Закон Ома
Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“
Единицы измерения служат для количественного определения какой-либо физической величины. К примеру, покупая яблоки, вы измеряете их вес в килограммах. Аналогично мультиметр измеряет сопротивление элементов в омах, напряжение — в вольтах, а ток — в амперах. В табл. 1.1 показаны общепринятые единицы измерения и их аббревиатуры для физических величин, которые используются в электронике.
| Физическая величина | Аббревиатура | Единицы измерения | Символ единиц измерения |
| Сопротивление | R | ом | Ом, ? |
| Емкость | С | фарад | Ф |
| Индуктивность | L | Гн | |
| Напряжение | U (V или Е) | вольт | В |
| Ток | I | ампер | А |
| Мощность | Р | ватт | Вт |
| Частота | f | герц | Гц |
Таблица 1.
1. Единицы измерения, используемые в электронике
Переход к большим или меньшим величинам. При измерении веса яблок очень даже можно столкнуться с малым количеством яблока (или его кусочка), а можно измерять и центнерами, не так ли? Диапазон измерения физических величин в электронике еще шире. В одной схеме вы можете иметь сопротивление в миллионы ом, тогда как в другой протекающий ток будет меньше одной тысячной ампера. Говоря о подобных величинах — как громадных, так и предельно малых, — приходится иметь дело со специальной терминологией. Чтобы показывать очень большие и очень малые числа, в электронике применяют специальные префиксы, или приставки, и экспоненциальное представление. В табл. 1.2 показаны самые широко используемые префиксы и тип записи числовых величин.
Тблица 1.2. Приставки, используемые в электронике
| Число | Название | Экспоненциальное представление | Префикс | Аббревиатура |
| 1000000000 | 1 миллиард | 109 | Гига | Г |
| 1000000 | 1 миллион | 106 | Мега | м |
| 1000 | 103 | кило | к | |
| 100 | 1 сотня | 102 | ||
| 10 | 1 десяток | 101 | ||
| 1 | один | 100 | ||
| 0,1 | 1 десятая | 10-1 | ||
| 0,01 | 1 сотая | 10-2 | ||
| 0,001 | 1 тысячная | 10-3 | милли | м |
| 0,000001 | 1 миллионная | 10-6 | микро | мк |
| 0,000000001 | 1 миллиардная | 10-9 | нано | н |
| 0,000000000001 | 1триллионная | 10-12 | пико | п |
Как же правильно прочитать число, записанное как 106 или 10-6? Экспоненциальное представление представляет собой наиболее удобный способ указания того, сколько нулей нужно добавить к числу в десятичной системе счисления, т. е. основанной на степени числа 10. Например, верхний индекс “6” в записи 106 означает, что точка, разделяющая целую и дробную части числа, должна находиться на шесть разрядов правее, а в записи 10-6 — что эту точку нужно сдвинуть на шесть разрядов левее. Таким образом, в числе 1 х 106 разделитель разрядов сдвигается на шесть мест вправо, и мы получаем в результате число 1 000 000 (1 миллион). В числе же 1 х 10
Префиксы + единицы измерения = ?
В предыдущих абзацах вы увидели как для обозначения физических величин и единиц их измерения используются аббревиатуры. В этом разделе мы научимся объединять их и использовать очень краткую запись. Например, ток 5 миллиампер можно записать в виде 5 мА, а частоту 3 мегагерца — как 3 МГц.
Кроме того, так же, как при измерении яблок удобнее всего пользоваться килограммами, а при строительстве загородного офиса большой компании вес стальных конструкций определенно будут измерять не иначе как в тоннах, в электронике тоже существуют такие физические величины, для измерения которых пользуются большими числами, и такие, которые измеряются малыми.
> Ток: пА, нА, мкА, мА, А.
> Индуктивность: нГн, мГн, мкГн, Гн.
> Емкость: пФ, нФ, мкФ, мФ, Ф.
> Напряжение: мкВ, мВ, В, кВ.
> Сопротивление: Ом, кОм, МОм.
> Частота: Гц, кГц, МГц, ГГц.
Использование некоторых новых терминов
Хотя ранее мы уже рассматривали такие понятия, как сопротивление, напряжение и ток, есть еще некоторые термины, которые могут оказаться для вас внове.
