Закон Ома

Все в нашем мире живёт и выполняется по своим законам. Маугли, писателя Киплинга, жил согласно законодательству джунглей, люди живут по собственным писаным законам, так и в физике электротока есть собственные законы и один из данных законов именуется “закон Ома“.
Это особенно важный закон, один из основных законов в физике электротока, и ты обязан его знать и понимать, если хочешь разбираться в электрике и электронике. Я же постараюсь помочь тебе и объясню для тебя, закон Ома обычными словами.
Первый раз, закон открыл и описал во второй половине 20-ых годов девятнадцатого века немецкий физик Георг Ом, показавший (при помощи гальванометра) количественную связь между электродвижущей силой, электротоком и характеристиками проводника, как пропорциональную зависимость. В честь этого самого Георга Ома и назван закон.
Теперь давай выведем обозначение закона Ома.
Величина электрического тока на участке цепи, полностью пропорциональна напряжению приложенному к этому участку цепи и обратно пропорциональна его сопротивлению. Теперь разберем эту абракадабру по частям.
Часть первая — Величина электрического тока на участке цепи, полностью пропорциональна напряжению приложенному к этому участку цепи. Как правило все ясно и логично, чем напряжение больше подключенное к цепи, тем больше ток.
Вторая часть закона — и обратно пропорциональна его сопротивлению. Это значит что чем больше сопротивление на участке, тем меньше ток.

Формула закона Ома

В данной формуле – I– Сила тока (Ампер), U– Напряжение (Вольт), R– Сопротивление (Ом­).
Прикладываю к этому разъяснению шуточный рисунок ты мог видеть его и до недавнего времени на иных сайтах, это довольно хороший “рисунок – пример” многие его применяют на страничках собственных сайтов.

Закон ома

Что можно проссчитать пи помощи этой формулы?
Как определить силу тока, Что такое сила тока — это означает, если к концам проводника сопротивлением R = 1 Ом приложено напряжение U = 1 Вольт, тогда величина электрического тока I в проводнике будет равна 1/1 = 1 Ампер.

Проссчитать напряжение — если в проводнике, сопротивлением 1 Ом, течет ток 1 Ампер, значит на концах проводника напряжение 1 Вольт (падение напряжения).
U = IR — формула напряжения
Сопротивление — если на концах проводника есть напряжение 1 Вольт и по нему течет ток 1 Ампер, значит сопротивление проводника равно 1 Ом.
R = U/I — формула сопротивления
Для удобства пользования формулой можно задействовать такую “фишку “.

Закон ома

Закрывая пальцем на треугольнике, значение, которое необходимо определить, видим действие, которое необходимо сделать. К примеру — если тебе необходимо найти значение сопротивления, закроем R

Закон ома


Теперь ты видишь, какое действие необходимо сделать? Правильно, напряжение U поделить на силу тока I .
Формулы, которые тебе точно будут нужны .

Я рассказал тебе очень коротко и понятным языком о законе Ома, но этого хватает, чтобы ты смог собственными силами на первых парах делать расчеты для собственных будущих электронных шедевров!

Закон Ома для участка цепи понятным языком

Вся прикладная электротехника основывается на одном догмате — это закон Ома для участка цепи. Без понимания принципа этого закона нереально приступить к практике, потому как это приводит к бесчисленным ошибкам. Есть смысл обновить такие знания, в статье мы напомним интерпретацию закона, составленного Омом, для гомогенного и неоднородного участка и полной цепи.

Закон ома

Диаграмма, упрощающая запоминание

Традиционная формулировка

Этот обычный вариант трактовки, знаменитый нам со школы.

Закон ома

Гомогенный открытый участок электроцепи
Формула в интегральной форме станет иметь следующий вид:

Закон ома

Формула в интегральной форме
Другими словами, поднимая напряжение, мы таким образом увеличиваем ток. В то время, как увеличение такого параметра, как «R», ведет к уменьшению «I».
Естественно, что на рисунке сопротивление цепи показано одним элементом, хотя это может быть методичное, параллельное (аж до произвольного)соединение нескольких проводников.
В дифференциальной форме закон мы приводить не будем, потому как в подобном виде он используется, в основном, только в физике.

Принятые единицы измерения

Стоит предусмотреть, что все расчеты должны проводиться в следующих единицах измерения:

  • напряжение – в вольтах;
  • ток в амперах
  • сопротивление в омах.

Если вам встречаются иные величины, тогда их нужно будет перевести к общепринятым.

