Закон ома в каком классе проходят – В каком классе изучают закон Ома и для чего?

1. Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка электрической цепи

Соберём электрическую цепь, состоящую из источника тока (который позволяет плавно менять напряжение), амперметра, спирали из никелиновой проволоки (проводника), ключа и параллельно присоединённого к спирали вольтметра (схема этой цепи показана рядом, прямоугольником условно обозначен проводник).

 

 

Замкнём цепь и отметим показания приборов. Затем при помощи источника тока плавно изменим напряжение (лучше всего увеличить его вдвое). Напряжение на спирали при этом тоже увеличится вдвое, и амперметр покажет вдвое большую силу тока. Увеличивая напряжение в \(3\) раза, напряжение на спирали увеличивается втрое, во столько же раз увеличивается сила тока.
Таким образом, опыт показывает, что во сколько раз увеличивается напряжение, приложенное к одному и тому же проводнику, во столько же раз увеличивается сила тока в нём. Другими словами:

 

Обрати внимание!

Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.

Эту зависимость можно изобразить графически. Её называют зависимостью силы тока в проводнике от напряжения между концами этого проводника.

 

 

Включая в электрическую цепь источника тока различные проводники и амперметр, можно заметить, что при разных проводниках показания амперметра различны, т.е. сила тока в данной цепи различна.

 

 

Графики тоже будут отличаться.

 

 

Вольтметр, поочерёдно подключаемый к концам этих проводников, показывает одинаковое напряжение. Значит, сила тока в цепи зависит не только от напряжения, но и от свойств проводников, включённых в цепь. Зависимость силы тока от свойств проводника объясняется тем, что разные проводники обладают различным электрическим сопротивлением.

 

Обрати внимание!

Электрическое сопротивление — физическая величина. Обозначается оно буквой R.

За единицу сопротивления принимают \(1\) ом — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах \(1\)

вольт сила тока равна \(1\) амперу.

Кратко это записывают так: 1 Ом =1 В1 А.Применяют и другие единицы сопротивления: миллиом (мОм), килоом (кОм), мегаом (МОм).

 

\(1\) мОм = \(0,001\) Ом;

\(1\) кОм = \(1000\) Ом;

\(1\) МОм = \(1 000 000\) Ом.

 

Причина сопротивления заключается в следующем: электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решётки металла. При этом замедляется упорядоченное движение электронов, и сквозь поперечное сечение проводника проходит за \(1\) с меньшее их число. Соответственно, уменьшается и переносимый электронами за \(1\) с заряд, т.е. уменьшается сила тока. Таким образом, каждый проводник как бы противодействует электрическому току, оказывает ему сопротивление. Итак:

 

Обрати внимание!

Причиной сопротивления является взаимодействие движущихся электронов с ионами кристаллической решётки.

Чтобы ответить на вопрос, как зависит сила тока в цепи от сопротивления, обратимся к опыту.

 

 

На рисунке изображена электрическая цепь, источником тока в которой является аккумулятор. В эту цепь по очереди включают проводники, обладающие различным сопротивлением. Напряжение на концах проводника во время опыта поддерживается постоянным. За этим следят по показаниям вольтметра. Силу тока в цепи измеряют амперметром. Ниже приведены результаты опытов с тремя различными проводниками.

 

Напряжение на концах проводника, В	Сопротивление проводника, Ом	Сила тока в цепи, А
\(2\)	\(1\)	\(2\)
\(2\)	\(2\)	\(1\)
\(2\)	\(4\)	\(0,5\)

Обобщая результаты опытов, приходим к выводу, что:

 

Обрати внимание!

Сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка называется законом Ома — по имени немецкого учёного Георга Ома, открывшего этот закон в \(1827\) году.
Закон Ома читается так:

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

И записывается так:

 

I=UR,

 

где \(I\) — сила тока в участке цепи, \(U\) — напряжение на этом участке, \(R\) — сопротивление участка.

Зависимость силы тока от сопротивления проводника при одном и том же напряжении на его концах может быть показана графически:

 

 

 

Найти сопротивление экспериментально можно несколькими способами:

 

 

Где  — обозначение омметра в цепи (или мультиметра в режиме измерения сопротивления).

