Силата на тока в даден участък от веригата е право пропорционална на напрежението и обратно пропорционална на електрическото съпротивление на даден участък от веригата.

Законът на Ом се записва така:

Където: I - ток (A), U - напрежение (V), R - съпротивление (Ohm).

Трябва да се има предвид, че Законът на Ом е фундаментален(основен) и може да се приложи към всяка физическа система, в която има потоци от частици или полета, които преодоляват съпротивление. Може да се използва за изчисляване на хидравлични, пневматични, магнитни, електрически, светлинни и топлинни потоци.

Законът на Ом определя връзката между три основни величини: ток, напрежение и съпротивление. Той заявява, че токът е право пропорционален на напрежението и обратно пропорционален на съпротивлението.

Токът тече от точка с излишък на електрони към точка с недостиг на електрони. Пътят, следван от тока, се нарича електрическа верига. Всички електрически вериги се състоят от източник на ток, товариИ проводници. Източникът на ток осигурява потенциалната разлика, което позволява протичане на ток. Източникът на захранване може да бъде батерия, генератор или друго устройство. Товарът се съпротивлява на протичането на ток. Това съпротивление може да бъде високо или ниско, в зависимост от предназначението на веригата. Токът във верига протича през проводници от източника до товара. Проводникът трябва лесно да отдава електрони. Повечето проводници използват мед.

Пътят на електрическия ток към товара може да премине през три типа вериги: последователна верига, паралелна верига или последователно-паралелна верига на входящия електронен ток електрическа веригапротича от отрицателния извод на източника на ток през товара към положителния извод на източника на ток.

Докато този път не е прекъснат, веригата е затворена и тече ток.

Въпреки това, ако пътят е прекъснат, веригата ще се отвори и токът няма да може да тече през нея.

Токът в електрическа верига може да се промени чрез промяна на приложеното напрежение или съпротивлението на веригата. Токът се променя в същите пропорции като напрежението или съпротивлението. Ако напрежението се увеличи, токът също се увеличава. Ако напрежението намалее, токът също намалява. От друга страна, ако съпротивлението се увеличи, токът намалява. Ако съпротивлението намалее, токът се увеличава. Тази връзка между напрежение, ток и съпротивление се нарича закон на Ом.

Законът на Ом гласи, че токът във верига (последователна, паралелна или последователно-успоредна) е право пропорционален на напрежението и обратно пропорционален на съпротивлението

Когато определяте неизвестни количества във верига, следвайте следните правила:

1. Начертайте електрическа схема и маркирайте всички известни количества.
2. Извършете изчисления за еквивалентни вериги и преначертайте веригата.
3. Изчислете неизвестните величини.

Запомнете: Законът на Ом е валиден за всяка част от веригата и може да се прилага по всяко време. Същият ток протича през последователна верига и същото напрежение се прилага към всеки клон на паралелна верига.

История на закона на Ом

Георг Ом, провеждайки експерименти с проводник, установи, че силата на тока в проводника е пропорционална на напрежението, приложено към неговите краища. Коефициентът на пропорционалност се нарича електрическа проводимост, а стойността обикновено се нарича електрическо съпротивление на проводника. Законът на Ом е открит през 1826 г.

По-долу има анимации на вериги, илюстриращи закона на Ом. Обърнете внимание, че (на първата снимка) амперметърът (A) е идеален и има нулево съпротивление.

Тази анимация показва как се променя токът във верига, когато се променя приложеното напрежение.

Следващата анимация показва как токът във веригата се променя при промяна на съпротивлението.

За един електротехник и електронен инженер един от основните закони е законът на Ом. Всеки ден работата поставя нови предизвикателства пред специалиста и често се налага избор на заместител на изгорял резистор или група елементи. Електротехникът често трябва да сменя кабелите; за да изберете правилния, трябва да „оцените“ тока в товара, така че трябва да използвате най-простия физични законии съотношения в ежедневието. Значението на закона на Ом в електротехниката е колосално, между другото, повечето дипломни работи по електротехническите специалности се изчисляват на 70-90% по една формула.