Формулировка Для полной цепи

Трактовка Для полной цепи будет немного другой, чем для участка, потому как в законе, составленном Омом, еще предусматривает параметр «r», это сопротивление источника ЭДС. На рисунке ниже проиллюстрирована аналогичная схема.

Закон ома

Схема с подключенным с источником

Взяв во внимание «r» ЭДС, формула предстанет в следующем виде:

Закон ома

Заметим, если «R» сделать равным 0, то возникает возможность проссчитать «I», появляющийся во время короткого замыкания.
Напряжение окажется меньшей ЭДС, определить его можно по формуле:

Собственно, падение напряжения отличается параметром «I*r». Данное свойство отличительно многим гальваническим источникам питания.

Неоднородный участок цепи постоянного тока

Под таким типом имеется в виду участок, где кроме электрического заряда выполняется действие иных сил. Изображение такого участка показано на рисунке ниже.

Закон ома

Схема неоднородного участка

Формула для подобного участка (обобщенный закон) станет иметь следующий вид:

Закон ома

Формула для неоднородного участка цепи

Электрический ток

Если в схема, подключенная к электрическому току снабжена емкостью и/или индуктивностью (катушкой), расчет совершается с учетом величин их реактивных сопротивлений. Самый простой вид закона будет смотреться так:

Где «Z» собой представляет импеданс, это комплексная величина, которая состоит из активного (R) и пассивного (Х) сопротивлений.

Применение на практике

Видео: Закон Ома для участка цепи — практика расчета цепей.
Собственно, к любому участку цепи можно задействовать этот закон. Пример приведен на рисунке.

Закон ома

Используем закон к любому участку цепи
Применяя такой план, можно определить все нужные характеристики для неразветвленного участка. Рассмотрим более подробные варианты.
Находим силу тока
Рассмотрим теперь более конкретный пример, допустим, появилась необходимость выяснить ток, текущий через лампу общего назначения. Условия:

  • Напряжение – 220 В;
  • R нити накала – 500 Ом.

Выполнение задачи будет смотреться так: 220В/500Ом=0,44 А.
Рассмотрим еще одну задачу с такими условиями:
В данном варианте, первым делом, нужно будет сделать переустройство: 0,2 МОм = 200000 Ом,после этого приступаем к решению: 400 В/200000 Ом=0,002 А (2 мА).
Вычисление напряжения
С целью решения мы также воспользуемся законом, составленным Омом. Итак задача:
Преобразуем исходники:
Решение: 20000 Ом х 0,01 А = 200 В.
Незабываем преобразовывать значения, потому как очень часто ток может быть указан в миллиамперах.
Сопротивление.
Не обращая внимания на то, что весь вид способа для расчета параметра «R» напоминает нахождение значения «I», между этими вариантами есть принципиальные различия. Если ток может изменяться в зависимости от 2-ух иных показателей, то R (в действительности) имеет постоянное значение.
Другими словами по собственной сущности оно представляется в виде неизменной константы.
Если через два различных участка проходит аналогичный ток (I), тогда как приложенное напряжение (U) отличается, то, опираясь на рассматриваемый нами закон, можно с точностью заявить, что там где невысокое напряжение «R» будет наименьшим.
Рассмотрим случай когда различные токи и одинаковое напряжение на несвязанных между собой участках. По закону, составленному Омом, приличная сила тока будет специфична маленькому параметру «R».
Рассмотрим пару примеров.
Допустим, есть цепь, к которой подведено напряжение U=50 В, а ток который потребляется I=100 мА. Чтобы найти недостающий параметр, следует 50 В / 0,1 А (100 мА), в конце концов решением будет – 500 Ом.
Вольтамперная характеристика позволяет воочию показать пропорциональную (линейную) зависимость закона. На рисунке ниже составлен график для участка с сопротивлением равным одному Ому (практически как математическое представление закона Ома).
Изображение вольт-амперной характеристики, где то=1 Ом

Закон ома

Изображение вольт-амперной характеристики
Вертикальная ось графика отображает ток I (A), горизонтальная – напряжение U(В). Сам график представлен в виде прямой линии, которая воочию отображает зависимость от сопротивления, которое не меняется.
К примеру, при 12 В и 12 А «R» будет равно одному Ому (12 В/12 А).
Стоит обратить внимание, что на приведенной вольтамперной характеристике указаны только самые хорошие значения. Это указывает, что цепь рассчитана на протекание тока в одном направлении.
Там где разрешается обратное направление, график продолжится на негативные значения.
Стоит сказать, что оборудование, вольт-амперная характеристика которого отображена в виде прямой линии, называется — линейным. Данный же термин применяется для определения и остальных показателей.
Кроме линейного оборудования, существуют самые разные приборы, параметр «R» которых может изменяться в зависимости от силы тока или приложенного напряжения. В этом случая для расчета зависимости нельзя применять закон Ома.
Оборудование данного типа именуется нелинейным, исходя из этого, его вольт-амперные характеристики не будут указаны в виде прямых линий.