Источники:

Пёрышкин А.В. Физика, 8 класс// ДРОФА, 2013.

http://xn--h2adlho.xn--g1ababalj7azb.xn--p1ai/375/

http://radiolove.ucoz.com/index/ne_znaesh_zakona_oma_sidi_doma/0-8

www.yaklass.ru

Закон Ома. Физика. 8 класс. Разработка урока

Тип урока: изучение нового материала.

Цели:

• образовательные: установить зависимость между силой тока, напряжением на однородном участке электрической цепи и сопротивлением этого участка, сформулировать закон Ома для участка цепи, научиться применять его при решении задач;
• развивающие: развивать умения сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов; продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач.
• воспитательные: воспитывать чувство уважения к товарищу при работе в группах, учащиеся должны убедиться в том, что: законы физики являются отражением тех связей, которые существуют в природе.

Задачи (шаги, с помощью которых достигаются цели урока):

• усвоить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется;
• усвоить, что сила в участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению, если при этом напряжение остается постоянным;
• знать закон Ома для участка цепи;
• уметь определять силу тока; напряжения по графику зависимости между этими величинами и по нему же – сопротивление проводника;
• уметь наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты демонстрационного эксперимента;
• уметь применять закон Ома для участка цепи при решении задач;
• отрабатывать навыки проверки размерности;
• отрабатывать навыки соотношения полученных результатов с реальными значениями величин.

Использованные источники (книги с указанием автора, названия, издательства, года издания; ссылки на сайты, с которых была взята информация для урока):

1. Физика, 8 класс, А. В. Перышкин, М., Дрофа, 2013
2. Физика – юным, М.: Просвещение, 1980
3. http://copypast.ru/2009/02/05/forfriend-1-soljonyjj_ogurec__nashe_vsjo.html
4. http://images.yandex.ru/yandsearch?text=фото соленых помидор&rpt=simage&p=4&img_url=www.good-cook.ru%2Fi%2Fbig%2F8%2F1%2F813c28ab0918ad33343e242488168abd.jpg&
5. http://images.yandex.ru/yandsearch?text=фото%20батарейки8&stype=image&noreask=1&lr=37

Ход урока

1. Актуализация знаний. (Сценка)

1 ученик: «Ура, свобода! Семь уроков закончилось. Пойдем домой»

2 ученик: «Вы сейчас дома что будете делать?»

3 ученик: « Я сяду за компьютер, пока родители не пришли с работы. А то они твердят одно и то же: «Ты уроки делал? На носу экзамены? Как будто мне больше нечем заняться»

1 ученик: «А я обед разогрею в микроволновке. Кушать хочется»

2 ученик: «А я телек посмотрю, а то что – то я сегодня устал»

3 ученик: « Не мудрено, семь уроков!!!Бедные, мы бедные. Все в голове перемешалось: суффикс, алгоритм, биоценоз, дифференциация, интеграция, синтез…»

1 ученик: каждый учитель думает, что его предмет самый важный, вот и требует с нас по полной. А у нас голова то одна»

2 ученик: «Ты прав. Вот сегодня, например, Наталья Викторовна весь урок говорила одно и то же: «Электричество нужно. Электричество важно. Что в нем такого важного и нужного? »

(Далее звучит сообщение о том, что из-за непогоды произошел обрыв проводов и приостановлена подача электричества)

1 ученик: «Что же мы теперь будем делать? Я кушать хочу!

2 ученик: «А я теперь на новый уровень в игре не пройду»

3 ученик: «И телевизор не посмотришь. Серию любимого сериала пропущу»

2. Проверка знаний

№1. На рисунке 1 изображены условные обозначения, применяемые на схемах. Каким номером обозначены?

пересечение проводов ключ? электрический звонок плавкий предохранитель соединение проводов? 1. Первым. 2. Вторым 3. Третьим 4. Четвертым  5. Пятым

Какое слово лишнее в цепочке слов: источник тока, соленый огурец, соленый помидор? (Лишнего слова нет. Это все источники тока. Демонстрация действия источников)

№2. Из каких частей состоит электрическая цепь, изображенная на рисунке?

1.Элемент, выключатель, лампа, провода. 2. Батарея элементов, звонок, выключатель, провода. 3. Батарея элементов, лампа, выключатель, провода.

 По истечении времени, отведенного для выполнения проверочной работы, учитель собирает карточки и ответы учащихся.

