Jak formulovat Ohmův zákon pro úsek obvodu

Elektrický odpor vodiče nezávisí na napětí, které je na něj aplikováno.

Co je elektrický odpor? Nejjednodušší způsob, jak to vysvětlit, je analogicky s vodní dýmkou. Představte si, že voda je druh elektrického proudu, který vzniká směrovým pohybem elektronů ve vodiči a napětí je analogií tlaku (tlaku) vody. Odpor je síla, kterou médium brání jejich pohybu a kterou musí překonat elektrony nebo voda, v důsledku čehož se vykoná práce a uvolní se teplo. To je přesně model, který si Georg Ohm představil ve 1820. letech XNUMX. století, když začal zkoumat povahu toho, co se děje v elektrických obvodech.

Ve vodovodním potrubí je situace taková, že čím vyšší je tlak vody, tím relativně větší část energie je vynaložena na překonání odporu v potrubí, protože se zvyšuje turbulence tok. Ohm z toho vycházel, když se pustil do experimentů na měření závislosti proudu na napětí. A velmi brzy se ukázalo, že v elektrických vodičích se nic takového neděje: odolnost látky vůči elektrickému proudu je úplná nezávisí z přiloženého napětí. Toto je v podstatě Ohmův zákon, který (pro samostatnou část obvodu) je napsán velmi jednoduše:

kde V je napětí aplikované na část obvodu, Já – proud a R je elektrický odpor části obvodu.

Dnes víme, že elektrická vodivost je způsobena pohybem volných elektronů a odpor je způsoben srážkou těchto elektronů s atomy krystalové mřížky (cm. Elektronová teorie vodivosti). Při každé takové srážce se část energie volného elektronu předá atomu, který v důsledku toho začne intenzivněji vibrovat a v důsledku toho pozorujeme zahřívání vodiče vlivem elektrického proudu. Zvýšení napětí v obvodu nijak neovlivňuje podíl tepelných ztrát tohoto druhu a poměr napětí a elektrického proudu zůstává konstantní.

Když však Georg Ohm experimentálně objevil svůj zákon, atomová teorie struktury hmoty byla v plenkách a do objevu elektronu zbývalo několik desetiletí. Vzorec na to tedy zní V=IR byl čistě experimentální výsledek. Dnes máme poměrně harmonickou a zároveň komplexní teorii elektrické vodivosti a chápeme, že Ohmův zákon ve své původní podobě je jen hrubým přiblížením. To nám však nebrání v jeho úspěšném použití pro výpočet nejsložitějších elektrických obvodů používaných v průmyslu a každodenním životě. Jednotka SI elektrického odporu se nazývá Ohm na počest tohoto vynikajícího vědce.

Georg Simon OM
Georg Simon Ohm, 1789-1854

Německý fyzik. Narozen v Erlangenu v roce 1789 (podle jiných zdrojů – v roce 1787). Vystudoval místní univerzitu. Učil matematiku a přírodní vědy. Uznání v akademických kruzích se mu dostalo poměrně pozdě, teprve v roce 1849 se stal profesorem na mnichovské univerzitě, i když již v roce 1827 zveřejnil zákon, který nyní nese jeho jméno. Kromě elektřiny se zabýval akustikou a studiem lidského sluchu.

Zobrazit komentáře (10)
Sbalit komentáře (10)

kent10000 27.05.2005 19:41 Odpovědět

Potřebuji esej o fyzice na téma „Ohmův zákon pro část obvodu“

Kiber-Kot kent10000 25.10.2006 20:37 Odpovědět

DEJTE SI ABSTRAKT DO MÉHO INOX

sanyok9228 kent10000 27.10.2006 17:57 Odpovědět

hodit to na krabici. [email protected]

BTC 08.11.2005 22:32 Odpovědět

1. Ohmův zákon: I=U/R.
2. U=RI- se nazývá úbytek napětí na R.
3. Pro výše uvedený obrázek: I=V/R – Ohmův zákon pro uzavřený obvod.
(http://frisk.newmail.ru/)

ydm1 BTC 14.07.2007 06:28 Odpovědět

Ohmův zákon.
Vysvětlení v jednoduchém jazyce

Moc 28.01.2006 11:15 Odpovědět

Zní to trochu nezvykle. Obecně se na vodič „nepřivádí“ napětí. Obvykle se přivádí do nějaké zátěže vodičem.
A protože vodič má odpor, je zvykem mluvit o poklesu napětí na vodiči. Tento pokles závisí na odporu vodiče a proudu, který jím prochází. Odpor samotného vodiče závisí na teplotě.

