (1)$

где q – заряд, проходящий сквозь поверхность S, t – время прохождения заряда. Выражение (1) определяет величину силы тока в момент времени t (мгновенное значение величины силы тока).

Некоторые виды силы тока

Ток носит название постоянного, если его сила и направление с течением времени не изменяются, тогда:

$$I=\frac{q}{t}(2)$$

Формула (2) показывает, что сила постоянного тока равна заряду, который проходит сквозь поверхность S в единицу времени.

Если ток является переменным, то выделяют мгновенную силу тока (1), амплитудную силу тока и эффективную силу тока. {2} d t}(3)$$

Если переменный ток можно представить как синусоидальный:

$$I=I_{m} \sin \omega t$$

то I_m – амплитуда силы тока ($\omega$ – частота силы переменного тока).

Плотность тока

Распределение электрического тока по сечению проводника характеризуют при помощи вектора плотности тока ($\bar{j}$). При этом:

$$j_{n}=j \cos \alpha=\frac{d I}{d S}(5)$$

где $\alpha$ – угол между векторами $\bar{j}$ и $\bar{n}$ ( $\bar{n}$ – нормаль к элементу поверхности dS), j_n – проекция вектора плотности тока на направление нормали ($\bar{n}$).

Сила тока в проводнике определяется при помощи формулы:

$$I=\int_{S} j d S(6)$$

где интегрирование в выражении (6) проводится по всему поперечному сечению проводника S ($\alpha \equiv 0$)

Для постоянного тока имеем:

$I = jS (7)$

Если рассматривать два проводника с сечениями S

1 и S₂ и постоянными токами, то выполняется соотношение:

$$\frac{j_{1}}{j_{2}}=\frac{S_{2}}{S_{1}}(8)$$

Сила тока в соединениях проводников

При последовательном соединении проводников сила тока в каждом из них одинакова:

$$I=I_{1}=I_{2}=\cdots=I_{i}(9)$$

При параллельном соединении проводников сила тока (I) вычисляется как сумма токов в каждом проводнике (I_i):

$$I=\sum_{i=1}^{n} I_{i}(10)$$

Закон Ома

Сила тока входит в один из основных законов постоянного тока – закон Ома (для участка цепи):

$$I=\frac{\varphi_{1}-\varphi_{2}+\varepsilon}{R}(11)$$

где $\varphi_{1}$ — $\varphi_{2}$ – разность потенциалов на концах, рассматриваемого участка, $\varepsilon$ — ЭДС источника, который входит в участок цепи, R – сопротивление участка цепи. {6}=(30-6)=24$ (Кл)

Ответ. q=24 Кл

236

проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности

Мы помогли уже 4 396 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!

Пример

Задание. Плоский конденсатор составлен из двух квадратных пластин со стороной A, находящихся на расстоянии dдруг от друга. Этот конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения U. Конденсатор погружают в сосуд с керосином (пластины конденсатора вертикальны) со скоростью v=const. Какова сила тока, которая будет течь по подводящим проводам в описанном выше процессе. Считать, что диэлектрическая проницаемость керосина равна $\varepsilon$.

Решение. Основой для решения задачи станет формул для вычисления силы тока вида:

$$I=\frac{d q}{d t}(2.1)$$

При погружении в керосин на глубину xописанной выше системы мы получаем два конденсатора, соединенных параллельно (над керосином и в керосине) рис. {2}-A v t\right) \rightarrow C_{2}=\frac{\varepsilon \varepsilon_{0}(A v t)}{d}(2.4)$$

где $\varepsilon_{0}$ – электрическая постоянная, переменной величиной при погружении системы в керосин является площадь обкладок S:

$$S_{2}=A \cdot v \cdot t ; S_{1}=A \cdot(A-v t)$$

Из выражений (2.4), (2.5) и условий задачи имеем:

$$d C=d C_{1}+d C_{2}=\frac{\varepsilon \varepsilon_{0} A v d t}{d}-\frac{\varepsilon_{0}}{d} A v d t(2.6)$$

Тогда подставив dC в формулу для силы тока (2.1) получаем:

$$I=U\left(\frac{\varepsilon \varepsilon_{0} A v}{d}-\frac{\varepsilon_{0}}{d} A v\right)=\frac{\varepsilon_{0} U A v}{d}(\varepsilon-1)$$

Ответ. $I=\frac{\varepsilon_{0} U A v}{d}(\varepsilon-1)$

Читать дальше: Формула силы.

Что такое ом и что он измеряет? – Определение TechTarget

К

• Роберт Шелдон

Что такое Ом?

Ом является стандартной единицей электрического сопротивления в Международной системе единиц (СИ). Это одна из производных единиц, определенных в стандарте СИ, что означает, что она прямо или косвенно основана на фиксированных константах стандарта. Ом — это измерение сопротивления между двумя точками проводника, когда к этим точкам приложена постоянная разность потенциалов в один вольт (В) и создается ток в один ампер (А). Проще говоря, это эквивалент одного вольта на один ампер (В/А). Ом обозначается греческой буквой омега (Ω).

Ом иногда выражают в степени 10, чтобы учесть большие количества. Например, один килоом равен 1000 (10 ³ ) ом, а один мегаом равен 1000 килоом или 1 000 000 (10 ⁶ ) ом. Кроме того, омы могут быть выражены меньшими величинами, такими как микроом, который составляет 0,000001 (10 ^-6 ) одного ома.

Расчет сопротивления в цепях постоянного тока

Ом применим как к постоянному току (DC), так и к переменному току (AC). При постоянном токе электрический заряд течет только в одном направлении и не колеблется туда-сюда, как при переменном токе. Для измерения заряда постоянным током используются три важные величины:

• Напряжение (E). Разница в заряде между двумя точками, вызванная давлением, заставляющим течь ток. Напряжение измеряется в вольтах.
• Ток (I). Скорость, с которой течет ток. Ток измеряется в амперах, которые также называются амперами.
• Сопротивление (R). Скорость, с которой материал сопротивляется потоку тока. Сопротивление измеряется в омах.

Эти три величины напрямую связаны друг с другом, как показано в Законе Ома, который был введен Георгом Симоном Омом (1789 г.).-1854), немецкий математик и физик, экспериментировавший с электричеством. Закон гласит, что существует пропорциональная зависимость между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи. В частности, напряжение равно силе тока, умноженной на сопротивление, или E = IR.

Используя основы алгебры, формулу можно изменить так, чтобы найти любую из трех величин, если известны две:

• Напряжение: E = IR
• Ток: I = E/R
• Сопротивление: R = E/I

Буква V иногда используется для обозначения напряжения, а не E, но значение то же для целей расчета величин. В любом случае процесс прост. Например, цепь можно собрать из 9-вольтовой батарейки и маленькой лампочки. В настоящее время схема выдает ток 0,5 А. Для определения сопротивления, создаваемого лампочкой, можно использовать следующие расчеты:

Р = Э/И

Р = 9 В/0,5 А

R = 18 Ом

Компонент в цепи постоянного тока имеет сопротивление 1 Ом, когда разность потенциалов 1 В создает ток 1 А через компонент, поэтому цепь 9 В с током 0,5 А имеет сопротивление 18 Ом. Однако в этом примере сопротивление полностью приписывается лампочке, но проводник цепи (например, медный провод) также может быть источником сопротивления, как и другие компоненты.

Схема, иллюстрирующая основы электрической цепи.

Расчет сопротивления в цепях переменного тока

Ом применяют и при измерении сопротивления в переменном токе. В отличие от мощности постоянного тока, переменный ток колеблется в синусоидальной форме, и электрический ток может изменять направление. По этой причине измерение сопротивления в цепях переменного тока работает иначе, чем в цепях постоянного тока, поскольку другие компоненты могут препятствовать протеканию тока. Вместо этого необходимо измерить импеданс цепи, который учитывает не только сопротивление, но индуктивность и емкость:

• Индуктивность (X _L ). Величина импеданса, которая может возникнуть, когда заряд переменного тока создает электромагнитное поле (ЭМП), противодействующее току. Такой компонент, как индуктор, часто используется для создания индуктивности.
• Емкость (X _C ). Количество электрического заряда, накопленного в цепи. Такой компонент, как конденсатор, часто используется для создания емкости.

