Эмпирический физический закон Ома для участка цепи установил Georg Simon Ohm практически два столетия вспять, и получил название в честь этого известного физика из Германии.
Конкретно этим законом определяется связь, которая появляется между электродвижущей силой источника, силой электротока и показателями сопротивления снутри проводника.
Традиционная формулировка
Разглядим определение закона Ома.
Весь объём прикладной электротехника базируется на физическом законе Ома и представлен 2-мя основными формами:
- учacтoк электрoцепи;
- пoлнaя электрoцепь.
В традиционном виде формулировка такового закона очень отлично известна всем ещё со школьной скамьи: сила тока в электрической цепи является прямо пропорциональной показателям напряжения, также обладает оборотной пропорциональностью показателям сопротивления.
Интегральная форма такового закона такая: I = U / R, где
- I – показатель силы тока, который проходит через участок электроцепи при показателях сопротивления, обозначаемых R;
- U – показатель напряжения.
Сопротивление либо «R» принято считать более принципиальной чертой, что обосновано зависимостью от таких характеристик проводника.
Нужно держать в голове, что такая форма закона, кроме смесей и металлов, справедлива только для электрических цепей, в каких отсутствует реальный источник тока либо он безупречен.
Закон Ома для неоднородного участка цепи
Участок хоть какой электрической цепи является неоднородным, если в него подключен источник электродвижущей силы. Таким макаром, в этой электроцепи отражается воздействие сторонних сил.
- I — обозначение силы тока;
- ϕ1 — обозначение пoтeнциaлa точки «A»;
- ϕ2 — обозначение пoтeнциaлa точки «B»;
- ℰ — характеристики электродвижущей силы источника электрического тока в вольтах;
- R — обозначение сопротивления участка;
- r — внутреннее сопротивление источника тока.
Закон Ома для участка цепи
Для стандартных неоднородных участков соответствующим является наличие некоторой различия потенциалов на концевой части электроцепи, также внутренних скачков потенциалов.
В последние годы индукционный счетчик электроэнергии выходит из воззвания и заменяется более новыми моделями. Но, такие приборы учета все таки применяются. В статье разглядим, как верно установить индукционный счетчик.
Сколько можно эксплуатировать электросчетчик по закону и кто должен его поменять, читайте дальше.
В некоторых случаях прибыльно применять счетчик день-ночь. В каких случаях прибыльны двойные тарифы и как снимать показания, поведаем в данной теме.
Закон Ома для участка цепи
Согласно закону, сила тока на участке электрической цепи имеет прямую пропорциональность уровню напряжения и оборотную пропорциональность электрическому сопротивлению на данном участке.
К примеру, если проводник обладает сопротивлением в 1 Ом и током в 1 Ампер, то его концах напряжение составит 1 Вольт, что значит падение напряжения либо U = IR.
Если концы проводника владеют напряжением в 1 Вольт и током в 1 Ампер, то характеристики сопротивления проводника составят 1 Ом либо R = U/I
Участок цепи может быть представлен обычной цепью с одним потребителем, параллельным подключением с парой потребителей, также последовательным подключением и смешанным топом соединением, отличающимся совокупой последовательного и параллельного подсоединения.
Закон Ома для участка цепи с ЭДС
ЭДС либо электродвижущая сила является физической величиной, определяющей отношение сторонних сил в процессе перемещения заряда в сторону положительного полюса источника тока к величине данного заряда:
- ε = Acт / q
- ε – электродвижущая сила;
- Acт – работа посторониих сил;
- q – заряд;
Единица измерения электродвижущей силы – В (вольт)
Закон Ома для участка цепи с ЭДС
Аналитическое выражение закона для участка цепи с источником электродвижущей силы следующее:
- I = (φa – φc + E) / R = (Uac + E) / R;
- I = (φa – φc – E) / R = (Uac – E) / R;
- I = E /(R+ r), где
- Е – характеристики электродвижущей силы.
Электрический ток в данном случае представляет собой алгебраическую сумму, полученную при сложении характеристик напряжения на зажимах с показателями электродвижущей силы, разбитой на характеристики сопротивления.
Правило, касающееся наличия 1-го ЭДС говорит: наличие неизменного тока подразумевает поддерживание постоянной разности потенциалов на концах электрической цепи средством стандартного источника тока.
Снутри источника электрического тока положительный заряд переносится в сторону большего потенциала с разделением зарядов на положительные и негативно заряженные частички.
Закон Ома для участка цепи без ЭДС
Необходимо учесть, что для участка цепи, не содержащего источника электродвижущей силы, устанавливается связь, возникающая между электрическим током и показателями напряжения на данном участке.
I = Е / R
Согласно данной формуле, сила тока имеет прямую пропорциональность напряжению на концах участка электрической цепи и оборотную пропорциональность показателям сопротивления на этом участке.
