Как сказал.
Все мы гении. Но если вы будете судить рыбу по её способности взбираться на дерево, она проживёт всю жизнь, считая себя дурой.
Альберт Эйнштейн
Вопросы к экзамену
Для всех групп технического профиля
Список лекций по физике за 1,2 семестр
Я учу детей тому, как надо учиться
Часто сталкиваюсь с тем, что дети не верят в то, что могут учиться и научиться, считают, что учиться очень трудно.
Урок 30. Лабораторная работа № 07. Изучение закона Ома для участка цепи.
Тема: «Изучение закона Ома для участка цепи»
Цель работы: установить на опыте зависимость силы тока от напряжения и сопротивления.
Оборудование: амперметр лабораторный, вольтметр лабораторный, источник питания, набор из трёх резисторов сопротивлениями 1 Ом, 2 Ом, 4 Ом, реостат, ключ замыкания тока, соединительные провода.
Краткие теоритические сведения
Количественной мерой электрического тока служит сила тока I
В Международной системе единиц СИ сила тока измеряется в амперах [А].
Прибор для измерения силы тока Амперметр. Включается в цепь последовательно
На схемах электрических цепей амперметр обозначается 
.
Напряжение – это физическая величина, характеризующая действие электрического поля на заряженные частицы, численно равно работе электрического поля по перемещению заряда из точки с потенциалом φ 1 в точку с потенциалом φ 2
U 12 = φ 1 – φ 2 
q – электрический заряд
Единица напряжения – Вольт [В]
Прибор для измерения напряжения – Вольтметр. Подключается в цепь параллельно тому участку цепи, на котором измеряется разность потенциалов.
На схемах электрических цепей амперметр обозначается 
.
Величина, характеризующая противодействие электрическому току в проводнике, которое обусловлено внутренним строением проводника и хаотическим движением его частиц, называется электрическим сопротивлением проводника.
Электрическое сопротивление проводника зависит от размеров и формы проводника и от материала, из которого изготовлен проводник.
S – площадь поперечного сечения проводника
l – длина проводника
ρ – удельное сопротивление проводника
В СИ единицей электрического сопротивления проводников служит ом [Ом].
Закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
Назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.
1. Для выполнения работы соберите электрическую цепь из источника тока, амперметра, реостата, проволочного резистора сопротивлением 2 Ом и ключа. Параллельно проволочному резистору присоедините вольтметр (см. схему).
2. Опыт 1. Исследование зависимости силы тока от напряжения на данном участке цепи. Включите ток. При помощи реостата доведите напряжение на зажимах проволочного резистора до 1 В, затем до 2 В и до 3 В. Каждый раз при этом измеряйте силу тока и результаты записывайте в табл. 1.
3. По данным опытов постройте график зависимости силы тока от напряжения. Сделайте вывод.
4. Опыт 2. Исследование зависимости силы тока от сопротивления участка цепи при постоянном напряжении на его концах. Включите в цепь по той же схеме проволочный резистор сначала сопротивлением 1 Ом, затем 2 Ом и 4 Ом. При помощи реостата устанавливайте на концах участка каждый раз одно и то же напряжение, например, 2 В. Измеряйте при этом силу тока, результаты записывайте в табл 2.
Таблица 2. Постоянное напряжение на участке 2 В
Сопротивление участка, Ом
5. По данным опытов постройте график зависимости силы тока от сопротивления. Сделайте вывод.
6. Ответьте на контрольные вопросы.
1. Что такое электрический ток?
2. Дайте определение силы тока. Как обозначается? По какой формуле находится?
3. Какова единица измерения силы тока?
4. Каким прибором измеряется сила тока? Как он включается в электрическую цепь?
5. Дайте определение напряжения. Как обозначается? По какой формуле находится?
6. Какова единица измерения напряжения?
7. Каким прибором измеряется напряжение? Как он включается в электрическую цепь?
8. Дайте определение сопротивления. Как обозначается? По какой формуле находится?
