Закон Ома для «чайников»: понятие, формула, объяснение
Говорят: «не знаешь закон Ома – сиди дома». Так давайте же узнаем (вспомним), что это за закон, и смело пойдем гулять.
Основные понятия закона Ома
Как понять закон Ома? Нужно просто разобраться в том, что есть что в его определении. И начать следует с определения силы тока, напряжения и сопротивления.
Сила тока I
Пусть в каком-то проводнике течет ток. То есть, происходит направленное движение заряженных частиц – допустим, это электроны. Каждый электрон обладает элементарным электрическим зарядом (e= -1,60217662 × 10 -19 Кулона). В таком случае через некоторую поверхность за определенный промежуток времени пройдет конкретный электрический заряд, равный сумме всех зарядов протекших электронов.
Отношение заряда к времени и называется силой тока. Чем больший заряд проходит через проводник за определенное время, тем больше сила тока. Сила тока измеряется в Амперах.
Напряжение U, или разность потенциалов
Это как раз та штука, которая заставляет электроны двигаться. Электрический потенциал характеризует способность поля совершать работу по переносу заряда из одной точки в другую. Так, между двумя точками проводника существует разность потенциалов, и электрическое поле совершает работу по переносу заряда.
Физическая величина, равная работе эффективного электрического поля при переносе электрического заряда, и называется напряжением. Измеряется в Вольтах. Один Вольт – это напряжение, которое при перемещении заряда в 1 Кл совершает работу, равную 1 Джоуль.
Сопротивление R
Ток, как известно, течет в проводнике. Пусть это будет какой-нибудь провод. Двигаясь по проводу под действием поля, электроны сталкиваются с атомами провода, проводник греется, атомы в кристаллической решетке начинают колебаться, создавая электронам еще больше проблем для передвижения. Именно это явление и называется сопротивлением. Оно зависит от температуры, материала, сечения проводника и измеряется в Омах.
Памятник Георгу Симону Ому
Формулировка и объяснение закона Ома
Закон немецкого учителя Георга Ома очень прост. Он гласит:
Сила тока на участке цепи прямо пропорционально напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
Георг Ом вывел этот закон экспериментально (эмпирически) в 1826 году. Естественно, чем больше сопротивление участка цепи, тем меньше будет сила тока. Соответственно, чем больше напряжение, тем и ток будет больше.
Кстати! Для наших читателей сейчас действует скидка 10% на любой вид работы
Данная формулировка закона Ома – самая простая и подходит для участка цепи. Говоря «участок цепи» мы подразумеваем, что это однородный участок, на котором нет источников тока с ЭДС. Говоря проще, этот участок содержит какое-то сопротивление, но на нем нет батарейки, обеспечивающей сам ток.
Если рассматривать закон Ома для полной цепи, формулировка его будет немного иной.
Пусть у нас есть цепь, в ней есть источник тока, создающий напряжение, и какое-то сопротивление.
Закон запишется в следующем виде:
Объяснение закона Ома для полой цепи принципиально не отличается от объяснения для участка цепи. Как видим, сопротивление складывается из собственно сопротивления и внутреннего сопротивления источника тока, а вместо напряжения в формуле фигурирует электродвижущая сила источника.
Кстати, о том, что такое что такое ЭДС, читайте в нашей отдельной статье.
Как понять закон Ома?
Чтобы интуитивно понять закон Ома, обратимся к аналогии представления тока в виде жидкости. Именно так думал Георг Ом, когда проводил опыты, благодаря которым был открыт закон, названный его именем.
Представим, что ток – это не движение частиц-носителей заряда в проводнике, а движение потока воды в трубе. Сначала воду насосом поднимают на водокачку, а оттуда, под действием потенциальной энергии, она стремиться вниз и течет по трубе. Причем, чем выше насос закачает воду, тем быстрее она потечет в трубе.
Отсюда следует вывод, что скорость потока воды (сила тока в проводе) будет тем больше, чем больше потенциальная энергия воды (разность потенциалов)
Сила тока прямо пропорциональна напряжению.
Теперь обратимся к сопротивлению. Гидравлическое сопротивление – это сопротивление трубы, обусловленное ее диаметром и шероховатостью стенок. Логично предположить, что чем больше диаметр, тем меньше сопротивление трубы, и тем большее количество воды (больший ток) протечет через ее сечение.
Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению.
Такую аналогию можно проводить лишь для принципиального понимания закона Ома, так как его первозданный вид – на самом деле довольно грубое приближение, которое, тем не менее, находит отличное применение на практике.
В действительности, сопротивление вещества обусловлено колебанием атомов кристаллической решетки, а ток – движением свободных носителей заряда. В металлах свободными носителями являются электроны, сорвавшиеся с атомных орбит.