Исторически фон

Годината, в която е открит законът на Ом, е 1826 г. от немския учен Георг Ом. Той емпирично определи и описа закона за връзката между тока, напрежението и вида на проводника. По-късно се оказа, че третият компонент не е нищо повече от съпротива. Впоследствие този закон е кръстен на откривателя, но въпросът не се ограничава до закона; той е кръстен на неговото фамилно име физическо количество, като почит към творчеството му.

Количеството, в което се измерва съпротивлението, е кръстено на Георг Ом. Например резисторите имат две основни характеристики: мощност във ватове и съпротивление - мерна единица в омове, килооми, мегаоми и т.н.

Закон на Ом за участък от верига

За да опишете електрическа верига, която не съдържа ЕМП, можете да използвате закона на Ом за част от веригата. Това е най проста формазаписи. Изглежда така:

Където I е токът, измерен в ампери, U е напрежението във волтове, R е съпротивлението в ома.

Тази формула ни казва, че токът е право пропорционален на напрежението и обратно пропорционален на съпротивлението - това е точната формулировка на закона на Ом. Физическото значение на тази формула е да опише зависимостта на тока през участък от веригата с известно съпротивление и напрежение.

внимание!Тази формула е валидна за DC, За ACима малки разлики, ще се върнем към това по-късно.

В допълнение към връзката между електрическите величини, тази форма ни казва, че графиката на тока спрямо напрежението в съпротивлението е линейна и функционалното уравнение е изпълнено:

f(x) = ky или f(u) = IR или f(u)=(1/R)*I

Законът на Ом за участък от верига се използва за изчисляване на съпротивлението на резистор в участък от верига или за определяне на тока през него при известно напрежение и съпротивление. Например, имаме резистор R със съпротивление от 6 ома, към клемите му се прилага напрежение от 12 V. Трябва да разберем колко ток ще тече през него. Нека изчислим:

I=12 V/6 Ohm=2 A

Идеалният проводник няма съпротивление, но поради структурата на молекулите на веществото, от което се състои, всяко проводящо тяло има съпротивление. Например това беше причината за прехода от алуминиеви проводницикъм мед в домашните електрически мрежи. Съпротивлението на медта (ома на 1 метър дължина) е по-малко от това на алуминия. Съотв медни проводнициТе се нагряват по-малко, издържат на големи токове, което означава, че можете да използвате проводник с по-малко напречно сечение.

Друг пример са спиралите отоплителни уредии резисторите имат високо специфично съпротивление, т.к са направени от различни метали с високо съпротивление, като нихром, кантал и др. Когато носителите на заряд се движат през проводник, те се сблъскват с частици в кристалната решетка, в резултат на което се освобождава енергия под формата на топлина и проводникът загрява се. Колкото по-голям е токът, толкова повече сблъсъци, толкова по-голямо е нагряването.

За да се намали нагряването, проводникът трябва или да бъде скъсен, или неговата дебелина (площ напречно сечение). Тази информация може да бъде записана като формула:

R проводник =ρ(L/S)

където ρ – съпротивлениев Ohm*mm 2 /m, L – дължина в m, S – площ на напречното сечение.

Закон на Ом за паралелни и последователни вериги

В зависимост от вида на връзката се наблюдават различни модели на протичане на ток и разпределение на напрежението. За участък от верига, свързващ последователно елементи, напрежението, токът и съпротивлението се намират по формулата:

Това означава, че същият ток протича във верига от произволен брой последователно свързани елементи. В този случай напрежението, приложено към всички елементи (сумата от падовете на напрежението), е равно на изходното напрежение на източника на захранване. Всеки отделен елемент има собствено подадено напрежение и зависи от силата на тока и съпротивлението на конкретния:

U el =I*R елемент

Съпротивлението на участък от веригата за паралелно свързани елементи се изчислява по формулата:

1/R=1/R1+1/R2

За смесена връзка трябва да намалите веригата до еквивалентна форма. Например, ако един резистор е свързан към два паралелно свързани резистора, тогава първо изчислете съпротивлението на паралелно свързаните. Ще получите общото съпротивление на два резистора и всичко, което трябва да направите, е да го добавите към третия, който е свързан последователно с тях.