3. Актуализация опорных знаний

№3. А теперь проверим, как вы видите нарушения в составлении электрических цепей.

Перед вами две схемы

1. Почему не горит исправная лампа в первой цепи при замыкании ключа? (Рис. 1)

Ответ учащихся.

Эталон ответа. Электрическая цепь имеет разрыв. Чтобы лампа загорелась, в цепи должен существовать электрический ток, а это возможно при замкнутой цепи, состоящей только из проводников электричества .

Учитель. А чем проводники отличаются от непроводников или изоляторов?

Ответ учащихся.

Эталон ответа. Проводники – такие тела, через которые электрические заряды могут переходить от заряженного тела к незаряженному. А в изоляторах такие переходы невозможны, и лампа загорается.

Приглашается ученик, который дал правильный ответ и он, устранив разрыв, демонстрирует правильный ответ. Лампа загорается.

2. Почему не звенит звонок во второй цепи при замыкании цепи? (Рис. 2)

Ответ учащихся.

Эталон ответа. Для получения электрического тока в проводнике, надо в нем создать электрическое поле. Под действием этого поля свободные заряженные частицы начнут двигаться упорядоченно, а это и есть электрический ток. Электрическое поле в проводниках создается и может длительно поддерживаться источниками электрического поля. Электрическая цепь должна иметь источник тока. Подключаем цепь к источнику тока и звонок звенит.

Приглашается ученик, который дал правильный ответ и он, подсоединив к цепи источник тока, демонстрирует правильный ответ.

№4. Где надо расположить источник тока, чтобы при замыкании ключа К₁ зазвенел звонок, а при замыкании ключа К₂ загорелась лампа? (Рис. 3)

Ответ учащихся.

Эталон ответа. Источник тока необходимо располагать параллельно ветвям, содержащим звонок и лампочку.

4. Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1. Зависимость силы тока от напряжения и сопротивления.
2. Закон Ома.
3. Применение закона Ома.

А). Электрический ток в цепи – это направленное движение заряженных частиц в электрическом поле. Чем сильнее действие электрического поля на эти частицы, тем и больше сила тока в цепи. Но действие поля характеризуется напряжением. Поэтому можно предположить, что сила тока зависит от напряжения. Эту зависимость можно установить экспериментально.

Эксперимент показывает, что во сколько раз увеличивается напряжение, приложенное к проводнику, во столько же раз увеличивается сила тока в нем. Эту зависимость желательно проиллюстрировать графически – построить график зависимости I = f(U).

Б). Закон Ома для участка цепи можно установить экспериментально:

Существует много описаний соответствующих опытов и установок, которые можно сгруппировать следующим образом:

а) опыты с установкой, в которой осуществляется замена резисторов;

б) опыты с демонстрационным магазином сопротивлений;

в) опыты с демонстрационным реохордом.

Во всех этих опытах применяют демонстрационные амперметр и вольтметр. Работу проводят в группах в два этапа. Сначала устанавливают зависимость силы тока от сопротивления участка цепи при постоянном напряжении на данном участке цепи. По результатам этого опыта обнаруживают обратно пропорциональную зависимость силы тока от сопротивления проводника:

На втором этапе, не меняя сопротивления, измеряют силу тока при разных значениях напряжения на данном участке цепи. По результатам этого опыта устанавливают прямую пропорциональную зависимость силы тока от напряжения:

I ~ U

Результаты обоих опытов обобщают и формулируют закон Ома для участка цепи:

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональнa его сопротивлению.

В). Применение закона Ома.

После установления закона Ома целесообразно закрепить его понимание решением соответствующих задач. Учащиеся должны из закона Ома  получать производные формулы:  и U = I · R.

Кроме того, необходимо научить учащихся решать комбинированные задачи с использованием зависимостей 

5. Решение задач

Для самостоятельного решения в классе можно предложить следующие несложные задачи:

Задача 1 (устно)

Какое напряжение надо создать на концах проводника, сопротивлением 20 Ом, чтобы в нем возникла сила тока 0,5 А? (Ответ: 10В)

Задача 2

На цоколе электрической лампы написано 3,5 В; 0,28 А. Что это значит?