Dimon_vdl 11.06.2008. 22. 07 XNUMX:XNUMX Odpovědět

A ve škole nám řekli, že Ohmův zákon zní takto:
„Síla elektrického proudu ve vodiči je přímo úměrná rozdílu potenciálu (napětí) aplikovanému na jeho konce. Součinitel úměrnosti je vodivost – vlastnost charakterizující vodič. Převrácená hodnota vodivosti se nazývá odpor vodiče vůči elektrickému proudu.”

A také nám bylo řečeno, že „Říct, že Ohmův zákon je U=I*R, je špatné, protože To není zákon, ale jen rovnice. Om nešel nikomu říct U=IR.” Museli nás hodně napálit.

Metajamm 09.11.2008 09:42 Odpovědět

Zvláštní a (IMHO) velmi hloupé vysvětlení! Pozornost je věnována takové nuanci, jako je nezávislost odporu, ale skutečným bodem je závislost síly proudu identifikované Ohmem. Co se děje, je mnohem jasnější, řekneme-li „na prstech“, že proud závisí na odporu, který „interferuje“ s proudem, a na napětí „s pomocí“, kterým proud tento odpor překoná. Zbývá pouze uspořádat písmena a ikony vzorce, ukázat příklady výpočtu kteréhokoli z těchto 3 parametrů, pokud jsou známy další 2. A vše se okamžitě vyjasní. Kdybych nechápal Ohmův zákon, článek by mi jen zmátl mozek.

xfv78 26.01.2009 18:30 Odpovědět

Hodina fyziky v 9. ročníku na téma:
‘Ohmův zákon’.
Cíl lekce: seznámení s Ohmovým zákonem a jeho aplikací při řešení úloh. Rozvoj mezioborových vazeb mezi matematikou a fyzikou.
Vybavení: voltmetr, ampérmetr, rezistor, reostat, napájecí zdroj, propojovací vodiče.

Plán lekce.
1. organizační moment. (příprava třídy na hodinu).
2. kontrola domácích úkolů. Mluvte o rezistorech.
3. prezentace matematika na témata: přímá úměrnost, graf, nepřímá úměrnost, graf.
Jak již dávno víme, matematika vznikla před tisíci lety a byla vytvořena k řešení četných praktických problémů, které vyvstaly v životě každého člověka i v životě lidských společenství. Pro praxi jsou zajímavé zejména vzorce, tedy správné rovnosti, které popisují závislosti mezi veličinami.
Vztahy mezi veličinami jsou různé: 1) pokud se dvě veličiny mění tak, že poměr odpovídajících hodnot těchto veličin zůstává konstantní číslo, pak se takové veličiny nazývají přímo úměrné. Příklad: závislost vzdálenosti a času rovnoměrného pohybu je přímo úměrná: s = υ*t.
Přímo úměrné veličiny lze charakterizovat i takto: s několikanásobným zvýšením (poklesem) jedné veličiny se o stejnou hodnotu zvýší (sníží) jiná veličina.
2). Pokud se dvě veličiny změní tak, že součin odpovídajících hodnot těchto veličin zůstane konstantním číslem, pak se takové veličiny nazývají nepřímo úměrné. Nepřímo úměrné veličiny lze charakterizovat takto: při vícenásobném zvýšení (poklesu) jedné veličiny se jiná veličina o stejnou hodnotu sníží (zvětší).
Vy i já známe graf přímé úměrnosti y = x, nepřímé úměrnosti y=1/x. Zopakujme si je a pracujme podle tabulek.
Dva studenti sestavují grafy funkcí: y=6/x; y = 12/x; y = 24/x; y=36/x je první.
y=x; y=2x; y=4x; y=5x je druhý.
Zbytek spolupracuje s učitelem pomocí karet:
Sestrojte vzorec popisující vztahy mezi veličinami. Co je to za závislost?
1) Lyžař jde rychlostí 6 km/h, jakou vzdálenost urazí za 2,5 hodiny? Jak dlouho mu bude trvat ujet 27 km?
2) Kilogram brambor stojí 6 rublů. Kolik zaplatíte za 2,5 kg brambor? Kolik brambor si můžete koupit za 27 rublů?
3) Kohoutkem proteče 6 litrů vody za minutu. Kolik vody proteče kohoutkem za 2,5 minuty? Za jak dlouho proteče kohoutkem 27 litrů vody?
4) Minutová ručička se otočí pod úhlem 1° za 6 minutu. O jaký úhel se otočí za 2,5 minuty? Jak dlouho bude minutové ručce trvat, než se otočí o úhel 27°?
Na výkresech jsou uvedeny grafy (grafy sestrojené dvěma studenty). Určete z nich koeficienty úměrnosti a jejich vzorce. Jak závisí umístění grafu funkce na koeficientu úměrnosti? Nyní můžeme získané znalosti aplikovat v hodině fyziky.