9. Какова единица измерения сопротивления?
10. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.
Вариант выполнения измерений.
Опыт 1. Исследование зависимости силы тока от напряжения на данном участке цепи. Включите ток. При помощи реостата доведите напряжение на зажимах проволочного резистора до 1 В, затем до 2 В и до 3 В. Каждый раз при этом измеряйте силу тока и результаты записывайте в табл. 1.
Опыты. Сила тока, изображение и линза, теплота и вода
В работе проведены и объяснены три эксперимента, описанных в учебнике 8 класса Пёрышкина А.В., использована электронная форма учебника и Тетрадь для лабораторных работ.
Эксперимент № 1: Зависимость силы тока от напряжения
Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.
Но мы не можем видеть движущиеся в металлическом проводнике электроны. О наличии электрического тока в цепи мы можем судить лишь по различным явлениям, которые вызывает электрический ток. Такие явления называют действиями тока: магнитные, тепловые, химические.
Эти действия тока зависят от силы тока. Изменяя силу тока в цепи, можно регулировать эти действия. Но чтобы управлять током в цепи, надо знать, от чего зависит сила тока в ней.
Чем сильнее действие электрического поля на частицы, упорядоченно движущиеся в нем, тем, очевидно, и больше сила тока в цепи.
Но действие поля характеризуется физической величиной — напряжением.
Поэтому можно выдвинуть гипотезу, что сила тока зависит от напряжения. Установим эту зависимость на опыте.
Цель опыта: установить опытным путем зависимости силы тока от напряжения, построить график этой зависимости.
Соберем электрическую цепь, состоящую из источника тока, амперметра, спирали из никелиновой проволоки (проводника), ключа и параллельно присоединённого к спирали вольтметра.
Во время сборки необходимо соблюдать технику безопасности:
(А.В.Перышкин, Физика – 8, ЭФУ, стр. 120, рис.68)
Замкнем цепь и отметим показания приборов: амперметра и вольтметра.
Затем увеличим напряжения на спирали сначала вдвое, а потом втрое. При этом снимаем показания амперметра. Амперметр покажет сначала вдвое большую силу тока, а затем втрое большую силу тока.
Результаты опытов будем записывать в таблицу:
Номер опыта
Сила тока, А
Напряжение, В
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, сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.
Изобразим график зависимости силы тока в проводнике от напряжения между концами этого проводника, используя данные из полученной таблицы.
На графике в условно выбранном масштабе по горизонтальной оси отложено напряжение в вольтах, а по вертикальной — сила тока в амперах.
Рис. 1 График зависимости силы тока в проводнике от напряжения
Вывод эксперимента: опыт показывает, что, во сколько раз увеличивается напряжение, приложенное к одному и тому же проводнику, во столько же раз увеличивается сила тока в нём, сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника Гипотеза подтвердилась.
Эксперимент № 2: Получение изображения при помощи линзы
Для того чтобы управлять световыми пучками, т. е. изменять направление лучей, применяют специальные приборы, например, лупу, микроскоп. Основной частью этих приборов является линза.
Линзами называются прозрачные тела, ограниченные с двух сторон сферическими поверхностями
Линзы бывают двух видов — выпуклые и вогнутые.
Линза, у которой края намного тоньше, чем середина, является выпуклой (показать пример).
Линза, у которой края толще, чем середина, является вогнутой (показать пример).
Гипотеза работы: с помощью линз можно не только собирать или рассеивать лучи света, но и получать различные изображения предмета.
Цель опыта: получить с помощью собирающей линзы различные изображения светящейся свечи.
Для выполнения эксперимента мне необходимы следующие приборы и материалы: собирающая линза, экран, свеча, линейка.
При выполнении опыта необходимо соблюдать технику безопасности:
1. Определим фокусное расстояние линзы. Для этого при помощи линзы получим уменьшенное изображение окна. Измерим расстояние от линзы до изображения — это будет приблизительно фокусное расстояние линзы F. Оно будет измерено тем точнее, чем дальше находится экран от окна.