Источник электродвижущей силы
Благодаря наружным чертам ЭДС определяется степень зависимости характеристик напряжения на зажимах источника и величины нагрузки.
К примеру, U= E-R0 х I, в согласовании с 2-мя точками: I=0 E=U и U=0 E=R0I.
Безупречный источник электродвижущей силы: R0=0, U=E. В данном случае величина нагрузки не оказывает воздействия на характеристики напряжения.
Эмпирический физический закон Ома для полной цепи определяет два следствия:
- В критериях r < < R, характеристики силы тока в электрической цепи являются назад пропорциональными показателям сопротивления. В некоторых случаях источник может являться источником напряжения.
- В критериях r > > R, характеристики наружной электрической цепи либо величина нагрузки не оказывают воздействия на характеристики сила тока, а источник может назваться источником тока.
Электродвижущая сила, находящаяся в критериях замкнутой цепи с электрическим током, в большинстве случаев равна: Е = Ir + IR = U(r) + U(R)
Таким макаром, ЭДС можно найти, как скалярную физическую величину, отражающую воздействие посторониих сил неэлектрического происхождения.
Принятые единицы измерения
К главным, принятым единицам измерения, которые применяются при выполнении всех расчётов, касающихся закона Ома, относятся:
- отражение характеристик напряжения в вольтах;
- отражение характеристик тока в амперах;
- отражение характеристик сопротивления в омах.
Любые другие величины перед тем, как приступить к расчётам, нужно в неотклонимом порядке перевести в принятые.
Принципиально держать в голове, что физический закон Ома не соблюдается в следующих случаях:
- высочайшие частоты, сопровождающиеся значимой скоростью изменений электрического поля;
- при сверхпроводимости в критериях низкотемпературных режимов;
- в лампах накаливания, что обосновано осязаемым нагревом проводника и отсутствием линейности напряжения;
- при наличии пробоя, вызванного воздействием на проводник либо диэлектрик напряжения с высочайшими показателями;
- снутри вакуумных источников света и электронных ламп, заполненных газовыми растворами, включая люминесцентные осветительные приборы.
Такое же правило распространяется на гетерогенные полупроводники и полупроводниковые приборы, характеризующиеся наличием p/n-переходов, включая диодные и транзисторные элементы.
Чем поточнее счетчик определяет затраченную электроэнергию, тем лучше. Класс точности электросчетчика отражает вероятную погрешность устройства учета.
О таковой величине как коэффициент трансформации счетчика электроэнергии, побеседуем в этом материале.
Закон Ома
Закон Ома для цепи: формула, сопротивление, напряжение. Узнайте, какая сила и как отыскать закон Ома, схема закона Ома для замкнутой цепи, единица сопротивления.
Ток выступает пропорциональным напряжению. Цепи можно считать омическими, если они подчинены соотношению V = IR.
Задачка обучения
- Найти форму вольт-амперных графиков для омических и не-омических схем.
Главные пункты
- Напряжение приводит ток в движение, а сопротивление оказывает препятствие.
- Закон Ома относится к соотношению пропорции напряжения и тока, также определенной формуле V = IR.
- Подобные схемы и составляющие называют омическими. Они владеют линейным напряжением и проходят через начало координат.
- Есть составляющие и схемы, не выступающие омическими. Их графики I-V не линейны и/либо не проходят через начало координат.
Определения
- Обычная схема – один источник напряжения и один резистор.
- Омический – подчиняющийся закону Ома.
Пример
Необходимо вычислить сопротивление авто фары. Через нее подается 2.50 А при использовании 12.0 В. Можно поменять закон Ома и применить его для поиска сопротивления. Перестанавливаем I = V/R на R = V/I = 4.8 Ом. Это относительно маленькое сопротивление, но оно превосходит холодное сопротивление фары.
Закон Ома
Следует записать закон Ома, дабы разглядеть сопротивление и силу тока для цепи. Что оказывает влияние на поток? Можно вспомнить о разных устройствах, вроде батарей, генераторов, розеток, которые необходимы для поддержания тока. Они делают разность потенциалов и называются источниками напряжения. Когда источник подключен к проводнику, то употребляет разность потенциалов (V), создавая электрическое поле. А оно оказывает влияние на заряды, вызывая ток. Ток протекает через большая часть веществ и выступает прямо пропорциональным приложенному напряжению. В первый раз это экспериментально показал Георг Ом – I ∝ V.
Это соотношение называют законом Ома. Его можно принимать как причинно-следственную связь, где напряжение делает причину и текущий эффект. Схожая линейная связь настраивается не всегда. Не следует забывать: когда напряжение возбуждает ток, сопротивление делает препятствия. Выходит, что ток назад пропорционален сопротивлению: I ∝ 1/R. Ниже представлена схема закона Ома для замкнутой цепи.