Закон на Ом за пълна верига

Пълната верига изисква източник на захранване. Идеален източник на енергия е устройство, което има единствената характеристика:

• напрежение, ако е източник на ЕМП;
• сила на тока, ако е източник на ток;

Такъв източник на енергия е в състояние да достави всякаква мощност с непроменени изходни параметри. В истински източник на енергия има и такива параметри като мощност и вътрешно съпротивление. По същество вътрешното съпротивление е въображаем резистор, инсталиран последователно с източника на ЕМП.

Формула на закона на Ом за пълна веригаизглежда подобно, но добавя вътрешно IP съпротивление. За пълна верига се записва по формулата:

I=ε/(R+r)

Където ε е EMF във волтове, R е съпротивлението на натоварване, r е вътрешното съпротивление на източника на енергия.

На практика вътрешното съпротивление е части от ома, а за галваничните източници се увеличава значително. Наблюдавали сте това, когато две батерии (нова и изтощена) имат еднакво напрежение, но едната произвежда необходимия ток и работи правилно, а втората не работи, защото... провисва при най-малко натоварване.

Законът на Ом в диференциална и интегрална форма

За хомогенен участък от веригата горните формули са валидни; за нееднороден проводник е необходимо да се раздели на най-късите сегменти, така че промените в неговите размери да бъдат сведени до минимум в този сегмент. Това се нарича закон на Ом в диференциална форма.

С други думи: плътността на тока е право пропорционална на напрежението и проводимостта за безкрайно малък участък от проводника.

В интегрална форма:

Закон на Ом за променлив ток

При изчисляване на AC вериги, вместо концепцията за съпротивление, се въвежда концепцията за „импеданс“. Импедансът се обозначава с буквата Z, включва активно съпротивление на натоварване R a и реактивно съпротивление X (или R r). Това се дължи на формата на синусоидалния ток (и токовете на всякакви други форми) и параметрите на индуктивните елементи, както и на законите на комутацията:

1. Токът във верига с индуктивност не може да се промени моментално.
2. Напрежението във верига с кондензатор не може да се промени моментално.

Така токът започва да изостава или води напрежението, а общата мощност се разделя на активна и реактивна.

X L и X C са реактивните компоненти на товара.

В тази връзка се въвежда стойността cosФ:

Тук – Q – реактивна мощност, дължаща се на променлив ток и индуктивно-капацитивни компоненти, P – активна мощност (разпределена по активни компоненти), S – привидна мощност, cosФ – фактор на мощността.

Може би сте забелязали, че формулата и нейното представяне се припокриват с Питагоровата теорема. Това наистина е така и ъгълът Ф зависи от това колко е голяма реактивната съставка на товара - колкото е по-голяма, толкова е по-голяма. На практика това води до факта, че реално протичащият ток в мрежата е по-голям от отчетения от битовия измервателен уред, докато предприятията плащат пълна мощност.

В този случай съпротивлението се представя в сложна форма:

Тук j е имагинерната единица, която е характерна за сложната форма на уравненията. По-рядко се обозначава като i, но в електротехниката се обозначава и ефективната стойност на променливия ток, следователно, за да не се бърка, е по-добре да се използва j.

Въображаемата единица е равна на √-1. Логично е, че няма такова число, когато се повдигне на квадрат, което да доведе до отрицателен резултат от „-1“.

Как да запомните закона на Ом

За да запомните закона на Ом, можете да запомните формулировката с прости думитип:

Колкото по-голямо е напрежението, толкова по-голям е токът; колкото по-голямо е съпротивлението, толкова по-малък е токът.

Или използвайте мнемонични картини и правила. Първият е представянето на закона на Ом под формата на пирамида – кратко и ясно.

Мнемоничното правило е опростена форма на концепция за просто и лесно разбиране и изучаване. Може да бъде както в словесна, така и в графична форма. За да намерите правилната формула правилно, затворете я с пръст необходимата стойности получете отговора под формата на произведение или частно. Ето как работи:

Второто е карикатурно изображение. Тук е показано: колкото повече Ом се опитва, толкова по-трудно е за Ампер да премине, и колкото повече волтове, толкова по-лесно е за Ампер да премине.

