Более используемое в электротехнике соотношение между основными электрическими величинами – закон Ома, установленный германским физиком Георгом Омом, эмпирическим методом, в 1826 г. С его помощью устанавливается связь между напряжением (электродвижущей силой), сопротивлением частей этой цепи, силой проходящего тока.

Измерение тока и напряжения

Электрические характеристики, которые описываются законом Ома:

• Сила тока определяется количеством заряда, проходящего по проводнику за некоторое время, обозначается буковкой I, единица измерения – ампер (А). Заходит в главные единицы интернациональной системы Си;
• Электрическое напряжение, единица измерения – вольт, понятие ввёл тот же Георг Ом. Вольт может быть выражен через работу по перемещению заряда, выделяемую мощность при токе 1 ампер, имеет эталонные источники в виде высокостабильных гальванических частей. Нередко указывается как разность потенциалов, в некоторых случаях применяется понятие электродвижущая сила (ЭДС). Для обозначения могут употребляться буковкы U, V;
• R – сопротивление (электрическое), показывает на характеристики проводника, оказывающие препятствия прохождению тока. Существенно находится в зависимости от материала проводника и температуры. Единица измерения – 1 ом, обозначение Ом либо Ω.

Традиционная формулировка закона Ома: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и назад пропорциональна сопротивлению.

Это выражение справедливо для электрической цепи, которая не содержит дополнительной электродвижущей силы, обеспечивающей электрический ток, цепи, определяемой как однородная. Почти всегда применяется конкретно такая формула. На практике нередко нужна вычислить значение тока, протекающего через некоторый элемент с известным сопротивлением, для этого довольно измерить падение напряжения (разность потенциалов) на выводах этого устройства, к примеру, резистора. При данных всех 2-ух значениях можно высчитать неведомое, так же, не считая величин, входящих в выражение, определяется электрическая мощность.

Принципиально! При расчётах применяются величины только одной размерности – целые значения вольт, ампер, ом либо надлежащие им кратные и дольные единицы.

I – сила тока, R – сопротивление, U – напряжение, P – мощность

Неоднородная цепь

Закон Ома для отдельного участка цепи не учитывает присутствие источника питания, его характеристики не входят в вычисления. Для цепи, именуемой неоднородной, содержащей ЭДС любого рода и её источник, в известную формулу следует добавить внутреннее сопротивление самого питающего устройства:

Тут Е – ЭДС источника напряжения, r – его внутреннее сопротивление. Варианты наименований – закон Ома для неоднородного участка цепи, для полной либо замкнутой цепи. Выражение не достаточно отличается от приведённого выше – заместо напряжения находится ЭДС и сопротивление источника питания.

Необходимо подчеркнуть, что понятие внутреннего сопротивления имеет смысл только для хим источников тока, в случае использования других устройств, таких как любого вида блоков питания без батарей, молвят о выходном сопротивлении и нагрузочной возможности этого блока.

В практических применениях закон Ома для неоднородного участка цепи в таком виде применяется изредка, в главном для измерения самого внутреннего сопротивления аккума, других частей питания.

Закон применим и для переменного напряжения, если сопротивлением является активная нагрузка. С его помощью определяются действующие (среднеквадратичные) характеристики цепи. В случае индуктивной, ёмкостной либо всеохватывающей нагрузки и для различных частот сопротивление является реактивным, существенно отличающимся от измеренного обыденным способом – омметром.

Закон Ома получен практическим путём, потому не может быть базовым, но точно обрисовывает связь между более нередко применяемыми электрическими величинами.

Закон Ома для участка цепи. Сопротивление. Соединение проводников

Для каждого проводника — твёрдого, водянистого и газообразного — существует определённая зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов на концах проводника.

Железный проводник, присоединенный к источнику тока является примером однородного участка цепи.

Германский физик Георг Симон Ом экспериментально исследовал зависимость силы тока в железных проводниках от напряжения, сделал вывод: если состояние проводника со временем не изменяется, а его температура постоянна, то для каждого проводника существует конкретная связь между I и U — это вольт-амперная черта. Зависимость силы тока в проводнике от напряжения, подаваемого на него, именуют вольт-амперной чертой проводника.

Измеряя силу тока амперметром, а напряжение вольтметром, можно убедиться в том, что сила тока прямо пропорциональна напряжению.

Закон Ома для участка цепи : Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному к нему напряжению U и назад пропорциональна сопротивлению этого участка R.

Электрическое сопротивление проводника

Основная электрическая черта проводника — сопротивление. От этой величины зависит сила тока в проводнике при данном напряжении. Свойство проводника ограничивать силу тока в цепи, т. е. противодействовать электрическому току, именуют электрическим сопротивлением проводника.

На рисунке приведены графики вольт-амперных черт 2-ух проводников. Разумеется, что сопротивление проводника, которому соответствует график 2, больше, чем сопротивление проводника, которому соответствует график 1. Сопротивление проводника не находится в зависимости от напряжения и силы тока.

Сопротивление однородного железного проводника неизменного сечения находится в зависимости от его геометрических размеров, формы и вещества, из которого сделан проводник.

Единицу сопротивления проводника устанавливают на базе закона Ома и именуют её омом (Ом).

Удельное сопротивление проводника находится в зависимости от рода вещества и его состояния, к примеру, температуры. Удельное сопротивление для определенного вещества имеет неизменное табличное значение.

Закон Ома — база расчётов электрических цепей в электротехнике.

К более обычным и нередко встречающимся соединениям проводников относятся последовательное и параллельное соединения.

Эти правила можно применить для любого числа соединённых проводников:

В осветительной сети обычно поддерживается напряжение 220 В. На это напряжение рассчитаны приборы, потребляющие электрическую энергию. Потому параллельное соединение — самый распространённый метод соединения разных потребителей. В данном случае выход из строя 1-го устройства не отражается на работе других, тогда как при последовательном соединении выход из строя 1-го устройства размыкает цепь.

Резистор — элемент электрической цепи, характеризуемый только сопротивлением электрическому току. На схемах резистор обозначается прямоугольником:

Реостат — устройство, служащий для регулировки и получения требуемой величины сопротивления. Обозначение на схемах: