Главным законом электротехники, с помощью которого можно учить и рассчитывать электрические цепи, является закон Ома, устанавливающий соотношение между током, напряжением и сопротивлением. Нужно ясно осознавать его суть и уметь верно воспользоваться им при решении практических задач. Нередко в электротехнике допускаются ошибки из-за неумения верно применить закон Ома.
Закон Ома для участка цепи говорит: ток прямо пропорционален напряжению и назад пропорционален сопротивлению.
Если прирастить в пару раз напряжение, действующее в электрической цепи, то ток в этой цепи возрастет во столько же раз. А если прирастить в пару раз сопротивление цепи, то ток во столько же раз уменьшится. Подобно этому водяной поток в трубе тем больше, чем посильнее давление и чем меньше сопротивление, которое оказывает труба движению воды.
В пользующейся популярностью форме этот закон можно сконструировать следующим образом: чем выше напряжение при одном и том же сопротивлении, тем выше сила тока и в то же время чем выше сопротивление при одном и том же напряжении, тем ниже сила тока.
Дабы выразить закон Ома математически более просто, считают, что сопротивление проводника, в каком при напряжении 1 В проходит ток 1 А, равно 1 Ом.
Ток в амперах можно всегда найти, если поделить напряжение в вольтах на сопротивление в омах. Потому закон Ома для участка цепи записывается следующей формулой:
Волшебный треугольник
Хоть какой участок либо элемент электрической цепи можно охарактеризовать с помощью трёх черт: тока, напряжения и сопротивления.
Как применять треугольник Ома: закрываем разыскиваемую величину — два других знака дадут формулу для её вычисления. Кстати, законом Ома именуется только одна формула из треугольника – та, которая отражает зависимость тока от напряжения и сопротивления. Две другие формулы, хотя и являются её следствием, физического смысла не имеют.
Расчеты, выполняемые при помощи закона Ома для участка цепи, будут правильны в этом случае, когда напряжение выражено в вольтах, сопротивление в омах и ток в амперах. Если применяются кратные единицы измерений этих величин (к примеру, миллиампер, милливольт, мегаом и т. д.), то их следует перевести соответственно в амперы, вольты и омы. Дабы выделить это, время от времени формулу закона Ома для участка цепи пишут так:
Можно также рассчитывать ток в миллиамперах и микроамперах, при всем этом напряжение должно быть выражено в вольтах, а сопротивление — в килоомах и мегаомах соответственно.
Другие статьи про электричество в ординарном и доступном изложении:
Закон Ома справедлив для любого участка цепи. Если нужна найти ток в данном участке цепи, то нужно напряжение, действующее на этом участке (рис. 1), поделить на сопротивление конкретно этого участка.
Рис 1. Использование закона Ома для участка цепи
Приведем пример расчета тока по закону Ома . Пусть нужна найти ток в лампе, имеющей сопротивление 2,5 Ом, если напряжение, приложенное к лампе, составляет 5 В. Разделив 5 В на 2,5 Ом, получим значение тока, равное 2 А. Во 2-м примере определим ток, который будет протекать под действием напряжения 500 В в цепи, сопротивление которой равно 0,5 МОм. Для этого выразим сопротивление в омах. Разделив 500 В на 500 000 Ом, найдем значение тока в цепи, которое равно 0,001 А либо 1 мА.
Нередко, зная ток и сопротивление, определяют при помощи закона Ома напряжение. Запишем формулу для определения напряжения
Из этой формулы видно, что напряжение на концах данного участка цепи прямо пропорционально току и сопротивлению . Смысл этой зависимости осознать несложно. Если не изменять сопротивление участка цепи, то прирастить ток можно только методом роста напряжения. Означает при неизменном сопротивлении большему току соответствует большее напряжение. Если же нужно получить один и тот же ток при разных сопротивлениях, то при большем сопротивлении должно быть соответственно большее напряжение.
Напряжение на участке цепи нередко именуют падением напряжения . Это часто приводит к недоразумению. Многие задумываются, что падение напряжения есть какое-то потерянное ненадобное напряжение. В реальности же понятия напряжение и падение напряжения равнозначны. Утраты и падение напряжения — в чем различие?