Ток в проводнике
В данной статье мы постарались дать простое объяснение закона Ома. Знание этих на первый взгляд простых вещей может сослужить Вам неплохую службу на экзамене. Конечно, мы привели его простейшую формулировку закона Ома и не будем сейчас лезть в дебри высшей физики, разбираясь с активным и реактивным сопротивлениями и прочими тонкостями.
Если у Вас возникнет такая необходимость, Вам с удовольствием помогут сотрудники нашего студенческого сервиса. А напоследок предлагаем Вам посмотреть интересное видео про закон Ома. Это действительно познавательно!
- Контрольная работа от 1 дня / от 120 р. Узнать стоимость
- Дипломная работа от 7 дней / от 9540 р. Узнать стоимость
- Курсовая работа 5 дней / от 2160 р. Узнать стоимость
- Реферат от 1 дня / от 840 р. Узнать стоимость
Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.
Электрические единицы
Электрические и электронные блоки электрического тока, напряжения, мощности, сопротивления, емкости, индуктивности, электрического заряда, электрического поля, магнитного потока, частоты:
Таблица электрических и электронных блоков
Название объекта | Символ единицы | Количество |
---|---|---|
Ампер (ампер) | А | Электрический ток (I) |
Вольт | V | Напряжение (В, Э) |
Электродвижущая сила (E)
Таблица префиксов единиц измерения
Определения электрических единиц
Вольт (В)
Вольт — электрическая единица измерения напряжения .
Один вольт — это энергия в 1 джоуль, которая расходуется, когда электрический заряд в 1 кулон протекает в цепи.
Ампер (А)
Ампер — электрическая единица электрического тока . Он измеряет количество электрического заряда, протекающего в электрической цепи за 1 секунду.
Ом (Ом)
Ом — электрическая единица сопротивления.
Ватт (Вт)
Ватт — это электрическая единица электроэнергии . Он измеряет уровень потребляемой энергии.
1 Вт = 1 Дж / 1 с
Децибел-милливатт (дБм)
Децибел-милливатт или дБм — это единица измерения электрической мощности , измеряемая по логарифмической шкале относительно 1 мВт.
10 дБм = 10 log 10 (10 мВт / 1 мВт)
Децибел-ватт (дБВт)
Децибел-ватт или дБВт — это единица измерения электрической мощности , измеряемая по логарифмической шкале относительно 1 Вт.
10 дБВт = 10 log 10 ( 10 Вт / 1 Вт)
Фарад (н)
Фарад — это единица измерения емкости. Он представляет собой количество электрического заряда в кулонах, которое сохраняется на 1 вольт.
Генри (Д)
Генри — это единица индуктивности.
сименс (S)
Сименс — это единица измерения проводимости, которая противоположна сопротивлению.
Кулон (С)
1C = 6,238792 × 10 18 зарядов электрона
Ампер-час (Ач)
Один ампер-час — это электрический заряд, протекающий в электрической цепи, когда ток в 1 ампер применяется в течение 1 часа.
Один ампер-час равен 3600 кулонам.
Тесла (Т)
Тесла — единица магнитного поля.
Вебер (Wb)
Вебер — единица магнитного потока.
Джоуль (Дж)
Джоуль — это единица энергии.
1J = 1 кг м 2 / с 2
Киловатт-час (кВтч)
Киловатт-час — это единица энергии.
1кВтч = 1кВт 1ч = 1000Вт ⋅ 1ч
Киловольт-амперы (кВА)
Киловольт-амперы — это единица измерения мощности.
1кВА = 1кВ ⋅ 1А = 1000 ⋅ 1В ⋅ 1А
Герцы (Гц)
Герц — это единица измерения частоты. Он измеряет количество циклов в секунду.
Ток: Вольты, Амперы, Омы, Ватты
Автор Alex Kröix · 03:38, 22 декабря 2014 · Dampferhimmel / Инструкции · Читать 9 мин · 0
Новый перевод видео от немецкоязычного видеоблогера Philgood и канала DAMPFERHIMMEL.
Новый перевод видео швейцарца Philgood и его канала DAMPFERHIMMEL.
Сюжет «Ток: Вольты, Амперы, Омы, Ватты» вышел на канале DAMPFERHIMMEL 27 октября 2012 года и посвящен в первую очередь новичкам, не представляющим, для чего на батарейных блоках и атомайзерах указаны все эти значения. Philgood простым языком объясняет, что такое вольты, амперы, омы, ватты и рассказывает, какая между ними есть зависимость при использовании вариваттов и варивольтов. Сюжет рассчитан в первую очередь на новичков и примечателен простыми и понятными примерами.
Перевод сделан специально для нашего сайта BelVaping и форума Belarus Vaping Community.
Вы можете обсудить видео у нас на форуме.
Все переводы видео канала DAMPFERHIMMEL можно найти здесь.
© Dampferhimmel 2012, http://www.dampferhimmel.de
У DAMPFERHIMMEL есть много замечательных видео как о выходящих новинках, так и образовательных сюжетов о жидкостях, аккумуляторах и с другой интересной информацией.