Фокусное расстояние собирающей линзы F = 12 см.
2. Расположим свечу за фокусом линзы, её изображение пропадёт, но по другую сторону от линзы, далеко от неё, на экране получим новое изображение. Это изображение будет увеличенным и перевёрнутым по отношению к свече.
А.В.Перышкин, Физика – 8, ЭФУ, стр. 211, рис.158
Изображение, даваемое линзой, когда расстояние от источника света больше двойного фокуса
Расстояние между свечой и линзой 22 см.
3. Теперь расстояние от источника света до линзы возьмём больше двойного фокусного расстояния линзы. Передвигая за линзой экран, получим на нём действительное, уменьшенное и перевёрнутое изображение света. Относительно линзы изображение будет находиться между фокусом и двойным фокусным расстоянием.
А.В.Перышкин, Физика – 8, ЭФУ, стр. 211, рис.159
Изображение, даваемое линзой, когда предмет находится между фокусом и двойным фокусом
Расстояние между свечой и линзой 33 см.
Такое изображение можно получить с помощью фотоаппарата.
4. Если предмет поместить между фокусом и линзой, то его изображение на экране не получится. Посмотрев на свечу через линзу, можно увидеть мнимое,прямое и увеличенное изображение. Оно находится между фокусом и двойным фокусом.
А.В.Перышкин, Физика – 8, ЭФУ, стр. 211, рис.160
Изображение, даваемое линзой, когда предмет находится между фокусом и линзой
Таким образом, размеры и расположение изображения предмета в собирающей линзе зависят от положения предмета относительно линзы.
В зависимости от того, на каком расстоянии от линзы находится предмет, можно получить или увеличенное изображение, или уменьшенное, т.е. гипотеза мною подтверждена.
Глаз иногда называют живым фотоаппаратом, так как оптическая система глаза, дающая изображение, сходна с объективом фотоаппарата, но она значительно сложнее.
Хотелось бы привести интересные факты о линзах:
1. В кладе, зарытом около тысячи лет назад викингами на шведском острове Готланд, найдены линзы сложной асферической формы из горного хрусталя.
Рене Декарт рассчитал такую форму линз только в 17 веке, но так и не смог их изготовить.
2. Первые линзы изобрел Леонардо да Винчи, но тогда они были изготовлены из стекла. Сейчас же чаще используются полимерные материалы
Эксперимент № 3: Сравнение количеств теплоты при смешивании воды разной температуры
Внутренняя энергия тела может изменяться как путём совершения работы, так и путём теплопередачи (без совершения работы). Если изменение внутренней энергии происходит путём теплопередачи, то переход энергии от одних тел к другим осуществляется теплопроводностью, конвекцией или излучением.
Энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче, называется количеством теплоты.
Измерять количество теплоты учёные стали задолго до того, как в физике появилось понятие энергии. Тогда была установлена особая единица для измерения количества теплоты — калория (кал) или килокалория (ккал).
На практике часто пользуются тепловыми расчётами. Например, при строительстве зданий необходимо учитывать, какое количество теплоты должна отдавать зданию вся система отопления. Следует также знать, какое количество теплоты будет уходить в окружающее пространство через окна, стены, двери.
Гипотеза работы: если теплопередача происходит только между двумя телами, то согласно закону сохранения энергии количество теплоты, которое отдает более нагретое тело, равно количеству теплоты, которое получает менее нагретое тело.
В соответствии с гипотезой можно сформулировать цель работы: определить количество теплоты, отданное горячей водой и полученное холодной при теплообмене, и объяснить полученный результат.
Для выполнения эксперимента мне необходимы следующие приборы и материалы: калориметр, измерительный цилиндр (мензурка), термометр, стакан.
При выполнении опыта необходимо соблюдать технику безопасности:
Нальем в калориметр горячую воду массой 100 г, а в стакан — столько же холодной и измерим температуру холодной и горячей воды.