Найдите сопротивление спирали лампы. (Ответ:12.5Ом )

Задача 3

При напряжении 220 В сила тока в резисторе равна 5 А. Какой будет сила тока, если напряжение уменьшится на 10 В? (Ответ: 44 Ом; 4.5 А )

6. Защита творческих проектов

За 2-3 недели до проведения мероприятия класс делится на группы по 4-5 человек. Каждая группа получает задание: выполнить проект в виде макета. На макете может быть изготовлено то, что интересует больше всего ее членов. Например, спортивный зал или красивый уголок парка. Обязательное условие – использовать в проекте электрические цепи.

Настал момент, когда каждая группа может продемонстрировать домашнее задание (3 группы.)

А сейчас мне хотелось бы вспомнить об одном ученом.

Конец XVIII века, Франция, город Лион, дом одного из коммерсантов. Немного странно, но все же заглянем внутрь. В библиотеке мы видим 14-летнего мальчика. Он в совершенстве владеет латынью, очень много времени проводит за книгами, и уже успел изучить 20-томовую энциклопедию Дидро и Даламбера. Не посещая школу, этот мальчик смог получить всестороннее образование, благодаря огромному трудолюбию и настойчивости. Этому мальчику предстоит вскоре стать всемирно известным ученым. Кто же это? И какое отношение он имеет к нам, а также империи тока.

О каком ученом идет речь?

Этим ученым является АНДРЕ-МАРИ АМПЕР.

А вспомнила я о нем не только потому, что он имеет непосредственное отношение к электричеству, но и для того, чтобы обратить ваше внимание на целеустремленность подростка, огромное желание приобретать знания. В наше время для вас созданы все условия для успешного обучения, поэтому мне хотелось Вам, мои ученики, пожелать воспитать в себе целеустремленность в достижении поставленных целей и огромного трудолюбия.

Науку все глубже постигнуть стремись,
Познанием вечного жаждой томись.
Лишь первых познаний блеснет тебе свет,
Узнаешь: предела для знания нет.

Фирдоуси, персидский поэт,
940-1030 гг.

Домашнее задание:

1. § 42, 44 учебника; вопросы и задания к параграфам.
2. Выполнить упражнение 19 (1-4), с. 102-103 учебника.

rosuchebnik.ru

Закон Ома. Формула Закона Ома

Закон Ома, основанный на опытах, представляет собой в электротехнике основной закон, который устанавливает связь силы электрического тока с сопротивлением и напряжением.

Появление смартфонов, гаджетов, бытовых приборов и прочей электротехники коренным образом изменило облик современного человека. Приложены огромные усилия, направленные на исследование физических закономерностей для улучшения старой и создания новой техники. Одной из таких зависимостей является закон Ома.

Георг Симон Ом

Закон Ома – полученный экспериментальным путём (эмпирический) закон, который устанавливает связь силы тока в проводнике с напряжением на концах проводника и его сопротивлением, был открыт в 1826 году немецким физиком-экспериментатором Георгом Омом.

Строгая формулировка закона Ома может быть записана так: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника.

Формула закона Ома записывается в следующем виде:

где

I – сила тока в проводнике, единица измерения силы тока — ампер [А];

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

R – электрическое сопротивление проводника, единица измерения электрического сопротивления — ом [Ом].

Согласно закону Ома, увеличение напряжения, например, в два раза при фиксированном сопротивлении проводника, приведёт к увеличению силы тока также в два раза

И напротив, уменьшение тока в два раза при фиксированном напряжении будет означать, что сопротивление увеличилось в два раза.

Рассмотрим простейший случай применения закона Ома. Пусть дан некоторый проводник сопротивлением 3 Ом под напряжением 12 В. Тогда, по определению закона Ома, по данному проводнику течет ток равный:

Существует 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.

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

Где и когда можно применять закон Ома?

Закон Ома в упомянутой форме справедлив в достаточно широких пределах для металлов. Он выполняется до тех пор, пока металл не начнет плавиться. Менее широкий диапазон применения у растворов (расплавов) электролитов и в сильно ионизированных газах (плазме).

Работая с электрическими схемами, иногда требуется определять падение напряжения на определенном элементе. Если это будет резистор с известной величиной сопротивления (она проставляется на корпусе), а также известен проходящий через него ток, узнать напряжение можно с помощью формулы Ома, не подключая вольтметр.