Падение напряжения — постепенное падение потенциала вдоль цепи, по которой течет ток, обусловленное тем, что цепь обладает активным сопротивлением. По закону Ома падение напряжения в каком-либо участке цепи U равно произведению сопротивления этого участка цепи R на силу тока в нем I , т. е. U — RI. Таким макаром, чем больше сопротивление участка цепи, тем больше падение напряжения в этом участке цепи при данной силе тока.
Расчет напряжения при помощи закона Ома можно показать на следующем примере. Пусть через участок цепи с сопротивлением 10 кОм проходит ток 5 мА и нужна найти напряжение на этом участке.
Умножив I = 0,005 А на R — 10 000 Ом, получим напряжение,равное 5 0 В. Можно было бы получить тот же итог, умножив 5 мА на 10 кОм: U = 50 В
В электронных устройствах ток обычно выражается в миллиамперах, а сопротивление — в килоомах. Потому комфортно в расчетах по закону Ома использовать конкретно эти единицы измерений.
По закону Ома рассчитывается также сопротивление, если понятно напряжение и ток. Формула для этого варианта пишется следующим образом: R = U/I.
Сопротивление всегда представляет собой отношение напряжения к току. Если напряжение прирастить либо уменьшить в пару раз, то ток возрастет либо уменьшится в такое же число раз. Отношение напряжения к току, равное сопротивлению, остается постоянным.
Не следует осознавать формулу для определения сопротивления в том смысле, что сопротивление данного проводника зависит оттока и напряжения. Понятно, что оно находится в зависимости от длины, площади сечения и материала проводника. По внешнему облику формула для определения сопротивления припоминает формулу для расчета тока, но между ними имеется принципная разница.
Ток в данном участке цепи вправду находится в зависимости от напряжения и сопротивления и меняется при их изменении. А сопротивление данного участка цепи является величиной неизменной, не зависящей от конфигурации напряжения и тока, но равной отношению этих величин.
Когда один и тот же ток проходит в 2-ух участках цепи, а напряжения, приложенные к ним, различны, то ясно, что участок, к которому приложено большее напряжение, имеет соответственно большее сопротивление.
А если под действием 1-го и такого же напряжения в 2-ух различных участках цепи проходит разный ток, то наименьший ток всегда будет на том участке, который имеет большее сопротивление. Все это вытекает из основной формулировки закона Ома для участка цепи, т. е. из того, что ток тем больше, чем больше напряжение и чем меньше сопротивление.
Расчет сопротивления при помощи закона Ома для участка цепи покажем на следующем примере. Пусть нужна отыскать сопротивление участка, через который при напряжении 40 В проходит ток 50 мА. Выразив ток в амперах, получим I = 0,05 А. Разделим 40 на 0,05 и найдем, что сопротивление составляет 800 Ом.
Закон Ома можно наглядно представить в виде так именуемой вольт-амперной свойства . Как понятно, ровная пропорциональная зависимость между 2-мя величинами представляет собой прямую линию, проходящую через начало координат. Такую зависимость принято именовать линейной .
На рис. 2 показан в качестве примера график закона Ома для участка цепи с сопротивлением 100 Ом. По горизонтальной оси отложено напряжение в вольтах, а по вертикальной оси — ток в амперах. Масштаб тока и напряжения может быть избран каким угодно. Ровная линия проведена так, что для хоть какой ее точки отношение напряжения к току равно 100 Ом. К примеру, если U = 50 В, то I = 0,5 А и R = 50 : 0,5 = 100 Ом.
Рис. 2 . Закон Ома (вольт-амперная черта)
График закона Ома для отрицательных значений тока и напряжения имеет таковой же вид. Это гласит о том, что ток в цепи проходит идиентично в обоих направлениях. Чем больше сопротивление, тем меньше выходит ток при данном напряжении и тем паче полого идет ровная.
Приборы, у каких вольт-амперная черта является прямой линией, проходящей через начало координат, т. е. сопротивление остается неизменным при изменении напряжения либо тока, именуются линейными устройствами . Используют также определения линейные цепи, линейные сопротивления.
Есть также приборы, у каких сопротивление меняется при изменении напряжения либо тока. Тогда зависимость между током и напряжением выражается не по закону Ома, а более трудно. Для таких устройств вольт-амперная черта не будет прямой линией, проходящей через начало координат, а является или кривой, или ломаной линией. Эти приборы именуются нелинейными .