Горячую воду нужно наливать во внутренний сосуд калориметра, вставленный во внешний сосуд.
Далее осторожно вольем холодную воду в сосуд с горячей водой, помешаем термометром полученную смесь и измерим её температуру.
Теперь можно рассчитать количество теплоты, отданное горячей водой при остывании до температуры смеси, и количество теплоты, полученное холодной водой при её нагревании до этой же температуры.
Результаты измерений и вычислений запишем в таблицу.
Масса горячей воды m, кг
Начальная температура горячей воды t, °С
Температура смеси t2, °С
Количество теплоты, отданное горячей водой Q, Дж
Масса холодной воды m1, кг
Начальная температура холодной воды t1, °С
Количество теплоты, полученное холодной водой Q1, Дж
Закон Ома для участка цепи
Разделы: Физика
Тип урока: Комбинированный.
Вид урока: Изучение нового материала.
Образовательная: установить зависимость между силой тока, напряжением на однородном участке электрической цепи и сопротивлением этого участка.
Воспитательная: развивать познавательный интерес к предмету, тренировка рационального метода запоминания формул.
Демонстрационные амперметр и вольтметр, источник тока В-24, ключ, соединительные провода, демонстрационный магазин сопротивления, ТСО, экран, магнитная доска, магниты, портрет Ома, таблицы с формулами.
Ход урока
1. Организационный момент.
Учитель: Здравствуйте, садитесь (дежурный, отсутствующие).
С целью проверки качества усвоения знаний проводится дидактическая игра “Проверь себя!”. Игра состоит из двух частей. В первой части работы дети выбирают обозначение, формулу, единицы измерения, прибор для измерения одной из основных характеристик тока. Во второй части учащиеся заполняют пропуски в таблице. Класс делится на три варианта. Каждому варианту дается определенное задание. Оценивание работ проводится методом взаимопроверки.
На предыдущих занятиях мы рассмотрели три величины, с которыми мы имеем дело в любой электрической цепи, – это … (Сила тока, напряжение и сопротивление). Но в жизни и на практике недостаточно знать в отдельности физические величины, характеризующие электрические цепи, их надо рассматривать во взаимозависимости. Вот взаимозависимость мы и будем раскрывать сегодня на уроке.
Запишите тему нашего урока: “Закон Ома для участка цепи”.
О значении исследований Георга Ома точно сказал профессор физики Мюнхенского университета Ломмель Эуген Корнелиус Йозеф при открытии памятника ученому в 1895 году “Открытие Ома было ярким факелом, осветившим ту область электричества, которая до него была окутана мраком. Ом указал единственно правильный путь через непроходимый лес непонятных фактов. Замечательные успехи в развитии электротехники, за которыми мы с удивлением наблюдали в последние десятилетия, могли быть достигнуты только на основе открытия Ома. Лишь тот в состоянии господствовать над силами природы и управлять ими, кто сумеет разгадать законы природы. Ом вырвал у природы так долго скрываемую тайну и передал ее в руки современников”.
Вопрос: Какую так долго скрываемую тайну Ом вырвал у природы и передал ее в руки современников? Давайте же выясним это.
На сегодняшнем уроке нам необходимо решить следующую задачу: выяснить, как зависит сила тока на участке цепи от приложенного напряжения и величины сопротивления одновременно. Это является главной целью нашего урока.
Итак, работу на сегодняшнем уроке будем проводить по этапам.
1) Сначала установим зависимость силы тока от напряжения, запишем математически эту зависимость и проверим на опыте.
2) Установим зависимости между силой тока и сопротивлением, при постоянном напряжении; запишем результаты в таблицу, сделаем вывод о характере этой зависимости.
3) Сделаем общий вывод о том, как зависит сила тока одновременно от напряжения и сопротивления, т.е. решим основную задачу урока.
1. Установим зависимость силы тока от напряжения на опыте.
а) На демонстрационной доске собрана цепь: источник тока, реостат, амперметр, резистор, вольтметр, ключ.