Práce ve třídě s učitelem fyziky.
4. Voltampérová charakteristika vodiče.
a) Zkušenosti objasňující závislost proudu na napětí při konstantním odporu: I~U
UIU
2U 2I
3U 3I

b) Zkušenosti objasňující závislost proudu na odporu při konstantním napětí: I~1/RI
RI
2R I/2
3R I/3

5. Ohmův zákon. I~U; I~1/RI=U/R.
Síla proudu v části obvodu je přímo úměrná napětí v této části a nepřímo úměrná jejímu odporu.

5. zkrat – spojení 2 bodů elektrického obvodu pod napětím, zkrat vodiče s velmi malým odporem.
6. řešení problémů. Na obrázku jsou grafy 1,2 závislosti I na U pro 2 vodiče. Který z těchto vodičů má největší odpor?
Já, A

U,V
7. domácí úkol 12?45,47,50.
8. upevnění 1. Jak se změní síla proudu v části obvodu, když se při konstantním odporu zvýší napětí na jeho koncích?
2. Jak se změní síla proudu v části obvodu, pokud se při konstantním napětí zvýší odpor části obvodu?
3. Jaký vzorec se používá pro zjištění napětí, pokud je známa proudová síla a odpor daného úseku.
4. Co se nazývá zkrat? Proč se aktuální zvyšuje?

film 07.06.2010. 19. 42 XNUMX:XNUMX Odpovědět

Ohmův zákon – fyzikální zákon, který vymezuje vztah mezi elektrickými veličinami – napětím, odporem a proudem pro vodiče.
Poprvé byl objeven a popsán v roce 1826 německým fyzikem Georgem Ohmem, který ukázal (pomocí galvanometru) kvantitativní vztah mezi elektromotorickou silou, elektrickým proudem a vlastnostmi vodiče jako úměrný vztah.
Následně se vlastnosti vodiče schopného odolávat elektrickému proudu na základě této závislosti začaly nazývat elektrický odpor (Resistance), označovaný ve výpočtech a schématech písmenem R a měřeno v Ohmech na počest objevitele.
Samotný zdroj elektrické energie má také vnitřní odpor, který se obvykle označuje písmenem r.

Ohmův zákon pro část obvodu

Ze školního kurzu fyziky je každému dobře známa klasická interpretace Ohmova zákona:

Síla proudu ve vodiči je přímo úměrná napětí na koncích vodiče a nepřímo úměrná jeho odporu.

To znamená, pokud je na koncích vodiče odpor R = přivedené napětí 1 ohm U = 1 Volt, pak velikost proudu I ve vodiči se bude rovnat 1/1 = 1 Ampér.

To vede ke dvěma dalším užitečným vztahům:

Protéká-li vodičem s odporem 1 Ohm proud 1 Ampér, pak na koncích vodiče je napětí 1 Volt (úbytek napětí).

Pokud je na koncích vodiče napětí 1 Volt a protéká jím proud 1 Ampér, pak je odpor vodiče 1 Ohm.

