Закон Ома для ділянки кола
У попередніх параграфах були розглянуті три величини, з якими ми маємо справу в будь електричному ланцюзі, – це сила струму, напруга і опір. Ці величини пов’язані між собою. Залежність сили струму від напруги ми вже встановили. У § 42 на підставі дослідів було показано, що сила струму в провіднику прямо пропорційна напрузі на кінцях провідника. Зверніть увагу, що при проведенні досвіду опір провідника не змінювалося.
При проведенні фізичних дослідів, в яких визначають залежність однієї величини від іншої, всі інші величини повинні бути постійними. Якщо вони будуть змінюватися, то встановити залежність буде складніше.
Тому, визначаючи залежність сили струму від опору, напруга на кінцях провідника треба підтримувати постійним.
Щоб відповісти на питання, як залежить сила струму в ланцюзі від опору, звернемося до досвіду.
На малюнку 71 зображена електрична ланцюг. У цей ланцюг по черзі включають провідники, що володіють різними опорами. Напруга на кінцях провідника під час досвіду підтримується постійним. За цим стежать за показаннями вольтметра. Силу струму в ланцюзі вимірюють амперметром.
У першому досліді опір провідника 1 Ом і сила струму в ланцюзі 2 А. Опір другого провідника 2 Ом, т. Е. В два рази більше, а сила струму в два рази менше. І нарешті, в третьому випадку опір ланцюга збільшилася в чотири рази і в стільки ж разів зменшилася сила струму. Нагадаємо, що напруга на кінцях провідників у всіх трьох дослідах було однакове, рівне 2 В.
Узагальнюючи результати дослідів, приходимо до висновку, що сила струму в провіднику обернено пропорційна опору провідника.
Ом Георг (1787-1854)
Німецький фізик. Він вивів теоретично і підтвердив на досвіді закон, що виражає зв’язок між силою струму в ланцюзі, напругою і опором.
Залежність сили струму від напруги на кінцях ділянки кола і опору цієї ділянки називається законом Ома по імені німецького вченого Георга Ома, який відкрив цей закон в 1827 р Закон Ома читається так: сила струму в ділянці кола прямо пропорційна напрузі на кінцях цієї ділянки і обернено пропорційна його опору.
I = U / R
Тут I – сила струму в ділянці кола, U – напруга на цій ділянці, R – опір ділянки.
Закон Ома – один з основних фізичних законів.
На малюнку 72 залежність сили струму від опору провідника при одному і тому ж напрузі на його кінцях показана графічно. На цьому графіку по горизонтальній осі в умовно обраному масштабі відкладені опору провідників в Омасі, по вертикальній – сила струму в амперах.
З формули I = U / R – випливає, що
U = I – R і R = U / I
Отже, знаючи силу струму і опір, можна за законом Ома обчислити напругу на ділянці кола, а знаючи напругу і силу струму – опір ділянки.
Опір провідника можна визначити за формулою R = U / I, однак треба розуміти, що R – величина постійна для даного провідника і не залежить ні від напруги, ні від сили струму. Якщо напруга на даному провіднику збільшиться, наприклад в три рази, то в стільки ж разів збільшиться і сила струму в ньому, а відношення напруги до сили струму не зміниться.
Питання
Користуючись малюнком 71, розкажіть, як за допомогою досвіду встановлюють залежність сили струму в ділянці кола від опору цієї ділянки.
Яка залежність сили струму в провіднику від опору цього провідника?
Як формулюється закон Ома?
Як виразити напруга на ділянці кола, знаючи силу струму в ньому і його опір?
Як виразити опір ділянки кола, знаючи напругу на його кінцях і силу струму в ньому?
Вправа 29
Напруга на затискачах електричного праски 220 В, опір нагрівального елементу праски 50 Ом. Чому дорівнює сила струму в нагрівальному елементі?
Сила струму в спіралі електричної лампи 0,7 А, опір лампи 310 Ом. Визначте напругу, під яким знаходиться лампа.
Яким опором володіє вольтметр, розрахований на 150 В, якщо сила струму в ньому не повинна перевищувати 0,01 А?
Визначте за графіком (див. Рис. 69) опір провідника.
Розгляньте малюнок 71 і таблицю результатів досвіду, виконуваного відповідно до цим малюнком. Що зміниться на малюнку і в схемі електричного кола, коли будуть проводитися досліди № 2 і 3, вказані в таблиці 7?
За показниками приладів (див. Рис. 70) визначте опір провідника АВ.
На малюнку 73 зображені графіки залежності сили струму від напруги для двох провідників А і Б. Який з цих провідників володіє великим опором? Визначте опір кожного з провідників.
(2 votes, average: 5.00 out of 5)