б) Чертим схему цепи на доске.
в) Включаю цепь. Вольтметр показывает 2В. Какую силу тока показывает амперметр? 0,4А.
Увеличиваю напряжение до – 3В. Изменились ли показания амперметра? Да, сила тока в цепи 0,6А.
Увеличиваю напряжение до – 4В. Как изменилась сила тока? Увеличилась, сила тока в цепи 0,8А.
Запишем полученные результаты в таблицу и начертим график:
Увеличивается напряжение, сила тока тоже увеличивается – I 
U.
Изменилось ли сопротивление проводника? Нет, оно постоянно: R= cons t.
Вывод 1. При R=const, I
а) Подумайте и скажите: будет ли одинаковой сила тока в проводнике с большим сопротивлением и в проводнике с маленьким сопротивлением? Сила тока будет разная. А в каком случае сила тока будет меньше? Где больше R.
б) Итак, давайте убедимся в этом на опыте. На столе собрана цепь: источник тока, магазин сопротивлений, амперметр, вольтметр, ключ.
б) Чертим схему цепи на доске.
в) Установим зависимость между I и R, при U=const. Начертим таблицу в тетрадь и будем ее заполнять по ходу опыта.
Сейчас общее сопротивление составляет 4 Ом, подано напряжение 5В. Какой ток в цепи? I = 1 А
Уменьшаем сопротивление до 2 Ом, не меняя напряжение, какой ток в цепи сейчас? I = 2 А. Теперь сопротивление равно1 Ом, напряжение по прежнему не меняем. Как изменилась сила тока? I = 4 А
Итак, глядя на таблицу, что можно сказать о зависимости между силой тока и сопротивлением? Начертим график.
Вывод 2: При U= const I 1/R
3. Сделаем общий вывод о том, как зависит сила тока I одновременно от U и R.
Мы уже знаем две зависимости. И теперь мы объединим эти зависимости в одну формулу. Мы получим с вами один из основных законов электрического тока, который называется законом Ома:
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению этого же участка.
“Ом вырвал у природы так долго скрываемую тайну и передал ее в руки современников” в 1827 году. Ему было 38 лет.
Пользуясь этим законом, мы можем рассчитать силу тока, зная напряжение и сопротивление, то есть, зная две величины, мы всегда можем найти третью.
5. Этап применения нового знания
Итак, ребята, между какими величинами устанавливает зависимость закон Ома?
Как зависит сила тока от напряжения?
Как зависит сила тока от сопротивления?
Как формулируется закон Ома?
Давайте решим задачи:
1. 
6. Первичная проверка полученных знаний
С целью проверки усвоения первичных знаний используются две задачи. Класс делится на два варианта. На доске высвечиваются условия задач. Проверка производится методом взаимопроверки.
7. Домашнее задание:
2. Упр. 20 (1, 2, 3) стр.88; Упр. 21 (2, 4, 6, 7) стр. 91.
3. Подготовить историческую справку об ученых, чьи имена очень тесно связаны с законом Ома.
Закон Ома: как связаны между собой напряжение, ток и сопротивление
Первая и, возможно, самая важная взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением называется законом Ома, который был открыт Георгом Симоном Омом и опубликован в его статье 1827 года «Гальваническая цепь, исследованная математически».
Напряжение, ток и сопротивление
Электрическая цепь образуется, когда создается проводящий путь, позволяющий электрическому заряду непрерывно перемещаться. Это непрерывное движение электрического заряда по проводникам цепи называется током, и о нем часто говорят как о «потоке», как о потоке жидкости через полую трубу.
Сила, побуждающая носители заряда «течь» по цепи, называется напряжением. Напряжение – это особая мера потенциальной энергии, которая всегда относительна между двумя точками. Когда мы говорим об определенной величине напряжения, присутствующего в цепи, мы имеем в виду измерение потенциальной энергии для перемещения носителей заряда из одной конкретной точки этой цепи в другую конкретную точку. Без упоминания двух конкретных точек термин «напряжение» не имеет значения.