Емкость представляет собой способность накапливать заряд под воздействием электрического поля. Такой накопленный заряд может повышать или понижать напряжение более плавно, чем в отсутствие емкости. Для применения данного свойства на практике используется такой компонент, как конденсатор.
Частотой переменного тока называется мера повторяемости сигнала. Например, напряжение в настенной розетке совершает один полный цикл изменения 50 раз в секунду.
Индуктивность – это способность запасать энергию в магнитном поле; эта накопленная энергия препятствует изменению тока точно так же, как энергия, накопленная конденсатором, препятствует резким изменениям напряжения. Для использования данного свойства на практике в электронике применяются катушки индуктивности, или дроссели.
Мощность служит мерой количества работы, которую электрический ток совершает при протекании через элементы схемы. К примеру, если приложить к электрической лампе напряжение, подведя ток при помощи проводов, то на нагрев этих проводов будет затрачивться какая-то работа. В данном случае мощность можно вычислить, перемножив приложенное к лампе напряжение на ток, протекающий по проводам.
Используя информацию, приведенную в табл. 1.1 и 1.2, вы уже можете перевести экспоненциальную запись числа или аббревиатуру физической величины на человеческий язык. Ниже дано несколько примеров:
> мА: миллиампер, или 1 тысячная ампера;
> мкВ: микровольт, или 1 миллионная вольта;
> нФ: нанофарада, или 1 миллиардная фарады;
> кВ: киловольт, или 1 тысяча вольт;
> МОм: мегаом, или 1 миллион ом;
> ГГц: гигагерц, или 1 миллиард герц.
В аббревиатурах префиксов, которые представляют числа, превышающие 1, такие как М (для приставки Мега), используют прописные буквы. Аббревиатуры приставок, которые меньше 1, пишутся со строчной буквы — как, например, в слове милли. Единственным исключением из этого правила является приставка к для обозначения префикса кило-, которая также записывается с маленькой буквы.
Иногда все же для обозначения тысяч используют и прописную литеру К — а именно при записи килоом; если вы увидите запись вида 3,3 К, то это будет значить 3,3 килоома.
Вы должны научиться преобразовывать любое число к экспоненциальному виду, чтобы затем нормально проводить расчеты. Убедиться в этом вы сможете уже в следующем разделе.
Понятие о законе Ома
Итак, давайте предположим, что вы собрали свою первую схему. Вы знаете величину тока, которую компонент схемы может выдержать, не выходя из строя, и напряжение, выдаваемое источником питания. Следовательно, вам нужно рассчитать сопротивление, которое не позволит току в цепи превысить пороговое значение.
В начале 1800-х годов Георг Ом опубликовал уравнение, названное впоследствии законом Ома, которое позволяет выполнить такой расчет. Закон Ома гласит: напряжение равняется произведению тока на сопротивление, или (в стандартной математической записи):
U = I x R
Выводы из закона ОмаПомните ли вы из школы основы алгебры? Давайте еще раз вспомним вместе: если в уравнении с тремя величинами известны две, то достаточно легко рассчитать третью неизвестную величину. Закон Ома основывается именно на таком уравнении; члены уравнения можно переставлять как угодно, но зная любые два, всегда можно вычислить третий. Например, можно сказать, что ток является частным от деления напряжения на сопротивление:
I = U / R
Наконец, можно рассчитать сопротивление при известных токе и напряжении, переставив члены того же уравнения:
R = U / I
Итак, пока вроде бы все ясно. Теперь давайте попробуем проверить наши знания на практике: пусть есть схема, питающаяся от 12-вольтовой батареи, и электрическая лампа (скажем, большой фонарик). Перед установкой лампочки в фонарик вы измерили сопротивление схемы мультиметром и нашли, что оно равно 9 Ом. Вот формула для расчета электрического тока по закону Ома:
I = U / R = 12 вольт / 9 Ом = 1,3 A
Ну, а что, если вы обнаружили, что лампочка светит чересчур уж ярко? Яркость можно изменить, уменьшив ток, т.е. просто добавив в схему резистор. Изначально мы имели сопротивление схемы 9 Ом; добавив 5-омный резистор в схему, мы повысим ее сопротивление до 14 Ом. В этом случае ток будет равен:
I = U / R = 12 вольт / 14 Ом = 0,9 А
Расчеты с применением больших и малых величинПредположим, что у вас есть схема с небольшой сиреной, которая имеет сопротивление 2 килоома, а также 12-вольтовая батарея. Для того чтобы рассчитать ток, вам нужно выразить сопротивление цепи не в килоомах, а в базовых единицах — омах, не используя приставку “кило”. В нашем случае это значит, что нужно разделить напряжение на 2000 Ом:
I = U / R = 12 вольт / 2000 Ом = 0,006 A
В результате мы получили ток, записанный как доля 1 А. После окончания расчета будет удобнее вновь использовать префикс, чтобы дать ответ в более лаконичном виде: 0,006 А = 6 мА
Подводя итоги, можно сказать: для проведения расчетов необходимо все исходные величины преобразовать к базовым единицам счисления.