Законът на Ом е един от основните в електротехниката; без неговото познаване повечето изчисления са невъзможни. И в ежедневната работа често е необходимо да се преобразува или определя токът чрез съпротивление. Изобщо не е необходимо да се разбира нейното извеждане и произхода на всички количества - но крайните формули трябва да бъдат усвоени. В заключение бих искал да отбележа, че сред електротехниците има стара шега: „Ако не познаваш Ом, остани си вкъщи.“И ако във всяка шега има зрънце истина, то тук това зрънце истина е 100%. Разгледайте теоретични основи, ако искате да станете професионалист на практика, а други статии от нашия сайт ще ви помогнат в това.

харесвам( 0 ) не ми харесва( 0 )

За част от верига това е може би най-приложимият закон в електрониката и електротехниката. Зад сложността на неговата формула се крие простотата и елегантността на приложението му.

Формулира се по следния начин: количеството ток в даден участък от веригата е право пропорционално на напрежението, приложено към този участък, и обратно пропорционално на неговото съпротивление:

Много е лесно да запомните тази формула, но ако все още не се получава, направете върху картон триъгълник като този на снимката в началото на статията. Това е магическият триъгълник на закона на Ом - просто затворете стойността, която трябва да се намери, и останалата част от триъгълника ще покаже формулата за намирането й.

например знаем работното напрежение на електрическа крушка и нейния работен ток (на крушките на фенерчето те са посочени директно на основата). Какво е съпротивлението на нажежаемата жичка на тази крушка? Всичко е много просто, затваряме съпротивлението в триъгълника и виждаме, че остава напрежението, разделено на тока.

Сега нека разберем какво означават всички тези трудни думи в определението.

И така, две интересни трудни за произнасяне думи или по-скоро фрази: правопропорционални и обратно пропорционални.

Какво означава „големината на тока е право пропорционална на напрежението“? Това означава, че когато напрежението в дадена секция от веригата се увеличава, токът в тази секция също се увеличава. Тоест, колкото по-голямо е напрежението, толкова по-голям е токът. Всичко това е вярно за част от веригата със същото напрежение.

Що се отнася до „обратно пропорционално на неговата устойчивост“, обратното е вярно. Колкото по-голямо е съпротивлението на даден участък от веригата, толкова по-малко ток ще тече през него. Това е вярно, ако същото съпротивление се приложи към тази секция.

Нека да разгледаме приложението на този закон към прост пример. Да вземем обикновен фенер с лампа с нажежаема жичка, в която са поставени три „кръгли“ батерии. Диаграмата на такова фенерче ще изглежда така.

В тази схема GB1 - GB3 са три батерии, S1 е превключвател, HL1 е електрическа крушка.

Така, както той ни казва Закон на Ом:количеството ток в даден участък от веригата е право пропорционално на напрежението, приложено към този участък, и обратно пропорционално на неговото съпротивление. Нека вземем за разглеждане част от веригата, състояща се от електрическа крушка.

Сега един прост въпрос: какво определя яркостта на електрическата крушка? Точно така - от силата на тока, преминаващ през нишката на тази крушка. Тоест, можем да използваме яркостта на електрическата крушка като индикатор за силата на тока във веригата на фенерчето.

И наистина, какво ще се случи с блясъка на електрическата крушка, ако извадим една батерия и вместо нея поставим джъмпер?

Всяка електрическа верига задължително съдържа източник електрическа енергияи нейния наследник.

Като пример, помислете за проста електрическа верига, състояща се от батерия и крушка с нажежаема жичка. Батерията е източник на електрическа енергия, електрическата крушка е нейният приемник. Има потенциална разлика (+ и -) между полюсите на източника на електричество; когато веригата е затворена, процесът на нейното изравняване започва под въздействието на електродвижеща сила, съкратено EMF. Тече през веригатаелектрически ток

, извършване на работа - нагрява спиралата на крушка, спиралата започва да свети.
По този начин електрическата енергия се преобразува в топлинна енергия и светлинна енергия. Електрическият ток (J) е подреденото движение на заредени частици, вв този случай
- електрони.

Електроните имат отрицателен заряд и следователно тяхното движение е насочено към положителния (+) полюс на източника на енергия.

В този случай винаги се образува електромагнитно поле, което се разпространява от (+) към (-) източник (към движението на електрони) през електрическа верига със скоростта на светлината. Традиционно се смята, че електрическият ток (J) се движи от положителния (+) полюс към отрицателния (-) полюс.Подреденото движение на електрони през кристалната решетка на вещество, което е проводник, не преминава безпрепятствено. Електроните взаимодействат с атомите на дадено вещество, като го карат да се нагрява.