Значение Закона Ома

Закон Ома определяет силу тока в электрической цепи при заданном напряжении и известном сопротивлении.

Он позволяет рассчитать тепловые, химические и магнитные действия тока, так как они зависят от силы тока.

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

Если бы было можно охарактеризовать закон Ома простыми словами, то наглядно это выглядело бы так:

Из закона Ома вытекает, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно. Сила тока окажется настолько большой, что это может иметь тяжелые последствия.

zakon-oma.ru

Закон Ома для участка цепи

Закон Ома для участка цепи

Эта зависимость получила название «закон Ома для участка цепи «, т.к. именно Георгу Ому в 1827 г. впервые удалось экспериментально установить зависимость между силой тока, напряжением и сопротивлением.

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

ИНТЕРЕСНО

Когда немецкий электротехник Георг Симон См положил на стол ректора Берлинского университета свою диссертацию, где впервые был сформулирован этот закон, без которого невозможен ни один электротехнический расчет, он получил весьма резкую резолюцию.

В ней говорилось, что электричество не поддается никакому математическом описанию, так как электричество — это собственный гнев, собственное бушевание тела, его гневное Я, которое проявляется в каждом теле, когда его раздражают. Ректором Берлинского университета был в те годы Георг Вильгельм Фридрих Гегель.

Имя Ома увековечено не только открытым им законом. В 1881 г. на Электротехническом съезде в Париже было утверждено название единицы сопротивления «Ом». Далеко не всем известно, что одному из кратеров на обратной стороне Луны присвоено имя Ома, наряду с именами таких великих физиков, как Планк, Лоренц, Ландау, Курчатов.

ЗНАЕШЬ ЛИ ТЫ

В 1833 г. Георг Ом был уже известен в Германии, и являлся профессором политехнической школы
в Нюрнберге. Однако во Франции и Англии работы Ома оставались неизвестными. Через 10 лет после появления «закона Ома» один французский физик на основе экспериментов пришел к таким же выводам. Но ему было указано, что установленный им закон еще в 1827 г. был открыт Омом. Оказывается, что французские школьники и поныне изучают закон Ома под другим именем — для них это закон Пулье.

ЗАПОМНИ

А знаешь, как, работая с формулой закона Ома, легко написать формулу для любой входящей величины ?
С помощью треугольника!

Пользоваться им проще простого!
Нужно закрыть пальцем ту величину, которую ты хочешь определить.
Если две оставшиеся величины находятся на одном уровне – значит надо их перемножить.
Если одна над другой – значит надо разделить верхнюю на нижнюю.

Открой свой закон!

Любознательным

Светлячки

Хорошо известно, какое потрясающее впечатление производит в Азии одновременное мерцание множества светлячков. Вообразите дерево в 10-15 м высотой, сплошь покрытое мелкими яйцевидными листочками, на каждом из которых сидит по светлячку. Все они вспыхивают одновременно примерно раза три за две секунды, а между вспышками дерево погружается в полную темноту.
Или, например, на речном берегу протяженностью метров 150, вдоль которого непрерывной стеной растут деревья, и на каждом их листочке — и на концах этого ряда деревьев, и посередине — светлячки вспыхивают одновременно. Зрелище поистине восхитительное!
Каков механизм наблюдаемого свечения?
Такой свет часто называют холодным, имея в виду, что в этом случае энергия попусту не переходит в тепло (лампочка накаливания, напротив, дает «горячий» свет). Не равен ли коэффициент полезного действия такого преобразования энергии в свет 100%? Какого цвета это свечение и почему? Каким образом азиатские светлячки «синхронизируют» свои вспышки?

Оказывается…
Светлячки светятся благодаря соответствующим химическим реакциям. Коэффициент преобразования химической энергии в свет у них достигает 100% — на каждую окисленную в химических реакциях молекулу люциферина приходится один фотон излученного света. Свет, испускаемый светлячками, называется холодным, поскольку (в отличие от света лампы накаливания, свечи или раскаленной докрасна кочерги) он обусловлен не тепловым возбуждением молекул под действием высокой температуры, а химическими реакциями.
А вот свечение бактерий, которым в основном объясняется свечение пищевых продуктов, связано с энергией, которую они получают в процессе питания.