Вывод

Как уже говорилось перед началом статьи, вся прикладная электротехника основывается на законе, составленном Омом. Незнание этого базового догмата может привести к неправильному расчету, который, со своей стороны, будет причиной аварии.

Подготовка электриков как профессиональных мастеров начинается с изучения теоретических основ электробытовой техники. И первое, что они должны усвоить – это закон составленный Омом, потому как на его основе производятся фактически все расчеты показателей электро цепей разного назначения.
Осознание ключевого закона электробытовой техники поможет лучше разбираться в работе электрического оборудования и его центральных элементов.
Это благоприятно проявится на техобслуживании во время эксплуатации.
Самостоятельная проверка, разработка, и также опытное изучение узлов оборудования – все это значительно упрощается, если применять закон Ома для участка цепи.
При этом не требуется проводить всех измерений, достаточно снять некоторые параметры и, проведя несложные расчеты, получить нужные значения.

Закон Ома

Закон Ома, который основан на опытах, собой представляет в электротехнике ключевой закон, который устанавливает связь силы электротока с сопротивлением и напряжением.
Возникновение смартфонов, гаджетов, приборов которые используются в домашних условиях и остальной электробытовой техники полностью изменило образ сегодняшнего человека. Приложены очень большие усилия, которые направлены на обследование физических закономерностей с целью улучшения старой и создания новой техники.
Одной из подобных зависимостей считается закон Ома.

Закон ома

Закон Ома – получившийся экспериментальным путём (эмпирический) закон, который устанавливает связь силы тока в проводнике с напряжением на концах проводника и его сопротивлением, открыли во второй половине 20-ых годов девятнадцатого века немецким физиком-экспериментатором Георгом Омом.
Строгая формулировка закона Ома может быть записана так: сила тока в проводнике полностью пропорциональна напряжению на его концах (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника.
Формула закона Ома записывается в следующем виде:

U – электрическое напряжение (разница потенциалов), мерная единица напряжения- вольт [В];

Закон ома

По закону Ома, увеличение напряжения, к примеру, вдвое при фиксированном сопротивлении проводника, приведёт к увеличению силы тока также вдвое

И напротив, уменьшение тока вдвое при фиксированном напряжении означает, что сопротивление выросло вдвое.

Рассмотрим самый простой случай использования закона Ома.
Пускай дан некоторый проводник сопротивлением 3 Ом под напряжением 12 В. Тогда, по определению закона Ома, по этому проводнику течет ток равный:

Есть 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.

Закон ома

Правило работы такое: закрываем пальцем величину в треугольнике, которую необходимо найти, тогда две оставшиеся дадут верную формулу с целью поиска закрытой.

Закон ома

Где и когда можно использовать закон Ома?

Закон Ома в упомянутой форме справедлив в очень широких пределах для металлов. Он делается до той поры, пока металл не начнет плавиться.
Менее большой диапазон использования у растворов (расплавов) электролитов и в сильно ионизированных газах (плазме).
Работая с работающими от электричества схемами, иногда требуется определять падение напряжения на определенном элементе.
Если это будет резистор с популярной величиной сопротивления (она проставляется на корпусе), и также известен который проходит через него ток, выяснить напряжение можно при помощи формулы Ома, не подключая вольтметр.

Значение Закона Ома

Закон Ома определяет силу тока в электроцепи при заданном напряжении и известном сопротивлении.
Он дает возможность проссчитать тепловые, химические и магнитные действия тока, так как они зависят от силы тока.

Закон Ома считается чрезвычайно полезным в технике(электронной/электрической), потому как он касается трех главных электрических величин: тока, напряжения и сопротивления. Он показывает, как эти три величины являются взаимозависимыми на макроскопическом уровне.