Мощность и закон ОмаГеорг Ом (вот уж поистине, наш пострел везде поспел!) также нашел выражение для мощности, вычисляемое при известных напряжении и токе:
Р = U х I; или Мощность = напряжение умноженное на силу тока.
Это уравнение можно использовать для расчета мощности, потребляемой сиреной из предыдущего примера:
Р = 12 В х 0,006 А = 0,072 Вт, или 72 мВт.
Ладно, а что же делать, если напряжение на сирене нам не известно? Вы можете заняться простейшим преобразованием формулы для мощности, используя школьные знания (а вы-то думали, что зря протираете штаны на уроках физики!). Поскольку U = I х R, можно подставить это выражение в формулу для мощности, получив
Р = I2 х R; или Мощность = сила тока в квадрате умноженная на сопротивление.
Вы также можете использовать алгебраические преобразования, чтобы самостоятельно прикинуть, как можно рассчитать сопротивление, напряжение или ток, зная мощность и любой другой из этих же параметров.
Закон Ома — Learn
Закон Ома
«Не знаешь закон Ома – сиди дома»
Георг Симон ОмЗакон Ома – полученный экспериментальным путём 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.
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]
Электрическая цепь
Чтобы лучше понять смысл закона Ома, нужно представлять, как устроена электрическая цепь.
Что такое электрическая цепь? Это путь, который проходят электрически заряженные частицы (электроны) в электрической схеме.
Чтобы в электрической цепи существовал ток, необходимо наличие в ней устройства, которое создавало бы и поддерживало разность потенциалов на участках цепи за счёт сил неэлектрического происхождения. Такое устройство называется источником постоянного тока, а силы – сторонними силами.
Электрическую цепь, в которой находится источник тока, называют полной электрической цепью. Источник тока в такой цепи выполняет примерно такую же функцию, что и насос, перекачивающий жидкость в замкнутой гидравлической системе.
Простейшая замкнутая электрическая цепь состоит из одного источника и одного потребителя электрической энергии, соединённых между собой проводниками.
Параметры электрической цепи
Электрический ток в такой цепи представляет собой движение электронов в проводнике. И хотя в действительности они движутся по направлению к положительному полюсу источника, в физике направлением тока принято считать движение от положительного полюса к отрицательному.
Количество заряженных частиц, протекающих через поперечное сечение проводника, называется силой тока. Обозначается эта величина буквой I и измеряется в амперах.
Но проводник оказывает сопротивление движению электронов. Величину, характеризующую противодействие электрической цепи или её участка электрическому току, называют электрическим сопротивлением. Его величина называется омом в честь знаменитого физика и обозначается буквой R.
Величина, равная разности потенциалов источника электрического тока, называется электрическим напряжением. Обозначается буквой U. Измеряется в вольтах.
Участок цепи без источника тока называют внешней цепью. Её сопротивление обозначают буквой R, а внутреннее сопротивление источника – r. ЭДС источника обозначается символом ε. ЭДС источника состоит из падения напряжения U во внешней цепи и падения напряжения U1 на самом источнике.
ε = U +U1,
Внешняя цепь рассматривается как участок цепи. Вообще, любую электрическую цепь можно представить в виде участков, между двумя точками которых течёт электрический ток. Каждый участок можно охарактеризовать падением напряжения U, сопротивлением R и силой тока I.
