Закон Ома для участка цепи
Немецкий ученый Георг Ом в 1826 году провел серию опытов и получил зависимость, которую впоследствии назвали законом Ома.
Для разных проводников он строил так называемые вольт-амперные характеристики – графики зависимости силы тока от напряжения.
В результате была обнаружена линейная связь силы тока с напряжением: увеличивая напряжение, увеличиваем и силу тока, это увеличение происходит прямо пропорционально: .
Однако, как видно из графиков, для каждого проводника коэффициент пропорциональности разный. Это означало, что каждый проводник обладает некоторой мерой проводимости тока, и для разных проводников она разная. Эту величину назвали электрическим сопротивлением. Обозначение сопротивления – R.
При одном и том же напряжении проводники с меньшим сопротивлением будут пропускать ток большей силы.
Используя опытные результаты, Омом был сформулирован закон, впоследствии названный законом Ома для участка цепи. Закон Ома для участка цепи:сила тока для однородного проводника на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
Закон Ома – один из основополагающих законов физики. Открытие его в свое время позволило сделать огромный скачок в науке. В настоящее время невозможно себе представить любой самый элементарный расчет основных электрических величин для любой цепи без использования закона Ома. Из формулы для закона Ома можно рассчитать также величины напряжения и сопротивления участка цепи:
U=IR и R=U/I
Закон Ома для полной цепи.
Полная цепь – цепь, содержащая источник тока, или же цепь, содержащая ЭДС. Для наглядного примера возьмем самый простой вариант – цепь с одним источником и одним потребителем.
Внешняя цепь (участок полной цепи без источника) характеризуется своим сопротивлением – R. Источник же характеризуется своей ЭДС, а также внутренним сопротивлением – r.
ЭДС равна сумме падений напряжения на внешней цепи и на самом источнике: Здесь:
– напряжение, подаваемое во внешнюю цепь;
– падение напряжения на источнике.
Внешняя цепь, конечно же, является участком цепи, поэтому для нее справедлив закон Ома:
Через источник проходит точно такой же ток, поэтому:
Подставив последние два выражение в первое, получим: Или же:
Сила тока в цепи постоянного тока прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению электрической цепи.Это и называется законом Ома для полной цепи.