Индуктивность и емкость измеряются в омах. Вместе они называются реактивным сопротивлением цепи (X), которое также измеряется в омах. Реактивное сопротивление определяется с помощью одной из следующих формул для расчета разницы между индуктивностью и емкостью:

• Х = Х _Л – Х _С
• Х = Х _С – Х _Л

Выбранная формула зависит от того, что больше: индуктивность или емкость. Меньшее количество вычитается из большего количества при определении полного реактивного сопротивления.

Мощность переменного тока, в отличие от мощности постоянного тока, колеблется в синусоидальной форме, и электрический ток может изменять направление.

Принципы закона Ома могут быть использованы для расчета электрических величин цепи, но формула должна быть изменена для учета импеданса, который представлен Z:

• Напряжение: E = IZ
• Ток: I = E/Z
• Полное сопротивление: Z = E/I

Когда цепь переменного тока содержит сопротивление, но не имеет индуктивности или емкости, то есть не имеет реактивного сопротивления, она рассматривается как цепь постоянного тока, поэтому просто подставьте значение сопротивления в Z при расчете напряжения или тока. При наличии реактивного сопротивления в расчеты необходимо включить понятие среднеквадратичного значения (RMS). Среднеквадратичное значение — это математический метод определения эффективного напряжения или тока синусоидальной волны переменного тока. Он используется для расчета импеданса цепи:

Z= √(R ² + X ² )

Формула требует, чтобы сначала было рассчитано реактивное сопротивление (X), затем возвели в квадрат сопротивление и реактивное сопротивление, сложили их вместе и нашли квадратный корень из их суммы.

Значение Z можно подставить в модифицированную формулу закона Ома. Этот подход также можно использовать при работе с радиочастотными (РЧ) волнами.

Узнайте, как создать более устойчивый ИТ-отдел , ознакомьтесь с Основы Power over Ethernet и узнайте о типах аккумуляторов для устройств IoT .

Последнее обновление: январь 2023 г.

Продолжить чтение Ом

• Создание руководства по электробезопасности для центра обработки данных

• National Grid экономит 2 миллиона долларов благодаря партнерству со стартапом в области искусственного интеллекта

• Сколько энергии потребляют центры обработки данных?

• Как подобрать размер ИБП?

• Ускорение глубоких нейронных сетей с помощью аналоговых устройств памяти

пассивная разведка

Пассивная разведка — это попытка получить информацию о целевых компьютерах и сетях без активного взаимодействия с системами.

Сеть

• система управления сетью

  Система управления сетью, или NMS, представляет собой приложение или набор приложений, которые позволяют сетевым инженерам управлять сетевыми …

• хост (в вычислениях)

  Хост — это компьютер или другое устройство, которое взаимодействует с другими хостами в сети.

• Сеть как услуга (NaaS)

  Сеть как услуга, или NaaS, представляет собой бизнес-модель для предоставления корпоративных услуг глобальной сети практически на основе подписки.

Безопасность

• API веб-аутентификации

  API веб-аутентификации (WebAuthn API) — это программный интерфейс приложения (API) для управления учетными данными, который позволяет …

• Общая система оценки уязвимостей (CVSS)

  Общая система оценки уязвимостей (CVSS) — это общедоступная система оценки серьезности уязвимостей безопасности в . ..

• Вредоносное ПО Dridex

  Dridex — это форма вредоносного ПО, нацеленное на банковскую информацию жертв с основной целью кражи учетных данных онлайн-аккаунта …

ИТ-директор

• программа аудита (план аудита)

  Программа аудита, также называемая планом аудита, представляет собой план действий, в котором документируются процедуры, которым аудитор будет следовать для проверки …

• децентрализация блокчейна

  Децентрализация — это распределение функций, контроля и информации вместо того, чтобы быть централизованным в едином учреждении.

• аутсорсинг

  Аутсорсинг — это деловая практика, при которой компания нанимает третью сторону для выполнения задач, управления операциями или предоставления услуг…

HRSoftware

• командное сотрудничество

  Совместная работа в команде — это подход к общению и управлению проектами, который делает упор на командную работу, новаторское мышление и равенство . ..