Опытным путём Ом установил взаимосвязь между этими основными параметрами электрической цепи: «Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению на этом участке».
I = U/R
Это и есть формула закона Ома для участка цепи.
Опыт Ома
Свой знаменитый закон Ом вывел экспериментальным путём.
Проведём несложный опыт.
Соберём электрическую цепь, в которой источником тока будет аккумулятор, а прибором для измерения тока – последовательно включенный в цепь амперметр. Нагрузкой служит спираль из проволоки. Напряжение будем измерять с помощью вольтметра, включенного параллельно спирали. Замкнём с помощью ключа электрическую цепь и запишем показания приборов.
Подключим к первому аккумулятору второй с точно таким же параметрами (последовательно). Снова замкнём цепь. Приборы покажут, что и сила тока, и напряжение увеличились в 2 раза.
Вывод очевиден: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению, приложенному к концам проводника.
В нашем опыте величина сопротивления оставалась постоянной. Мы меняли лишь величину тока и напряжения на участке проводника. Оставим лишь один аккумулятор. Но в качестве нагрузки будем использовать спирали из разных материалов. Их сопротивления отличаются. Поочерёдно подключая их, также запишем показания приборов. Мы увидим, что здесь всё наоборот. Чем больше величина сопротивления, тем меньше сила тока. Сила тока в цепи обратно пропорциональна сопротивлению.
Итак, наш опыт позволил нам установить зависимость силы тока от величины напряжения и сопротивления.
Шпаргалка для запоминания
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.
Для наглядного объяснения своего закона Георг Ом течение тока сравнивал с течением воды по трубе, чем тоньше труба – тем больше сопротивление и меньше ток. Чем больше воды подаётся в трубу, тем выше ток.
Мне нравится такое сравнение как на картинке ниже:
Короткое замыкание
А что произойдёт, если сопротивление внешней цепи вдруг станет равно нулю? В повседневной жизни мы можем наблюдать это, если, например, повреждается электрическая изоляция проводов, и они замыкаются между собой. Возникает явление, которое называется коротким замыканием. Ток, называемый током короткого замыкания, будет чрезвычайно большим. При этом выделится большое количество теплоты, которое может привести к пожару. Чтобы этого не случилось, в цепи ставят устройства, называемые предохранителями. Они устроены так, что способны разорвать электрическую цепь в момент короткого замыкания.
Закон Ома для переменного тока
В цепи переменного напряжения кроме обычного активного сопротивления встречается реактивное сопротивление (ёмкости, индуктивности).
Для таких цепей U = I · Z, где Z – полное сопротивление, включающее в себя активную и реактивную составляющие.
Но большим реактивным сопротивлением обладают мощные электрические машины и силовые установки. В бытовых приборах, окружающих нас, реактивная составляющая настолько мала, что её можно не учитывать, а для расчётов использовать простую форму записи закона Ома:
I = U/R
С помощью закона Ома можно рассчитать параметры любой электрической цепи.
Мощность и закон Ома
Ом не только установил зависимость между напряжением, током и сопротивлением электрической цепи, но и вывел уравнение для определения мощности:
P = U · I = I2 · R
Как видим, чем больше ток или напряжение, тем больше мощность. Так как проводник или резистор не является полезной нагрузкой, то мощность, которая приходится на него, считается мощностью потерь. Она идёт на нагревание проводника. И чем больше сопротивление такого проводника, тем больше теряется на нём мощности. Чтобы уменьшить потери от нагревания, в цепи используют проводники с меньшим сопротивлением. Так делают, например, в мощных звуковых установках.
Движение тока в цепи постоянного тока
Считалось, что ток движется от + к – до тех пор, пока не открыли электрон. Оказалось, что электроны двигаются от минуса к плюсу. Решили оставить предположение как есть. Путаницу может внести и то, что, если в металлах двигаются отрицательно заряженные электроны, то в электролитах присутствуют и положительные ионы, и отрицательные.
Закон Ома
Закон ОмаКОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ
- Для проверки закона Ома (V = Ri) путем построения графика зависимости V от i для провода и определить сопротивление (R) провода.