Источник: «Физический фейерверк» Дж. Уокер

class-fizika.ru

Основные электрические законы. Базовые формулы и расчеты

В предыдущей статье мы познакомились с основными электрическими понятиями, такими как электрический ток, напряжение, сопротивление и мощность. Настал черед основных электрических законов, так сказать, базиса, без знания и понимания которых невозможно изучение и понимание электронных схем и устройств.

Закон Ома

Электрический ток, напряжение, сопротивление и мощность, безусловно, между собой связаны. А взаимосвязь между ними описывается, без сомнения, самым главным электрическим законом – законом Ома. В упрощенном виде этот закон называется: закон Ома для участка цепи. И звучит этот закон следующем образом:

«Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению данного участка цепи».

Для практического применения формулу закона Ома можно представить в виде вот такого треугольника, который помимо основного представления формулы, поможет определить и остальные величины.

Работает треугольник следующим образом. Чтобы вычислить одну из величин, достаточно закрыть ее пальцем. Например:

В предыдущей статье мы проводили аналогию между электричеством и водой, и выявили взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением. Также хорошей интерпретацией закона Ома может послужить следующий рисунок, наглядно отображающий сущность закона:

На нем мы видим, что человечек «Вольт» (напряжение) проталкивает человечка «Ампера» (ток) через проводник, который стягивает человечек «Ом» (сопротивление). Вот и получается, что чем сильнее сопротивление сжимает проводник, тем тяжелее току через него проходить («сила тока обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи» – или чем больше сопротивление, тем хуже приходится току и тем он меньше). Но напряжение не спит и толкает ток изо всех сил (чем выше напряжение, тем больше ток или – «сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению»).

Когда фонарик начинает слабо светить, мы говорим – «разрядилась батарейка». Что с ней произошло, что значит разрядилась? А значит это, что напряжение батарейки снизилось и оно больше не в состоянии «помогать» току преодолевать сопротивление цепей фонарика и лампочки. Вот и получается, что чем больше напряжение – тем больше ток.

Последовательное подключение – последовательная цепь

При последовательном подключении потребителей, например обычных лампочек, сила тока в каждом потребителе одинаковая, а вот напряжение будет отличаться. На каждом из потребителей напряжение будет падать (снижаться).

А закон Ома в последовательной цепи будет иметь вид:

При последовательном соединении сопротивления потребителей складываются. Формула для расчета общего сопротивления:

Параллельное подключение – параллельная цепь

При параллельном подключении, к каждому потребителю прикладывается одинаковое напряжение, а вот ток через каждый из потребителей, в случае, если их сопротивление отличается – будет отличаться.

Закон Ома для параллельной цепи, состоящей из трех потребителей, будет иметь вид:

При параллельном соединении общее сопротивление цепи всегда будет меньше значения самого маленького отдельного сопротивления. Или еще говорят, что «сопротивление будет меньше наименьшего».

Общее сопротивление цепи, состоящей из двух потребителей, при параллельном соединении:

Общее сопротивление цепи, состоящей из трех потребителей, при параллельном соединении:

Для большего числа потребителей расчет производится исходя из того, что при параллельном соединении проводимость (величина обратная сопротивлению) рассчитывается как сумма проводимостей каждого потребителя.

Электрическая мощность

Мощность – это физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Рассчитывается мощность по следующей формуле:

Таким образом зная, напряжение источника и измерив потребляемый ток, мы можем определить мощность потребляемую электроприбором. И наоборот, зная мощность электроприбора и напряжение сети, можем определить величину потребляемого тока. Такие вычисления порой необходимы. Например, для защиты электроприборов используются предохранители или автоматические выключатели. Чтобы правильно подобрать средство защиты нужно знать потребляемый ток. Предохранители, применяемые в бытовой технике, как правило подлежат ремонту и для их восстановления достаточно подобрать и заменить проволоку.

Применив закон Ома, можно рассчитать мощность и по другой формуле:

При расчетах надо учитывать, что часть потребляемой электроэнергии расходуется на нагрев и преобразуется в тепло. При работе греются не только электрообогреватели, но и телевизоры, и компьютеры и другая бытовая техника.

