Закон Ома є одним з фундаментальних понять у фізиці та електротехніці. Він описує відношення між електричним струмом, напругою та опором в електричному колі. Застосування цього закону дозволяє знайти значення складних параметрів електричних кол, таких як сила струму, напруга та опір.
Закон Ома для повного кола враховує наявність як активного, так і реактивного опору. Він показує, що сила струму в колі пропорційна напрузі та обернено пропорційна опору. Формула закону Ома для повного кола виглядає наступним чином: I = U / Z, де I – сила струму в колі, U – напруга, прикладена до кола, Z – повна імпеданса кола.
Для застосування закону Ома для повного кола необхідно знати значення напруги та опору в колі. Напруга може бути виміряна за допомогою вольтметра, а опір може бути обчислений або виміряний за допомогою омметра. Знайденим значенням напруги та опору можна обчислити силу струму в колі за формулою I = U / Z.
Принцип дії закону Ома для повного кола
Закон Ома для повного кола – один з основних принципів електрики. Згідно з цим законом, сила струму в електричному колі прямо пропорційна прикладеній напрузі і обернено пропорційна опору кола.
Всі елементи електричного кола, такі як джерела електроживлення, провідники, резистори, вимірювальні прилади, можна розглядати як переключні елементи. Закон Ома діє для всіх переключних елементів разом, тобто для повного кола.
Опір є важливою характеристикою електричних елементів. Він визначається фізичним властивостями матеріалу, з якого виготовлений елемент. Чим більший опір, тим менше струм проходить через елемент відповідно до закону Ома. Щоб обчислити силу струму, необхідно знати напругу і опір у даному елементі.
Звичайно, для точних розрахунків рекомендується враховувати всі елементи электричного кола, провідники і площі контактів, а також додаткові параметри, відповідно до моделі кола. Проте, застосування основних принципів закону Ома для повного кола надає загальне розуміння та можливість провести первинні розрахунки електричного кола.
Застосування закону Ома для повного кола
Закон Ома є фундаментальним законом електрики, що описує залежність між струмом, напругою та опором в електричному колі. За допомогою закону Ома можна обчислити будь-яку невідому величину, якщо відомі решта дві. Застосування закону Ома для повного кола включає в себе розгляд схем, в яких компоненти підключені послідовно та паралельно.
Послідовне підключення
У послідовному підключенні опірники розташовані один за одним, так що струм, що проходить через кожен із них, однаковий. Згідно закону Ома, сумарна опірність послідовно підключених опірників обчислюється як сума опірностей.
Приклад послідовного підключення:
- У колі знаходяться три опірники: R1, R2 та R3.
- Опірність кожного опірника відома: R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 30 Ом.
- Щоб обчислити сумарну опірність кола, достатньо їх збільшити: Rзаг = R1 + R2 + R3 = 10 Ом + 20 Ом + 30 Ом = 60 Ом.
- Закон Ома дозволяє обчислити також сумарний струм, що протікає через коло, за формулою I = U / R, де U – напруга джерела струму, R – сумарний опір кола.
Паралельне підключення
У паралельному підключенні опірники розташовані таким чином, що одна сторона кожного опірника підключена до однієї точки, а інша сторона – до іншої точки. У такій схемі напруга на кожному опірнику однакова, а сумарний струм обчислюється як сума струмів, що проходять через кожний опірник.
Приклад паралельного підключення:
- У колі знаходяться три опірники: R1, R2 та R3.
- Опірність кожного опірника відома: R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 30 Ом.
- Щоб обчислити сумарний опір кола, доведеться використовувати формулу для обчислення суми обернених значень опорів: 1 / Rзаг = 1 / R1 + 1 / R2 + 1 / R3 = 1 / 10 Ом + 1 / 20 Ом + 1 / 30 Ом ≈ 0,167 Ом-1 + 0,083 Ом-1 + 0,05 Ом-1 ≈ 0,3 Ом-1.
- Сума обернених значень опорів буде рівна оберненому значенню сумарного опору кола: Rзаг ≈ 1 / 0,3 Ом-1 ≈ 3,33 Ом.
Застосування закону Ома для повного кола дозволяє обчислити різні фізичні величини у електричних схемах, такі як струм, напруга та опір, що дає змогу зрозуміти і керувати процесами, що відбуваються у електричних колах.
Питання та відповіді
Які принципи лежать в основі Закону Ома для повного кола?
Принципи, що лежать в основі Закону Ома для повного кола, полягають у встановленні взаємозв’язку між силою струму, напругою та опором у електричному колі. Згідно з Законом Ома, сила струму в колі пропорційна напрузі та обернено пропорційна опору.
Як застосовувати Закон Ома для повного кола?
Для застосування Закону Ома для повного кола потрібно знати значення напруги на джерелі струму та опір кола. За формулою I = U/R знаходимо силу струму, де I – сила струму, U – напруга, R – опір. Таким чином, ми можемо визначити силу струму в колі.
Які ще закони пов’язані з Законом Ома для повного кола?
Окрім Закону Ома для повного кола, існують ще декілька законів, які доповнюють його, зокрема закон Джоуля-Ленца, який пов’язує потужність в колі з опором та силою струму. Також існує закон Кірхгофа про збереження заряду, який дозволяє розрахувати силу струму в різних гілках кола.