Если бы было можно обозначить закон Ома обычными словами, то воочию это выглядело бы так:

Закон ома

Из закона Ома вытекает, что запирать простую сеть освещения проводником малого сопротивления страшно. Сила тока окажется до такой степени большой, что это как правило имеет тяжёлые результаты.

Формула закона Ома

В этой статье расскажем про закон Ома, формулы Для полной цепи (замкнутой), участка цепи, неоднородного участка цепи, в дифференциальной и интегральной форме, электрического тока, и также для магнитной цепи. Вы узнаете какие материалы соответствуют и не соответствуют закону Ома, и также где он встречается.
Закон Ома: постоянный ток , текущий через проводник, прямо пропорционален напряжению , приложенному к его концам и обратно пропорционален сопротивлению .
Закон Ома был сформулирован немецким физиком и математиком Георгом Омом в 1825-26 годах на основе навыка. Это испытательный закон, а не многофункциональный — он используем к некоторым материалам и условиям.
Закон Ома считается приватным случаем более позднего и более общего — второго закона Кирхгофа
Ниже представлено будет видео, в котором поясняется закон Ома на пальцах.

Формула закона Ома для участка цепи

Интенсивность постоянного тока, протекающего через проводник, пропорциональна напряжению, приложенному к его концам. В сети интернет иногда называют данную формулу первым законом Ома:

I — сила (интенсивность) тока

Электрическое сопротивление:
Показатель гармоничности R именуется электрическим сопротивлением или сопротивлением.

Отношение напряжения к току для этого проводника считается постоянным:

Единица электрического сопротивления составляет 1 Ом (1 ?):

Резистор имеет сопротивление 1, если приложенное напряжение 1 вольт и сила тока составляет 1 ампер.
Зависимость электрического сопротивления от размеров направляющей:

Сопротивление проводящей части с постоянным поперечным сечением R прямо пропорционально длине данного сегмента li, обратно пропорциональному площади поперечного сечения S:

R — электрическое сопротивление
? — удельное сопротивление
S — площадь поперечного сечения

Эта зависимость была подтверждена экспериментально британским физиком Хамфри Ди в первой половине 20-ых годов девятнадцатого века до разработки закона Ома.

Закон Ома для замкнутой (полной) цепи

Закон Ома Для полной цепи — это значение силы (интенсивности) тока в настоящей цепи, который зависит от сопротивления нагрузки и от источника тока (E), также называют его вторым законом Ома.

Электролампочка считается потребителем источника тока, подключив их вместе, они делают полную электро-цепь. На картинке выше, вы можете увидеть полную электрическую цепь, которая состоит из аккумулятора и лампы с нитью накала.

Электричество, идет через лампу общего назначения и через сам аккумулятор. Поэтому, ток проходя через лампу, в последующем пройдёт и через аккумулятор, другими словами сопротивление лампочки складывается со сопротивлением аккумулятора.
Сопротивление нагрузки (лампочка), именуют внешним сопротивлением, а сопротивление источника тока (аккумулятора) — внутренним сопротивление.
Сопротивление аккумулятора отмечается латинской буквой r.
Когда электричество течет вокруг цепи, внутреннее сопротивление самой ячейки сопротивляется потоку тока, и благодаря этому тепловая энергия теряется в самой ячейке.

  • E = электродвижущая сила в вольтах, V
  • I = ток в амперах, A
  • R = сопротивление нагрузки в цепи в Омах, ?
  • r = внутреннее сопротивление ячейки в Омах, ?

Мы можем скорректировать это уравнение;

В этом уравнении возникает ( V ), что считается конечной разностью потенциалов, измеренной в вольтах (V).
Это разница потенциалов на клеммах ячейки при протечке тока в цепи, она всегда меньше э.д.с. ячейки.

Закон Ома для неоднородного участка цепи

Если на участке цепи работают только потенциальные силы (Рисунок 1а), то закон Ома записывается в известном виде

. Если же в кругу вырисовывается еще и действие посторонних сил (Рисунок 2б), то закон Ома примет вид , откуда .
Это и есть закон Ома для каждого участка цепи.
Закон Ома можно распространить и на весь круг.
Объединив точки 2 и 1 (Рисунок 3в), преобразуем разница потенциалов в ноль, и взяв во внимание сопротивление источника тока, закон Ома примет вид . Это и есть выражение закона Ома Для полной цепи.
Последнее выражение можно представить в самых разных формах.
Как известно, напряжение на внешнем участке зависит от нагрузки, другими словами или , или .
В таких выражениях Ir — это падение напряжения в середине источника тока, и также видно, что напряжение U меньше ? на величину Ir . Причем, чем больше внешнее сопротивление если сравнивать с внутренним, тем больше U приближается к ?.
Рассмотрим два особенных случая, в отношении внешнего сопротивления цепи.