И в завершение, в качестве бонуса, вот такая шпаргалка, которая поможет определить любой из основных электрических параметров, по уже известным.

imolodec.com

Закон Ома

В 1826 величайший немецкий физик Георг Симон Ом публикует свою работу «Определение закона, по которому металлы проводят контактное электричество», где дает формулировку знаменитому закону. Ученые того времени встретили враждебно публикации великого физика. И лишь после того, как другой ученый – Клод Пулье, пришел к тем же выводам опытным путем, закон Ома признали во всем мире.

Закон Ома – физическая закономерность, которая определяет взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением проводника. Он имеет две основные формы.

Закон Ома для участка цепи

Формулировка закона Ома для участка цепи – сила тока прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению.

Это простое выражение помогает на практике решать широчайший круг вопросов. Для лучшего запоминания решим задачу.

  Задача 1.1

Рассчитать силу тока, проходящую по медному проводу длиной 100 м, площадью поперечного сечения 0,5 мм², если к концам провода приложено напряжение 12 B.

Задача простая, заключается в нахождении сопротивления медной проволоки с последующим расчетом силы тока по формуле закона Ома для участка цепи. Приступим.

Закон Ома для полной цепи

Формулировка закона Ома для полной цепи — сила тока прямо пропорциональна сумме ЭДС цепи, и обратно пропорциональна сумме сопротивлений источника и цепи , где E – ЭДС, R- сопротивление цепи, r – внутреннее сопротивление источника.

Здесь могут возникнуть вопросы. Например, что такое ЭДС? Электродвижущая сила — это физическая величина, которая характеризует работу внешних сил в источнике ЭДС. К примеру, в обычной пальчиковой батарейке, ЭДС является химическая реакция, которая заставляет перемещаться заряды от одного полюса к другому. Само слово электродвижущая говорит о том, что эта сила двигает электричество, то есть заряд.

В каждом источнике присутствует внутреннее сопротивление r, оно зависит от параметров самого источника. В цепи также существует сопротивление R, оно зависит от параметров самой цепи.

Формулу закона Ома для полной цепи можно представить в другом виде. А именно: ЭДС источника цепи равна сумме падений напряжения на источнике и на внешней цепи.

Для закрепления материала, решим две задачи на формулу закона Ома для полной цепи.

  Задача 2.1

Найти силу тока в цепи, если известно что сопротивление цепи 11 Ом, а источник подключенный к ней имеет ЭДС 12 В и внутреннее сопротивление 1 Ом.

 

Теперь решим задачу посложнее.

  Задача 2.2

Источник ЭДС подключен к резистору сопротивлением 10 Ом с помощью медного провода длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм². Найти силу тока, зная что ЭДС источника равно 12 В, а внутреннее сопротивление 1,9825 Ом.

Приступим.

Мнемоническая диаграмма

Для лучшего запоминания закона Ома существует мнемоническая диаграмма, благодаря которой можно всегда напомнить себе формулу. Пользоваться этой диаграммой очень просто. Достаточно закрыть искомую величину и две другие укажут, как её найти. Потренируйтесь, это может вам пригодится.

Успехов в изучении электричества! Рекомендуем прочесть статью — законы Кирхгофа.

Просмотров: 3130

electroandi.ru

Конспект «Закон Ома. Соединение проводников»

«Закон Ома для участка цепи.
Соединение проводников»

---

---

В предыдущем конспекте «Электрическое сопротивление» был установлено, что сила тока в проводнике зависит от напряжения на его концах. Если в опыте менять проводники, оставляя напряжение на них неизменным, то можно показать, что при постоянном напряжении на концах проводника сила тока обратно пропорциональна его сопротивлению. Объединив зависимость силы тока от напряжения и его зависимость от сопротивления проводника, можно записать: I = U/R. Этот закон, установленный экспериментально, называется закон Ома (для участка цепи).

Закон Ома для участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному к его концам напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Прежде всего закон всегда верен для твёрдых и жидких металлических проводников. А также для некоторых других веществ (как правило, твёрдых или жидких).

Потребители электрической энергии (лампочки, резисторы и пр.) могут по-разному соединяться друг с другом в электрической цепи. Два основных типа соединения проводников: последовательное и параллельное. А также есть еще два соединения, которые являются редкими: смешанное и мостовое.