Ток, как правило, проходит через проводники с некоторой степенью трения или противодействия движению. Это противодействие движению правильнее называть сопротивлением. Величина тока в цепи зависит от величины напряжения и величины сопротивления в цепи, препятствующего прохождению тока. Как и напряжение, сопротивление – это величина, измеряемая между двумя точками. По этой причине величины напряжения и сопротивления часто указываются как «между» двумя точками в цепи.
Единицы измерения: вольт, ампер и ом
Чтобы иметь возможность делать осмысленные утверждения об этих величинах в цепях, нам нужно уметь описывать их количества так же, как мы могли бы количественно определить массу, температуру, объем, длину или любые другие физические величины. Для массы мы можем использовать единицы «килограмм» или «грамм». Для температуры мы можем использовать градусы Фаренгейта или градусы Цельсия. В таблице ниже приведены стандартные единицы измерения электрического тока, напряжения и сопротивления:
| Величина | Символ | Единица измерения | Сокращение единицы измерения |
|---|---|---|---|
| Ток | I | Ампер | А |
| Напряжение | V | Вольт | В |
| Сопротивление | R | Ом | Ом |
«Символ», присвоенный каждой величине, представляет собой стандартную букву латинского алфавита, используемую для представления этой величины в формулах. Подобные стандартизированные буквы распространены во всех физических и технических дисциплинах и признаны во всем мире. «Сокращение единицы измерения» для каждой величины представляет собой алфавитный символ(ы), используемый в качестве сокращенного обозначения конкретной единицы измерения.
Каждая единица измерения названа в честь известного экспериментатора в области электричества: ампер в честь француза Андре М. Ампера, вольт в честь итальянца Алессандро Вольта, а ом в честь немца Георга Симона Ома.
Математический символ для каждой величины также имеет значение. «R» для сопротивления и «V» для напряжения говорят сами за себя («Resistance» и «Voltage», соответственно), тогда как «I» для тока кажется немного странным. Предполагается, что буква «I» должна представлять «интенсивность» («Intensity»)(потока заряда). Судя по исследованиям, которые мне удалось провести, кажется, что есть некоторые разногласия по поводу значения слова «I». Другой символ напряжения, «E», означает «электродвижущую силу» («Electromotive force»). Символы «E» и «V» по большей части взаимозаменяемы, хотя в некоторых текстах «E» зарезервировано для обозначения напряжения на источнике (таком как батарея или генератор), а «V»– для обозначения напряжения на любом другом элементе.
Все эти символы выражаются заглавными буквами, за исключением случаев, когда величина (особенно напряжение или ток) описывается в терминах короткого периода времени (так называемые «мгновенные» значения). Например, напряжение батареи, которое стабильно в течение длительного периода времени, будет обозначаться заглавной буквой «E», тогда как пиковое напряжения при ударе молнии в тот самый момент, когда она попадает в линию электропередачи, скорее всего, будет обозначаться строчной буквой «е» (или строчной буквой «v»), чтобы отметить это значение как имеющееся в один момент времени. Это же соглашение о нижнем регистре справедливо и для тока: строчная буква «i» представляет ток в некоторый момент времени. Однако большинство измерений в цепях постоянного тока, которые стабильны во времени, будут обозначаться заглавными буквами.
Кулон и электрический заряд
Одна из основных единиц электрических измерений, которую часто преподают в начале курсов электроники, но нечасто используют впоследствии, – это кулон – единица измерения электрического заряда, пропорциональная количеству электронов в несбалансированном состоянии. Один кулон заряда соответствует 6 250 000 000 000 000 000 электронов. Символом количества электрического заряда является заглавная буква «Q», а единица измерения кулонов обозначается «Кл». Единица измерения тока, ампер, равна 1 кулону заряда, проходящему через заданную точку в цепи за 1 секунду. В этом смысле, ток – это скорость движения электрического заряда через проводник.