1) R = 0 — подобное явление именуют коротким замыканием. Тогда, из закона Ома имеем — , другими словами ток в цепи увеличивается до предела, а внешний регресс напряжения U > 0. При этом в источнике выделяется высокая мощность, что может привести к его поломки.

2) R = ? , другими словами электроцепь разорвана, тогда , а . Итак, в данном варианте, ЭДС численно равна напряжению на клеммах разомкнутого источника тока.

Закон Ома в дифференциальной форме

Закон Ома можно представить в подобном виде, чтобы он не был связан с размерами проводника. Отметим участок проводника ? l , на концах которой приложено потенциалы ? 1 и ? 2.
Когда средняя площадь сечения проводника ? S , а плотность тока j , то сила тока
Если ? l > 0, то взяв предел отношения, . Итак, целиком получаем , или в векторной форме — это выражение закона Ома в дифференциальной форме.
Этот закон выражает силу тока в произвольной точке проводника в зависимости от его параметров и электрического состояния.

Закон ома для электрического тока

Это уравнение собой представляет запись закона Ома для цепей электрического тока относительно их амплитудных значений. Ясно, что оно будет справедливым и для продуктивных значений силы и тока: .

Для цепей электрического тока возможен случай, когда , а это означает, что U L = U C . Потому как эти напряжения находятся в противофазе, то они восполняют друг друга. Подобные условия именуют резонансом стрессов. Отклик можно достигнуть или при ? = const , меняя С и L , либо же при постоянных С и L выбирают ?, которая именуется резонансным.
Как видно — .
Характерности резонанса стрессов такие:

  • полное сопротивление цепи небольшое, Z=R ;
  • амплитуда тока — самая большая ;
  • амплитуда значений приложенного напряжения равна амплитуде на активном сопротивлении;
  • напряжение и ток находятся в похожих фазах (? = 0);
  • мощность источника подается только активному сопротивлению, поэтому полезная мощность — самая большая.

Отклик токов получают при параллельном соединении индуктивности и емкости на рисунке слева. По первому закону Кирхгофа результирующий ток в определенный момент времени I = IL+IC.
Не обращая внимания на то, что суммы ІL и IC могут быть довольно большими, ток в главном круге станет равным нулю, а это означает сопротивление цепи станет самым большим.
Зависимость силы тока от частоты при разных активных сопротивлениях показана на рисунке с правой стороны.

Закон Ома в интегральной форме

С дифференциального закона Ома можно конкретно получить интегральный закон. Для этого умножим скалярно левую и правую части выражения на элементарную длину проводника (перемещение носителя тока), образовав соотношение

В (1) j*S n = И есть величина силы тока. Проинтегрируем (1) по участку круга L с точки 1 до точки 2
есть сопротивление проводника, а — удельное сопротивление.
Интеграл в правой части (2) считается напряжение U на концах участка
Целиком из (2) — (4) имеем выражение для закона Ома в интегральной форме
который он установил экспериментально.

Интерпретация закона Ома

Интенсивность тока, являющаяся действием приложенного напряжения, ведет себя пропорционально его напряжению. К примеру: если приложенное напряжение возрастает вдвое, оно также удваивает силу тока (интенсивность тока).

Не забывайте, что закон Ома удовлетворяется только частью материалов — по большей части металлами и керамическими материалами.

Когда закон Ома встречается и какие материалы соответствуют и не соответствуют закону Ома

Закон Ома считается экспериментальным законом, сделанным для отдельных материалов (к примеру, металлов) для фиксированных условий тока, в особенности температуры проводника.
Материалы, которые относятся к закону Ома, называются омическими направляющими или линейными проводниками.
Примерами проводников, которые соответствуют закону Ома, являются металлы (к примеру, медь, золото, железо), некоторые изделия из керамики и электролиты.
Материалы, не которые относятся к закону Ома, в которых сопротивление считается функцией интенсивности протекающего через них тока, называются нелинейными проводниками.
Примерами руководств, не относящиеся к закону Ома, являются полупроводники и газы.
Закон Ома не делается, когда изменяются параметры проводника, особенно температура.