Это обычная электрическая цепь с замкнутым методом, где ток передается проводниками, соединяющих нагрузку с батареями (красные параллельные полосы). Зигзаг показывает резистор, включающий хоть какое сопротивление с источником напряжения
Единица сопротивления – Ом = 1 V/A. Можно соединить два соотношения выше и вывести I = V/R. Это также закон Ома, где он обусловят сопротивление для вычисления материалов.
Закон Ома нельзя принимать как универсальный. Вещества, которые соответствуют ему, именуют омическими. Посреди них медь и алюминий. Омические владеют сопротивлением (R), на которое не оказывают влияние напряжение и ток. Объект с обычным сопротивлением – резистор.
Понижение напряжения на резисторе в обычный цепи равняется к выходному напряжению батареи
Детали можно осознать, если разглядеть уравнение I = V/R, что дает V = IR. Это выражение для V можно интерпретировать как понижение напряжения на резисторе, создаваемого потоком тока (I). Если напряжение определяют в различных точках цепи, то падение возрастает на источнике напряжения и миниатюризируется на резисторе.
Источник напряжения припоминает насос, создающий разность давления и приводящий к току. Резистор похож на трубу, отвечающую за понижение давления и ограничение потока из-за сопротивления. Сохранение энергии несет принципиальные последствия. Источник посылает энергию, а резистор трансформирует ее. В обычной схеме напряжение приравнивается понижению напряжения на резисторе: E = qΔV. Потому обе энергии равны.
В реальном омическом приборе одно и то же значение сопротивления рассчитывается из R = V/I. Другими словами, V/I выступает неизменным соотношением. Но есть составляющие электрических цепей, которые не подчиняются закону Ома (их связь не выступает линейной). Посреди примеров можно вспомнить p-n переходный диодик.
Кривые I-V 4 устройств: два резистора, диодик и батарея. Два резистора подчиняются закону Ома, а два других – нет
Реферат: Закон Ома 2
Исследование закона Ома, построение зависимости У(R), U(R).
1. Закон Ома
Закон Ома определяет связь между основными электрическими величинами на участке цепи неизменного тока без активных частей (рис.1.1):
2. Обобщенный закон Ома
Обобщенный закон Ома определяет связь между основными электрическими величинами на участке цепи неизменного тока, содержащем резистор и безупречный источник ЭДС (рис.1.2):
Формула справедлива для обозначенных на рис.1.2 положительных направлений падения напряжения на участке цепи (Uab ), безупречного источника ЭДС (Е ) и положительного направления тока (I ).
a. Обоюдные преобразования звезды и треугольника сопротивлений
В сложных цепях встречаются соединения, которые нельзя отнести ни к последовательным, ни к параллельным. К таким соединениям относятся трехлучевая звезда и треугольник сопротивлений (рис.1.3). Их обоюдное эквивалентное преобразование в почти всех случаях позволяет упростить схему и свести ее к схеме смешанного (параллельного и последовательного) соединения сопротивлений. При всем этом нужно спецефическим образом перечесть сопротивления частей звезды либо треугольника.
Формулы эквивалентного преобразования треугольника сопротивлений трехлучевую звезду:
Формулы эквивалентного преобразования трехлучевой звезды сопротивлений в треугольник:
b. Законы Кирхгофа
Режимы электрических цепей определяются первым и вторым законами Кирхгофа.
1-ый закон Кирхгофа для цепи неизменного тока:
Алгебраическая сумма токов в узле равна 0.
2-ой закон Кирхгофа для цепи неизменного тока:
Алгебраическая сумма падений напряжений на элементах контура равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом же контуре.
Для составления системы уравнений на основании законов Кирхгофа нужно:
1. Избрать произвольно положительные направления разыскиваемых токов веток и обозначить их на схеме. Число токов должно быть равно числу веток схемы (В). Составить (Y — 1) – уравнений по первому закону Кирхгофа, где (Y) – число узлов схемы. Со знаком плюс учитывать токи, втекающие в узел, а со знаком минус – вытекающие из узла.
2. Избрать независящие контуры, число которых равно:
Независящие контуры — контуры, отличающиеся друг от друга хотя бы одной новейшей ветвью.
3. Избрать положительные направления обхода контуров (произвольно). Составить (В) — (Y — 1) уравнений по второму закону Кирхгофа для независящих контуров (НК), следуя правилу: если направление тока в ветки и направление обхода контура совпадают, напряжение на участке записать со знаком плюс. В неприятном случае — со знаком минус. Аналогично выбирают символ ЭДС.
4. Соединить уравнения, составленные по первому и второму законам Кирхгофа в систему алгебраических уравнений. Подставить численные значения и решить систему уравнений.
Принципная электрическая схема.
Проводили измерения силы тока при разных значениях сопротивления и напряжения.