- Для проверки удельного сопротивления закон (R = L / A) путем построения графика зависимости R от L для провода и определения удельное сопротивление () по материалу, из которого изготовлена проволока.
- Ознакомиться с методом измерения вольтметр-амперметр сопротивление.
ОБОРУДОВАНИЕ
Доска с десятью 1-метровыми отрезками проволоки, закрепленными между стойками крепления, блок питания, аналоговый вольтметр, мультиметр используется как амперметр и позже как омметр, соединительный провод, микрометр.ГЛОССАРИЙ
- ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ (R) устройства определяется как
отношение напряжения (V) на устройстве к току (i) через
устройства R = V/i.
Единица сопротивления, Ом
( , Греческий
заглавная буква омега), затем определяется как сопротивление, когда один вольт
существует через и один ампер течет через устройство,
= В/А. - ЗАКОН ОМА Состояние некоторых материалов, при котором сопротивление постоянным независимо от напряжения, приложенного к устройству. Для материалов которые подчиняются закону Ома (некоторые нет), график зависимости напряжения от тока дает прямая линия, наклон которой является сопротивлением материала.
ФОН
Для некоторых материалов сопротивление остается постоянным вне зависимости от величины напряжения. применяется поперек него. Говорят, что эти материалы подчиняются закону Ома. Поскольку сопротивление (R) является постоянным, график зависимости напряжения (V) от тока (i) дает прямая линия для этих материалов. Обратите внимание, что сопротивление всегда отношение напряжения на устройстве к току через устройство. Но сопротивление постоянно только для тех материалов, которые подчиняются закону Ома. За
В этом эксперименте мы будем изучать материал, который, как известно, подчиняется закону Ома.Закон Ома предлагает метод измерения сопротивления. Если есть вольтметр используется для измерения напряжения (В) на неизвестном сопротивлении (R), а для измерения силы тока используется амперметр. (i) через одно и то же неизвестное сопротивление, тогда R будет равно R = V/i. два измерения V и i должны, конечно, быть сделаны одновременно. Некоторые дальнейшее рассмотрение метода вольтметра-амперметра (метода ВА) выявляет что здесь присутствует врожденная ошибка. Рассмотрим две схемы (cct.), показанные ниже.
Е. Практически вся мера V проходит через R, и
В A можно не учитывать по сравнению с V R .В кт. 2, вольтметр считывает истинное напряжение на резисторе R, но теперь амперметр считывает ток (i) как через вольтметр, так и через R. Таким образом, измеренное ток больше, чем требуется, поэтому расчетное значение R будет ошибочным, т. е. слишком маленьким:
Омметр и мост Уитстона обеспечивают два других метода измерения.
определение сопротивления. Омметр, как правило, не является точным прибором.
но подходит для многих электронных приложений. Мост Уитстона может
быть усовершенствованы, чтобы обеспечить точные меры сопротивления, которые могут потребоваться в
использование, например, термометра сопротивления.
Свойство электрического сопротивления, которое может потребоваться учитывать в некоторых случаях является то, что это зависит от температуры в некоторой степени. Сопротивление (R) дан кем-то: R = R или (1 + Т), где T – температура, R o – сопротивление при 0 или С и ТЕМПЕРАТУРНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ СОПРОТИВЛЕНИЯ. К счастью, мала для некоторых металлов, таких как медь и алюминий, но может быть относительно большой для других. Последние используются в качестве термометров сопротивления. Вспоминая, что временная мощность тепловыделения (Мощность = P) в сопротивлении (R), по которому течет ток (i), определяется выражением
Омические материалы или устройства подчиняются закону Ома, но неомические вещи, к которым закон не может быть правильно применен. В то время как Ом У закона есть широкое применение, но есть и ограничения.
ЗАКОН СОПРОТИВЛЕНИЯ состоит в том, что R = L / A, где R — сопротивление провода длина L, площадь поперечного сечения A и изготовлены из материала, УДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ . Логически R пропорционально L, а R также пропорционально l/A, поэтому является константой пропорциональности, которая зависит только от материала, из которого сделана проволока, а не от длина провода, площадь поперечного сечения или форма.