Тимеркаев Борис — 68-летний врач физико-математических наук, профессор из России. Он считается заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Закон Ома обычными словами

Чтобы хоть мало-мальски разбираться в электрике, важно знать основополагающие законы. Один из них — закон Ома.
С него начинают изучение электрики и не напрасно. Он иллюстрирует зависимость показателей электрической цепи один от одного.

Как звучит закон Ома для участка цепи

Есть говорить об официальной формулировке, то закон Ома можно озвучить так:
Сила тока имеет прямую зависимость от напряжения и обратную от сопротивления.
Это утверждение правильно для участка цепи с каким-то некоторым и стабильным сопротивлением.
Формула этой зависимости на рисунке. Здесь I — это сила тока, U — напряжение, R — сопротивление.

Закон ома

  • Чем больше напряжение, тем больше ток.
  • Чем больше сопротивление, тем ток меньше.

Не просто вообразить для себя смысл этого выражения.
Ведь электричество нельзя увидеть. Мы только примерно знаем что это такое.
Попытаемся усвоить себе смысл этого закона с помощью аналогий.

Разбираемся Что такое ток и сопротивление

Начинаем с понятия электротока. Если быть немногословным, переменный ток касательно к металлам — это направленное движение электронов — отрицательно заряженных частиц.
Их в большинстве случаев представляют в виде маленьких кружочков. В спокойном состоянии они передвигаются хаотически, регулярно меняя собственное направление. При конкретных условиях — появлении разницы потенциалов — эти частицы начинают определенное движение в какую-то сторону.
Вот это движение и есть переменный ток.
Чтобы было понятнее, вполне уместно сравнить электроны с водой, разлитой на какой-то плоскости.
Пока поверхность недвижима, вода не двигается. Однако, как только возник Наклон (появилась разница потенциалов), вода пришла в движение.
С электронами приблизительно также.

Закон ома

Приблизительно так можно представить себе переменный ток

Теперь нужно понять, Что такое сопротивление и почему с силой тока у них обратная связь: чем выше сопротивление, тем меньше ток. Как известно, электроны двигаются по проводнику.
В большинстве случаев это железные провода, так как металлы обладают хорошей способностью проводить переменный ток. Мы знаем, что металл имеет плотную кристаллическую решётку: много частиц, которые размещены недалеко и между собой связаны. Электроны, пробираясь между атомами металла, на них наталкиваются, что осложняет их движение.
Это помогает проиллюстрировать сопротивление, которое оказывает проводник. Вот теперь становится понятно, почему, чем выше сопротивление, тем меньше сила тока — чем больше частиц, тем электронам труднее одолевать путь, выполняют они это очень медленно. С этим, вроде, разобрались.

Если вы хотите проверить эту зависимость эксперементальным путем, поищите переменный резистор, соедините постепенно резистор — амперметр — источник тока (батарейка). Еще неплохо бы в цепь вставить выключатель — обыкновенный тумблер.

Закон ома

Цепь для контроля зависимости силы тока от сопротивления
Крутя ручку резистора вы изменяете сопротивление.
При этом показания на амперметре, который меряет силу тока, тоже меняются. Причем чем больше сопротивление, тем меньше отклоняется стрелка — меньше ток. Чем сопротивление меньше — тем сильнее отклоняется стрелка — ток больше.

Взамен стрелочного прибора можно применить цифровой мультиметр в режиме измерения постоянного тока. В данном варианте отслеживаются показания на жидкокристаллическом цифровом табло.
Зависимость тока от сопротивления практически линейная, другими словами на графике отражается практически прямой линией.
Почему практически — про это нужно говорить отдельно, однако это иная история.

Говорим о напряжении

Не менее нужно усвоить Что такое напряжение. Давайте сразу начинаем с аналогичности и опять применяем воду.
Пускай в воронке находится вода. Она просачивается через узкое горлышко, которое создаёт сопротивление. Если представить, что на воду уложили груз, движение воды ускорится.
Этот груз — и есть напряжение. И теперь тоже ясно, почему чем напряжение больше, тем сильнее ток — чем сильнее давление, тем быстрее будет двигаться вода. Другими словами, зависимость прямая: больше напряжение — больше ток.
И конкретно это положение отражает закон Ома — «давление» стоит в числителе (сверху дроби).
Можно попробовать представить напряжение по-иному. Есть все те же электроны, которые скопились на одном краю источника питания.
На втором краю их мало. Так как любой из электронов имеет какой-то заряд, там, где их много, суммарный заряд больше, где мало — меньше.
Разница между зарядами и есть напряжение. Это тоже очень просто представить. С точки зрения электричества — это более корректное представление, хотя и не точное.