• самообслуживание сотрудников (ESS)

  Самообслуживание сотрудников (ESS) — это широко используемая технология управления персоналом, которая позволяет сотрудникам выполнять множество связанных с работой …

• платформа обучения (LXP)

  Платформа обучения (LXP) — это управляемая искусственным интеллектом платформа взаимного обучения, предоставляемая с использованием программного обеспечения как услуги (…

Служба поддержки клиентов

• Net Promoter Score (NPS)

  Net Promoter Score (NPS) — это показатель, который организации используют для оценки лояльности клиентов к их бренду, продуктам или …

• B2C (бизнес-потребитель)

  B2C, или бизнес-потребитель, представляет собой розничную модель, при которой продукты или услуги поступают непосредственно от предприятия к конечному пользователю, который . ..

• сегментация рынка

  Сегментация рынка — это маркетинговая стратегия, в которой используются четко определенные критерии для разделения общей адресной доли рынка бренда …

Ток и сопротивление

Электрические цепи с движущимися зарядами — обычное дело в нашем технологическом обществе. Ток, сопротивление и электродвижущая сила — понятия, необходимые для описания этих цепей.

Текущий

Ток (I) — количество заряда за время, которое проходит через площадь, перпендикулярную потоку: 

Ток измеряется в единицах СИ ампер (А) и 

Это определение тока можно применить к зарядам, движущимся по проводу, в электролитической ячейке или даже в ионизированных газах.

При визуализации заряда, протекающего по цепи, было бы не точно представлять электроны, движущиеся очень быстро по цепи. Средняя скорость, или дрейфовая скорость ( v _b ), отдельных зарядов мала; электроны проводимости в медной проволоке движутся порядка 10 ⁻⁴ м/с. Формула

   

, где q — заряд электрона, A — площадь поперечного сечения провода, а n — количество электронов проводимости на кубический метр. При такой скорости время прохождения 10 см составляет около 11 минут. Из опыта очевидно, что лампочке не требуется так много времени, чтобы загореться после замыкания выключателя. Когда цепь замыкается, все распределение зарядов почти сразу реагирует на электрическое поле и почти одновременно приводится в движение, даже если отдельные заряды движутся медленно.

Аккумулятор обеспечивает напряжение (В) между своими клеммами. Электрическое поле, создаваемое в проводе, подключенном к клеммам батареи, вызывает протекание тока, что происходит, когда ток имеет полный проводящий путь от одной клеммы батареи к другой, что называется цепью . Условно направление тока во внешней цепи (не в аккумуляторе) совпадает с направлением движения положительных зарядов. В металлах движущимися зарядами являются электроны, поэтому определение направления тока противоположно реальному потоку отрицательных зарядов в проводе. (Примечание: электрические поля не существуют в проводниках со статическими зарядами, как это показано в законе Гаусса, но электрические поля могут существовать в проводнике, когда заряды находятся в движении.)

Разность потенциалов между клеммами батареи при отсутствии тока называется электродвижущей силой (ЭДС). Исторический термин emf является неправильным, поскольку он измеряется в вольтах, а не в единицах силы, но эта терминология все еще широко используется.

Сопротивление и удельное сопротивление

Экспериментально было установлено, что для проводников сила тока пропорциональна напряжению. Константой пропорциональности является сопротивление в цепи. Это отношение называется Закон Ома : В = IR . Сопротивление измеряется в омах ( Вт ): ом равен 1 вольт/1 ампер.

Сопротивление проводника зависит от его длины (l) , площади поперечного сечения (A) и удельного сопротивления ( r ). Удельное сопротивление для конкретного проводника можно найти в таблице свойств материалов. Единицей удельного сопротивления является омметр. Сопротивление току в проводнике возникает из-за того, что материал провода препятствует потоку движущихся зарядов. Интуитивно понятно, что сопротивление должно увеличиваться с увеличением длины провода, быть обратно пропорциональным площади поперечного сечения (меньшее сопротивление для большей площади) и зависеть от материала провода. Отношение между сопротивлением и удельным сопротивлением составляет

Примечание : Резистор представляет собой специальный электронный компонент, единственной функцией которого является сопротивление току.