Одной из проверок закона удельного сопротивления может быть измерение сопротивления (R).
различной длины (L) определенного калибра (диаметра или сечения
площадь) и вид (материал) провода. Линейный график зависимости R от L должен
показывают, что R пропорционально L и, согласно закону, наклон
этого сюжета должно быть
/ А.
Если измеряется диаметр провода, из которого площадь (А)
провода можно рассчитать, затем по наклону R по сравнению с L,
можно было найти.
ПРОЦЕДУРА
- Ознакомьтесь с мерами предосторожности при использовании мультиметр как амперметр. Имейте в виду, что цвета свинца провода в этом эксперименте будут отличаться от цветов зондов в меры предосторожности.
- Отрегулируйте источник питания до нуля вольт и подключите цепь, как показано на рисунке.
ниже, оставив в это время щуп вольтметра (P) отсоединенным.
Закон Ома
- Подсоедините щуп вольтметра (P) к клемме 10 и проверьте проводку к
убедитесь, что вольтметр (V) покажет напряжение на всем 10-метровом
длину провода, пока амперметр (А) считывает ток через провод. Поставил
амперметр на функцию DCA и на диапазон 10 А. Установите вольтметр на
Функция DCV и используйте диапазон 15 В. Включите питание и медленно
увеличивайте напряжение до тех пор, пока A и V не начнут показывать показания. Теперь это вопрос
чтения A и V одновременно, чтобы предоставить данные для графика V против i.
диапазон для i должен быть примерно от 0,2 А до примерно 0,8 А, и я не должен
превышать 1,0 А. Подумайте о соответствующих критериях и выберите
текущие приращения, чтобы обеспечить соответствующее количество и распределение
точки. Запишите эти данные V и i. При попытке прочитать напряжение и ток
одновременно, возможно, два партнера могли считывать показания счетчика по какому-либо сигналу.
Закон удельного сопротивления
- Отрегулируйте источник питания до нуля вольт и извлеките датчик из терминалы. Увеличивайте напряжение источника питания до тех пор, пока ток через провод составляет около 0,75 А. Через несколько минут, когда тепловое равновесие установится достигнут, ток должен стабилизироваться. Прикоснитесь щупом к клемме lm и считывать и записывать напряжение и ток одновременно. Продолжить это процедура до 2м, 3м…10м. клеммы используются для записи L, V и i на каждом шагу.
- Используйте нониусный микрометр
измерить диаметр проволоки в нескольких местах. Не растягивайте
проволока для измерения диаметра. Два измерения на каждой боковой проволоке должны быть
адекватный. Также закройте микрометр, прочтите показания и сделайте коррекцию нуля на
последующие чтения. Надежный средний диаметр необходим, чтобы гарантировать, что
расчетная площадь является репрезентативной для провода.
Метод омметра
- Ознакомьтесь с мерами предосторожности при использовании мультиметр как омметр. Имейте в виду, что цвета свинца провода в этом эксперименте будут отличаться от цветов зондов в меры предосторожности.
- Используйте функцию омметра мультиметра для измерения сопротивления длина провода 10 м. Во избежание возможного повреждения счетчика Провод не должен быть подключен к источнику питания при использовании омметра.
- Замкните (соедините вместе) провода омметра для считывания и записи сопротивление подводящего провода.
АНАЛИЗ
- Постройте график зависимости V от i, прочтите R по наклону и вычислите
Закон удельного сопротивления
- Рассчитать распространенную ошибку на R из ошибок чтения на V и i
для каждой строки в вашей таблице данных.
- График R и L, чтение (не равный наклону, а относящийся просто к нему), и вычислить R.
Метод омметра
- Чем отличается значение R, полученное омметром, от сопротивления 10 м кабеля проволока, найденная на вашем графике V vs. i? Кроме того, сравните с найденным от R против L. (Покажите, как вы нашли эти последние Р). Обратите внимание, что это сравнение включает в себя метод омметра по сравнению с Метод В-А. Кажется ли, что предыдущее показание омметра следует или не следует делать поправку на сопротивление подводящих проводов? Объяснять. Другими словами, метод омметра дает сопротивление как платы, так и И подводящие провода; другие методы измеряют сопротивление только плате, или они также измеряют сопротивление подводящего провода. Если все три метода Измерьте то же самое, никаких исправлений не требуется.