На тему закона Ома существует очень много забавных картинок, разрешающих чуть лучше понять эти все явления. Одна из них перед вами и иллюстрирует, как ток зависит от напряжения и сопротивления. Смотрите что выходит: сопротивление пытается сделать меньше ток (обратная зависимость), а с ростом напряжения он возрастает (прямая зависимость).
Это и есть закон Ома, но переданный обычными словами.

Закон ома

Благодаря картинке просто понять зависимость тока от напряжения и сопротивления
Если у вас есть желание удостовериться и в данной зависимости, тоже нужно создать простенькую цепь.
Но необходим будет либо регулируемый источник питания, либо несколько батареек, которые предоставляют различное напряжение. Или можно постепенно включать несколько батареек — тоже вариант. Но менять/подпаивать батарейки нужно при разорванной цепи (выключенном тумблере).

В данной схеме применяются два измерительных прибора: амперметр включается постепенно с нагрузкой (резистор на схеме ниже), вольтметр параллельно нагрузке.

Закон ома

Схема для иллюстрации закона Ома
Так как иные параметры цепи остаются в норме, при увеличении напряжения мы увидим увеличение силы тока. Чем больше напряжение подаем, тем больше отклоняются стрелки вольтметра и амперметра.
Если задаться целью построить график, он будет в виде прямой. Если поставить другое сопротивление, график тоже будет в виде прямой, но наклонный угол ее изменится.

Что изменится Для полной цепи

В ситуациях выше рассмотрен только некоторый участок цепи, который обладает каким-то фиксированным сопротивлением. Мы предполагаем, что при конкретных условиях электроны начнут движение. Причина такого движения — тот самый груз на картинке.
В настоящих условиях это — источник тока. Это может быть батарейка, генератор постоянного тока, подключенный шнур трансформатора и т.д.
При подключении источника питания к проводнику в нем начинает протекать ток. Это мы тоже знаем и смотрим, когда включаем лампу в сеть, ставим заряжаться мобильник и т.д.

Закон ома

Полная цепь в себя включает источник питания
Участок цепи имеет какое-то сопротивление.
Это ясно. Но источник питания тоже имеет сопротивление.
Его в большинстве случаев обозначают немного буквой r. Так как ток бежит по кругу, ему приходится одолевать сопротивление провода и сопротивление источника тока. Вот это суммарное сопротивление цепи и источника питания — именуют импеданс. Говорят еще что это системное сопротивление.
В формуле Ома Для полной цепи его отображают с помощью суммы. В знаменателе стоит сумма сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника тока (R + r).
Всем, наверняка, ясно, что конкретно источник тока создаёт необходимые условия для движения электронов.
Все за счет того, что он обладает ЭДС — электродвижущей силой. Эта величина отмечается в большинстве случаев E. Чем больше эта сила, тем больше ток. Это тоже, вроде, ясно.
Благодаря этому обозначение ЭДС — латинскую букву E — ставят в числитель. Подобным образом, формулировка закона Ома Для полной цепи звучит так:

Сила тока полностью пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника тока.
Вроде не очень тяжело, но вполне можно попробовать еще легче:

  • Чем выше ЭДС источника тока, тем больше ток.
  • Чем больше суммарное сопротивление, тем ток меньше.

Как найти сопротивление, напряжение

Зная формулу закона Ома для участка цепи, мы можем проссчитать напряжение и сопротивление. Напряжение находится как творение силы тока и сопротивления.

Закон ома

Формула напряжения и сопротивления согласно законодательству Ома
Сопротивление можно отыскать, разделив напряжение на ток. Все на самом деле очень просто.
Если мы знаем, что к участку цепи было проложено некое напряжение и знаем какой при этом был ток, мы можем проссчитать сопротивление. Для этого напряжение делим на ток.
Приобретаем как раз величину сопротивления этого куска цепи.
С другой стороны, если мы знаем сопротивление и силу тока, какая обязана быть, мы сможем проссчитать напряжение.
Нужно только лишь перемножить силу тока и сопротивление. Это даст напряжение, которое следует подать на данный участок цепи дабы получить требуемый ток.

Параллельное и методичное соединение

В электрике детали соединяются либо постепенно — друг за другом, либо параллельно — это когда к одной точке подключены несколько входов, к другой — выходы от тех же элементов.