Онлайн расчет силы тока в цепи: формула, калькулятор, таблицы, описание. ТОП-лучших калькуляторов для электрических цепей
Когда молвят о силе тока, то делают акцент на движении частиц, заряженного типа в данном направлении. При всем этом данный параметр является принципиальной чертой цепи. Как произвести замеры силы тока в электроцепях и с помощью чего это выполнить, мы поведаем в статье.
Электрические цепи и их разновидности
Электрическая цепь представляет собой комплекс устройств и отдельных объектов, которые связываются данным методом. Они обеспечивают путь для прохождения электротока. Для свойства дела заряда, протекающего в пределах каждого отдельного проводника за некоторое время, к длительности сих пор применяется определенная физическая величина. И это сила тока в электрической цепи.
В состав таковой цепи включены источник энергии, энергопотребители, т.е. нагрузка и провода. Они делятся на две разновидности:
- Неразветвленные – ток, перемещающийся от генератора к энергопотребителю, не изменяется по собственному значению. К примеру, это освещение, включающее в свой состав только одну лампочку.
- Разветвленные – цепи, имеющие некоторые ответвления. Ток, двигаясь от источника, делится и идет на нагрузку по нескольким веткам. При всем этом его значение изменяется.
Примером может служить освещение, включающее многорожковую люстру.
Ветвь являет собой один либо несколько компонент, соединенных последовательно. Движение тока идет от узла с высочайшим напряжением к узлу с наименьшим его значением. При всем этом входящий ток на узле совпадает с выходящим.
Цепи могут быть нелинейными и линейными. Если в первых существует один и поболее частей, где есть зависимость значений от тока и напряжения, то у вторых свойства частей не имеют таковой зависимости. Не считая того, в цепях, характеризующихся неизменным током, его направление не изменяется, а при условии переменного тока происходит его изменение с учетом параметра времени .
Онлайн калькулятор расчета силы тока в цепи
Сила тока и закон Ома
Осуществляя расчет силы тока цепи, следует держать в голове, что данная величина физического типа, демонстрирующая определенный заряд. Он протекает за некоторую временную единицу по проводнику. Базисная схема вычисления такая:
I=q/t, где:
- I – сила электричества в Амперах (А) либо Кл/с;
- q – заряд, перемещающийся в пределах проводника в Кулонах (Кл);
- t – время, затраченное на перемещение заряда, с.
В согласовании с положениями закона Ома для отдельной части цепи при вычислении силы тока применяется схема, показывающая:
- прямую зависимость силы тока от напряжения;
- связь оборотного типа с сопротивлением.
I=U/R, где:
- U – выраженное в вольтах напряжение, В;
- R – показатель сопротивления, Ом.
Отсюда будет следовать такая зависимость:
I = E/ R+r, где:
- Е – ЭДС, В;
- R – сопротивление наружного типа, Ом
- r – сопротивление внутреннее, Ом
Воспользуйтесь другими онлайн калькуляторами:
Определение силы тока устройствами
Измерение рассматриваемых черт цепи может быть осуществлено с помощью различных устройств, которые интенсивно используются в практической деятельности:
Магнитоэлектрический метод замеров – используется при расчете показателя для неизменного тока. Этот способ обеспечивает высшую точность измерений за счет высокого уровня чувствительности. При всем этом расход электроэнергии будет малозначительным.
Электромагнитный – позволяет найти силу как переменного, так и неизменного тока средством трансформационных преобразований из поля электромагнитного типа в сигнал, который испускает магнитомодульный датчик.
Косвенный подход к замерам подразумевает необходимость применения вольтметра. Этот устройство идентифицирует характеристики напряжения при определенных значениях сопротивления.
В большей степени использование в практической деятельности отыскало такое устройство, как амперметр. В процессе использования нужно подключить устройство в разрыв электроцепи в месте, где нужно произвести замеры электрозаряда, проходящего за обозначенный период времени по сечению провода. Если появляется задачка замерить параметр силы электричества малой величины, то нужно использовать миллиамперметр, микроамперметр либо гальванометр. Эти аппараты подключаются к цепи в том месте, где появляется необходимость вычисления силы тока. При этом подключать можно и последовательно, и параллельно.
Измерение силы тока позволяет произвести четкое вычисление параметра мощности. А этот показатель, в свою очередь, имеет значение, когда вы желаете гарантировать работоспособность проводки и обезопасить свою домашнюю технику.