- Теперь доступны три различных измерения (два графика и
омметр) сопротивления 10 м провода. Перечислите эти три значения R.
и рассчитать среднее значение и стандартное отклонение от среднего (SDOM). Теперь что ты делаешь
полагайте, что сопротивление вашей 10-метровой длины выражается в виде R
± Р?
(Дело в том, что после всех этих измерений,
R 10 до сих пор точно не известно! Так что — надо признать
что некоторая ошибка измерения существует во всех экспериментальных работах.)
- Укажите не менее двух источников случайной (статистической) ошибки.
- Определите не менее двух источников систематической ошибки.
- Бонус: посмотрите удельное сопротивление провода в Справочнике CRC Химия и физика и определить материал.
Закон Ома
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Обобщите то, что вы узнали сегодня (а не то, что вы сделали ).Назад к Руководству по электричеству и магнетизму
Электроника Измерение: Закон Ома — манекены
Термин Закон Ома относится к одному из фундаментальных соотношений, встречающихся в электронных схемах: при заданном сопротивлении ток прямо пропорционален напряжению. Другими словами, если вы увеличиваете напряжение в цепи с фиксированным сопротивлением, ток увеличивается. Если уменьшить напряжение, ток упадет.
Закон Ома выражает это отношение простой математической формулой:
В этой формуле В означает напряжение (в вольтах), I обозначает ток (в амперах), а R обозначает сопротивление (в омах).
Вот пример расчета напряжения в цепи с лампой, питаемой от двух элементов АА. Предположим, вы уже знаете, что сопротивление лампы равно 12 Ом, а ток, протекающий через лампу, равен 250 мА, что равно 0,25 А. Тогда вы можете рассчитать напряжение следующим образом:
Закон Ома невероятно полезен, потому что он позволяет вычислить неизвестное напряжение, ток или сопротивление. Короче говоря, если вы знаете две из этих трех величин, вы можете вычислить третью.
Вернитесь (если осмелитесь) на урок алгебры в старшей школе и помните, что вы можете переставить члены в простой формуле, такой как закон Ома, чтобы создать другие эквивалентные формулы. В частности:
Если вы не знаете напряжение, вы можете рассчитать его, умножив ток на сопротивление.
Если вы не знаете силу тока, вы можете рассчитать ее, разделив напряжение на сопротивление.
Если сопротивление неизвестно, его можно рассчитать, разделив напряжение на силу тока.
Чтобы убедиться в том, что эти формулы работают, еще раз посмотрите на схему с лампой сопротивлением 12 Ом, подключенной к двум батарейкам АА на общее напряжение 3 В. Тогда можно рассчитать ток, протекающий через лампу, следующим образом:
Если известны напряжение батареи (3 В) и ток (250 мА, что составляет 0,25 А), можно рассчитать сопротивление лампы следующим образом:
Было весело вернуться к школьной алгебре? Следующее, что ты знаешь, ты начнешь искать девушку для выпускного бала.
Самое важное, что нужно помнить о законе Ома, это то, что вы всегда должны производить расчеты в вольтах, амперах и омах. Например, если вы измеряете ток в миллиамперах (что обычно делается в электронных схемах), вы должны преобразовать миллиампер в ампер, разделив на 1000. Например, 250 мА — это 0,25 А.
Вот еще несколько вещей, которые вы должны помнить о законе Ома:
Помните, что определение одного ома — это сопротивление, которое позволяет протекать току в один ампер при приложении к нему напряжения в один вольт? Это определение основано на законе Ома. Если V равно 1 и I равно 1, тогда R тоже должно быть 1.
Если вам интересно, почему символы для напряжения и сопротивления В и R , что имеет смысл, а символ для тока I , что не имеет смысла, это связано с историей.
Единица измерения тока — ампер — названа в честь Андре-Мари Ампера, французского физика, который был одним из пионеров ранней науки об электричестве.
Французское слово, которое он использовал для описания силы электрического тока, было intensité – по-английски интенсивность . Таким образом, сила тока является мерой силы тока. Отсюда буква I .