Закон ома

Закон Ома для параллельного и последовательного соединения

Методичное соединение

Как работает закон Ома для данных случаев? При последовательном соединении сила тока, протекающая через цепочку элементов, будет одной и той же.
Напряжение участка цепи с постепенно подключенными элементами считается как сумма стрессов на каждом участке. Как можно это объяснить?
Протекание тока через компонент — это перенос части заряда с одной его части в иную. Другими словами, это конкретная работа.
Величина данной работы и есть напряжение. Это физический смысл напряжения.
Если с этим ясно, двигаемся дальше.

Закон ома

Методичное соединение и параметры данного участка цепи
При последовательном соединении приходится переносить заряд попеременно через любой компонент. И на каждом элементе это конкретный «объем» работы.
А чтобы найти рабочий объем на всем участке цепи, нужно работу на каждом элементе сложить. Вот и выходит, что общее напряжение — это сумма стрессов на каждом из элементов.
Точно также — с помощью сложения — находится и общее сопротивление участка цепи.
Как можно это представить себе? Ток, протекая по цепочке элементов, постепенно преодолевает все сопротивления.
Одно за иным. Другими словами чтобы найти сопротивление, которое он преодолел, нужно сопротивления сложить. Приблизительно так.
Математический вывод более сложен, а так понять механизм действия этого закона легче.

Параллельное соединение

Параллельное соединение — это когда начала проводников/элементов сходятся в одной точке, а в другой — соединены их концы. Попытаемся объяснить законы, которые справедливы для соединений данного типа. Начинаем с тока.
Ток какой-то величины подается в точку соединения элементов. Он делится, протекая по всем проводникам.
Отсюда делаем вывод, что общий ток на участке равён сумме тока на каждом из элементов: I = I1 + I2 + I3.
Теперь относительно напряжения. Если напряжение — это работа по перемещению заряда, тоо работа, которая нужна на перемещение одного заряда будет одинакова на любом элементе.
Другими словами, напряжение на каждом параллельно подключенном элементе будет одинаковым. U = U1=U2=U3. Не так радужно и воочию, как в случае с разъяснением закона Ома для участка цепи, но можно понять.

Закон ома

Законы для параллельного соединения
Для сопротивления все не так просто.
Давайте введем понятие проводимости. Это характеристика, которая показывает насколько легко или тяжело заряду проходить по этому проводнику. Ясно, что чем меньше сопротивление, тем легче току будет проходить.
Благодаря этому проводимость — G — вычисляется как величина обратная сопротивлению. В формуле это выглядит так: G = 1/R.
Для чего мы утверждали о проводимости?
Так как общая проводимость участка с параллельным соединением элементов равна сумме проводимости для любого из участков. G = G1 + G2 + G3 — понять очень просто. Насколько легко току будет одолеть этот узел из параллельных элементов, зависит от проводимости любого из элементов.
Вот и выходит, что их нужно класть.
Теперь можем перейти к сопротивлению.
Так как проводимость — обратная к сопротивлению величина, можем получить очередную формулу: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3.

Что нам даёт параллельное и методичное соединение?

Теоретические знания — это хорошо, но как их применить в действительности? Параллельно и постепенно могут соединяться детали разного типа. Но мы разглядывали только очень простые формулы, описывающие линейные детали.
Линейные детали — это сопротивления, которые называют еще «резисторы». Итак, вот как можно применить полученные знания:

  • Если в наличии нет резистора большого номинала, однако существует несколько более «очень маленьких», необходимое сопротивление можно получить объединив постепенно несколько резисторов. Как можно заметить, это практичный прием.
  • Для увеличения срока жизни батареек, их можно объединять параллельно. Напряжение при этом, по закону Ома, остается прежним (можно удостовериться, померяв напряжение мультиметром). А «жизненный период» сдвоенного элемента питания будет намного больше, чем у 2-ух элементов, которые сменят друг друга. Только стоит обратить внимание: параллельно объединять можно лишь источники питания с одинаковым потенциалом. Другими словами, севшую и новую батарейки объединять нельзя. Если все же объединить, та батарейка которая имеет больший заряд, будет стремиться зарядить менее заряженную. В результате общий их заряд упадет до невысокого значения.
Закон ома

Использование на практике закона Ома: можно создавать источники питания с необходимым напряжением и силой тока

В общем, это наиболее популярные варианты применения таких соединений.