Как указывалось ранее, напряжение – это мера потенциальной энергии на единицу заряда, доступная для стимулирования протекания тока из одной точки в другую. Прежде чем мы сможем точно определить, что такое «вольт», мы должны понять, как измерить эту величину, которую мы называем «потенциальной энергией». Общей метрической единицей измерения энергии любого вида является джоуль, равный количеству работы, совершаемой силой в 1 ньютон при движении на 1 метр (в том же направлении). В этих научных терминах 1 вольт равен 1 джоулю электрической потенциальной энергии на (деленному на) 1 кулон заряда. Таким образом, 9-вольтовая батарея выделяет 9 джоулей энергии на каждый кулон заряда, проходящего через цепь.
Эти единицы и символы электрических величин станут очень важны, когда мы начнем исследовать отношения между ними в цепях.
Формула закона Ома
Основное открытие Ома заключалось в том, что величина электрического тока, протекающего через металлический проводник в цепи, при любой заданной температуре прямо пропорциональна напряжению, приложенному к нему. Ом выразил свое открытие в виде простого уравнения, описывающего взаимосвязь напряжения, тока и сопротивления:
В этом алгебраическом выражении напряжение (E) равно току (I), умноженному на сопротивление (R). Используя алгебру, мы можем преобразовать это уравнение в других два варианта, решая его для I и R соответственно:
Анализ простых схем с помощью закона Ома
Давайте посмотрим, как эти формулы работают, чтобы помочь нам анализировать простые схемы:
Рисунок 1 – Пример простой схемы
В приведенной выше схеме есть только один источник напряжения (батарея слева) и только один источник сопротивления току (лампа справа). Это позволяет очень легко применить закон Ома. Если мы знаем значения любых двух из трех величин (напряжения, тока и сопротивления) в этой цепи, мы можем использовать закон Ома для определения третьей.
В этом первом примере мы вычислим величину тока (I) в цепи, учитывая значения напряжения (E) и сопротивления (R):
Рисунок 2 – Пример 1. Известны напряжение источника и сопротивление лампы
Какая величина тока (I) в этой цепи?
Во втором примере мы вычислим величину сопротивления (R) в цепи, учитывая значения напряжения (E) и тока (I):
Рисунок 3 – Пример 2. Известны напряжение источника и ток в цепи
Какое сопротивление (R) оказывает лампа?
В последнем примере мы рассчитаем величину напряжения, подаваемого батареей, с учетом значений тока (I) и сопротивления (R):
Рисунок 4 – Пример 3. Известны ток в цепи и сопротивление лампы
Какое напряжение обеспечивает батарея?
\[E = IR = (2 \ А)(7 \ Ом) = 14 \ В\]
Метода треугольника закона Ома
Закон Ома – очень простой и полезный инструмент для анализа электрических цепей. Он так часто используется при изучении электричества и электроники, что студент должен запомнить его. Если вы не очень хорошо умеете работать с формулами, то для его запоминания существует простой прием, помогающий использовать его для любой величины, зная две других. Сначала расположите буквы E, I и R в виде треугольника следующим образом:
Рисунок 5 – Треугольник закона Ома
Если вы знаете E и I и хотите определить R, просто удалите R с картинки и посмотрите, что осталось:
Рисунок 6 – Закон Ома для определения R
Если вы знаете E и R и хотите определить I, удалите I и посмотрите, что осталось:
Рисунок 7 – Закон Ома для определения I
Наконец, если вы знаете I и R и хотите определить E, удалите E и посмотрите, что осталось:
Рисунок 8 – Закон Ома для определения E
В конце концов, вам придется научиться работать с формулами, чтобы серьезно изучать электричество и электронику, но этот совет может облегчить запоминание ваших первых вычислений. Если вам удобно работать с формулами, всё, что вам нужно сделать, это зафиксировать в памяти E = IR и вывести из нее две другие формулы, когда они вам понадобятся!