Výše uvedené vzorce v této podobě lze aplikovat na střídavý proud pouze v případě, že obvod sestává pouze z aktivního odporu R.
Kromě toho je třeba mít na paměti, že Ohmův zákon platí pouze pro prvky lineárního obvodu.

Pro praktické výpočty je k dispozici jednoduchá online kalkulačka.

Ohmův zákon. Výpočet napětí, odporu, proudu, výkonu.
Po resetování zadejte libovolné dva známé parametry.

I=U/R; U=IR; R=U/I;
P=UI P=U2/R; P=I2R;
R=U2/P; R=P/I² U=√(PR) I= √(P/R)

Ohmův zákon pro uzavřený obvod

Pokud připojíte externí obvod s odporem ke zdroji el R, proud poteče v obvodu s ohledem na vnitřní odpor zdroje:

I — Síla proudu v obvodu.
— Elektromotorická síla (EMF) je velikost napětí zdroje energie nezávislá na vnějším obvodu (bez zátěže). Vyznačuje se potenciální energií zdroje.
r — Vnitřní odpor napájecího zdroje.

Pro elektromotorickou sílu, vnější odpor R a vnitřní r jsou zapojeny do série, což znamená, že velikost proudu v obvodu je určena hodnotou emf a součtem odporů: I = /(R+r) .

Napětí na svorkách vnějšího obvodu bude určeno na základě proudu a odporu R vztah, o kterém již byla řeč výše: U = IR.
Stres U, při připojení zátěže R, bude vždy nižší než EMF o hodnotu produktu Ir, který se nazývá úbytek napětí na vnitřním odporu napájecího zdroje.
S tímto jevem se setkáváme poměrně často, když vidíme částečně vybité baterie nebo akumulátory v provozu.
S postupujícím vybíjením se zvyšuje jejich vnitřní odpor, proto se zvyšuje úbytek napětí uvnitř zdroje, což znamená, že vnější napětí klesá U = — Ir.
Čím nižší je proud a vnitřní odpor zdroje, tím je hodnota jeho EMF a napětí na jeho svorkách bližší U.
Pokud je proud v obvodu nulový, tedy = U. Obvod je otevřený, emf zdroje se rovná napětí na jeho svorkách.

V případech, kdy lze zanedbat vnitřní odpor zdroje (r ≈ 0), napětí na svorkách zdroje se bude rovnat EMF ( ≈ U ) bez ohledu na odpor vnějšího obvodu R.
Tento zdroj energie se nazývá zdroj napětí.

Ohmův zákon pro střídavý proud

Pokud je ve střídavém obvodu indukčnost nebo kapacita, je třeba vzít v úvahu její reaktanci.
V tomto případě bude záznam pro Ohmův zákon vypadat takto:

Zde Z — celkový (komplexní) odpor obvodu — impedance. Zahrnuje aktivní R a reaktivní X komponenty.
Reaktance závisí na jmenovitých hodnotách reaktivních prvků, na frekvenci a tvaru proudu v obvodu.
Více o komplexním odporu se dozvíte na stránce impedance.

S přihlédnutím k fázovému posunu φvytvořený reaktivními prvky, Ohmův zákon je obvykle psán pro sinusový střídavý proud v komplexní podobě:

je komplexní amplituda proudu. = I_ampe jφ
— komplexní amplituda napětí. =U_ampe jφ
– komplexní odpor. Impedance.
φ – úhel fázového posunu mezi proudem a napětím.
e — konstanta, základ přirozeného logaritmu.
j — pomyslná jednotka.
I_amp , NEBO_amp — hodnoty amplitudy sinusového proudu a napětí.

Nelineární prvky a obvody

Ohmův zákon není základním přírodním zákonem a lze jej v omezených případech použít, například pro většinu vodičů.
Nelze jej použít pro výpočet napětí a proudu v polovodičových nebo vakuových zařízeních, kde tato závislost není úměrná a lze ji určit pouze pomocí charakteristiky proud-napětí (voltampérové ​​charakteristiky). Do této kategorie prvků patří všechna polovodičová zařízení (diody, tranzistory, zenerovy diody, tyristory, varikapy atd.) a elektronky.
Takové prvky a obvody, ve kterých se používají, se nazývají nelineární.

Komentáře a návrhy jsou přijímány a vítány!