Последовательное соединение проводников

При последовательном соединении проводников конец одного проводника соединится с началом другого проводника, а его конец — с началом третьего и т.д. Например, соединение электрических лампочек в ёлочной гирлянде.  При последовательном соединении проводников ток проходит через все лампочки. При этом через поперечное сечение каждого проводника в единицу времени проходит одинаковый заряд. То есть заряд не скапливается ни в какой части проводника.

Поэтому при последовательном соединении проводников сила тока в любом участке цепи одинакова: I₁ = I₂ = I.

Общее сопротивление последовательно соединённых проводников равно сумме их сопротивлений: R₁ + R₂ = R. Потому что при последовательном соединении проводников их общая длина увеличивается. Она больше, чем длина каждого отдельного проводника, соответственно увеличивается и сопротивление проводников.

По закону Ома напряжение на каждом проводнике равно: U₁ = I*R₁, U₂ = I*R₂. В таком случае общее напряжение равно U = I (R₁ + R₂). Поскольку сила тока во всех проводниках одинакова, а общее сопротивление равно сумме сопротивлений проводников, то полное напряжение на последовательно соединённых проводниках равно сумме напряжений на каждом проводнике: U = U₁ + U₂.

Из приведённых равенств следует, что последовательное соединение проводников используется в том случае, если напряжение, на которое рассчитаны потребители электрической энергии, меньше общего напряжения в цепи.

Для последовательного соединения проводников справедливы законы: 

1) сила тока во всех проводниках одинакова; 2) напряжение на всём соединении равно сумме напряжений на отдельных проводниках; 3) сопротивление всего соединения равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

Параллельное соединение проводников

Примером параллельного соединения проводников служит соединение потребителей электрической энергии в квартире. Так, электрические лампочки, чайник, утюг и пр. включаются параллельно.

При параллельном соединении проводников все проводники одним своим концом присоединяются к одной точке цепи. А вторым концом к другой точке цепи. Вольтметр, подключенный к этим точкам, покажет напряжение и на проводнике 1, и на проводнике 2. В таком случае напряжение на концах всех параллельно соединённых проводников одно и то же: U₁ = U₂ = U.

При параллельном соединении проводников электрическая цепь разветвляется. Поэтому часть общего заряда проходит через один проводник, а часть — через другой. Следовательно при параллельном соединении проводников сила тока в неразветвлённой части цепи равна сумме силы тока в отдельных проводниках: I = I₁ + I₂.

В соответствии с законом Ома   I = U/R,   I₁ = U₁/R₁,   I₂ = U₂/R₂. Отсюда следует: U/R = U₁/R₁ + U₂/R₂, U = U₁ = U₂,  1/R = 1/R₁ + 1/R₂  Величина, обратная общему сопротивлению параллельно соединенных проводников, равна сумме величин, обратных сопротивлению каждого проводника.

При параллельном соединении проводников их общее сопротивление меньше, чем сопротивление каждого проводника. Действительно, если параллельно соединены два проводника, имеющие одинаковое сопротивление г, то их общее сопротивление равно: R = г/2. Это объясняется тем, что при параллельном соединении проводников как бы увеличивается площадь их поперечного сечения. В результате уменьшается сопротивление.

Из приведённых формул понятно, почему потребители электрической энергии включаются параллельно. Они все рассчитаны на определённое одинаковое напряжение, которое в квартирах равно 220 В. Зная сопротивление каждого потребителя, можно рассчитать силу тока в каждом из них. А также соответствие суммарной силы тока предельно допустимой силе тока.

Для параллельного соединения проводников справедливы законы:

1) напряжение на всех проводниках одинаково; 2) сила тока в месте соединения проводников равна сумме токов в отдельных проводниках; 3) величина, обратная сопротивлению всего соединения, равна сумме величин, обратных сопротивлениям отдельных проводников.

Смешанное соединение проводников

Смешанное соединение – соединение, которое является совокупностью последовательных и параллельных соединений. Для нахождения эквивалентного сопротивления нужно, “свернуть” схему поочередным преобразованием параллельных и последовательных участков цепи.

Существует и 4-й вид соединения проводников — мостовое, которое является самым сложным.

---

---

---

Конспект урока по физике в 8 классе «Закон Ома. Соединение проводников».

Следующая тема: «Работа и мощность электрического тока».

 

Закон Ома. Соединение проводников

4.8 (96%) 5 votes

uchitel.pro