По този начин веществото има съпротива(R) електрически ток, протичащ през него. И колкото по-голяма е стойността на съпротивлението при същата стойност на тока, толкова по-силно е нагряването.Електрическото съпротивление е величина, характеризираща съпротивлението на електрическа верига (или нейна секция) срещу електрически ток, измерено в И колкото по-голяма е стойността на съпротивлението при същата стойност на тока, толкова по-силно е нагряването.Омаха Традиционно се смята, че електрическият ток (J) се движи от положителния (+) полюс към отрицателния (-) полюс.. Електрическинапрежение

Мощност.

Разберете силата на тока.
Разберете напрежението.
В колоната "Мощност" съответно въведете стойността на мощността във ватове 2200 (2,2 kW) Натиснете бутона "Разберете текущата сила" - получаваме резултата в ампери - 10. Ако след това натиснете бутона "Съпротивление", вие можете също да разберете електрическото съпротивление на нашата кана, по време на нейната работа - 22 ома.

Използвайки калкулатора по-горе, можете лесно да изчислите обща стойност на съпротивлениетоза два паралелно свързани резистора.

Вторият закон на Кирхоф гласи: в затворена електрическа верига алгебричната сума на ЕДС е равна на алгебрична сумаспадове на напрежението в отделни участъци от веригата. Съгласно този закон, за веригата, показана на фигурата по-долу, можем да напишем:

R rev =R 1 +R 2

Тоест, когато серийна връзкаелементи на веригата, общото съпротивление на веригата е равно на сумата от съпротивленията на нейните съставни елементи, а напрежението се разпределя между тях, пропорционално на съпротивлението на всеки.
Например в Новогодишен гирляндсъстоящ се от 100 малки еднакви електрически крушки, всяка от които е предназначена за напрежение от 2,5 волта, свързани към мрежа от 220 волта, всяка крушка ще има 220/100 = 2,2 волта.
И, разбира се, в тази ситуация тя ще работи щастливо досега.

AC.

Променливият ток, за разлика от постоянния ток, няма постоянна посока. Например в обикновеното битово електричество. мрежи 220 волта 50 херца, плюс и минус сменят местата си 50 пъти в секунда. Законите на Ом и Кирхоф за DC вериги, ток са приложими и за вериги с променлив ток, но само за електрически приемници с активенсъпротивление в чист вид, т.е. като различни нагревателни елементии крушки с нажежаема жичка.

Освен това всички изчисления се правят с валиденстойности на тока и напрежението. Ефективната стойност на силата на променливия ток е числено равна на термично еквивалентната сила на постоянен ток. Ефективна стойност Jпроменлива = 0,707*Jконстанта Ефективна стойност Uпроменлива = 0,707*Uконстанта Например в нашата домашна мрежаток Стойност на AC напрежение - 220 волта, и неговата максимална (амплитудна) стойност =

220*(1 / 0,707) = 310 волта.

Ролята на законите на Ом и Кирхоф в ежедневието на електротехника. Извършвайки своята трудова дейност, електротехникът (абсолютно всеки) ежедневно се сблъсква с последствията от тези фундаментални закони и правила, може да се каже, че живее в тяхната реалност. Използва ли придобитите с много трудности теоретични знания в различни, да изпълнява ежедневни работни задължения?
По правило - не! Най-често е просто - просто, при липса на нужда - да го направите.

Защото ежедневната работа на нормален електротехник изобщо не се състои от умствени изчисления, а напротив, от ясни, точни физически действия, усъвършенствани през годините. Това не означава, че изобщо не трябва да мислите.

Точно обратното – все пак последствията от необмислените действия в тази професия понякога са много скъпи.

Понякога сред електротехниците има любители дизайнери, но най-често те са новатори. Тези хора от време на време използват за добро теоретичните знания, които имат, разработвайки и конструирайки различни устройства, както за лични цели, така и в полза на родното производство. Без познаване на законите на Ом и Кирхоф изчисленията на електрическите вериги, съставляващи веригата на бъдещото устройство, са напълно невъзможни.