Вы находитесь здесь: Главная > Резисторы > Закон ома для участка цепи

Закон ома для участка цепи

Закон ома для участка цепиПожалуй, закон Ома для участка цепи является основой электротехники и электроники. Хоть какое Пособие по физике для поступающих в университеты обрисовывает Закон Ома и хоть какой инженер должен его знать. Этот закон так прост, что его, по идее, должен знать и осознавать каждый школьник. Но я встречал людей с высшим техническим образованием, которые не знали как высчитать простейшую электронную цепь из 2-ух резисторов. И это не шуточка. Вот поэтому я решил написать маленькую статью, посвящённую Закону Ома для участка цепи. Постараюсь сделать это понятными словами.

Закон Ома для участка цепи определяет зависимость меж силой тока в проводнике и напряжением (разностью потенциалов) меж 2-мя точками этого проводника. Эти точки ещё именуют сечениями. Почему? Проводник, каким бы он ни был (круглым, квадратным либо хоть какой другой формы) можно на уровне мыслей рассечь (см. рис. 1). Это и будет сечение. А ещё есть понятие площадь поперечного сечения (обычно, когда молвят «сечение» по отношению к проводнику, то как раз и предполагают площадь поперечного сечения, но это уже другая тема).

Рис. 1. Сечение проводника.

В 1826 г. германским учёным Георгом Омом (1787-1854) было увидено, что отношение разности потенциалов (напряжения) на концах железного проводника к силе тока является величиной неизменной, другими словами: U/I = R = const Данная величина находится в зависимости от геометрических параметров проводника (другими словами от его размеров, а именно, от площади поперечного сечения), также от его электронных параметров и температуры. Данная величина именуется омическим (активным) сопротивлением, либо просто сопротивлением.

Определение закона Ома для участка цепи последующее

Закон ома для участка цепиСила тока прямо пропорциональна разности потенциалов (напряжению) на концах участка цепи и назад пропорциональна сопротивлению этого участка: I = U/R Где U – напряжение на данном участке цепи R – сопротивление данного участка цепи

Закон ома для участка цепиОмическое сопротивление проводника Сопротивление проводника – это основная электронная черта проводника. Эта черта определяет упорядоченное перемещение носителей тока в этом проводнике (либо на участке цепи).

Единица измерения омического сопротивления в СИ – ом (Ом). Проводник имеет сопротивление 1 Ом, если при силе тока в этом проводнике 1 А разность потенциалов (напряжение) на его концах равна 1 В, другими словами 1 Ом = 1 В / 1 А Другими словами, если взять проводник, по которому течёт ток силой 1 А, отмерить отрезок этого проводника таким макаром, чтоб напряжение на концах этого отрезка было равно 1 В, то сопротивление этого отрезка будет 1 Ом (рис. 2).

Закон ома для участка цепиРис. 2. Сопротивление проводника.

Малость практики Как говаривал один узнаваемый товарищ – теория без практики мертва. Надеюсь, что всё прочитанное выше вы сообразили. Но остался один вопрос – для чего это нужно? Где можно применить приобретенные познания на практике? Приведу два обычных примера, которые, но, употребляются очень нередко в электронике.

Делитель напряжения Достаточно нередко приходится сталкиваться с необходимостью снизить напряжение, к примеру, с 12 до 3 вольт. Сделать это можно при помощи 2-ух резисторов (см. рис. 3). Если вы не понимаете, что такое резисторы, то советую ознакомиться со статьёй РЕЗИСТОРЫ. Ну а если понимаете, то далее сможете прочесть о том, как это сделать.

Задачка, в общем-то, не непростая. Требуется подобрать два резистора таким макаром, чтоб падение напряжения на одном из их составляло 3 вольта, а на втором – (12 – 3) = 9 вольт (для нашего примера). Не считая того, следует знать ток, который должен протекать в цепи. Допустим, что в нашем случае ток должен быть равен 50 мА (0,05 А). Тогда, используя закон Ома для участка цепи, вычислим полное сопротивление цепи, другими словами общее сопротивление резисторов R1 и R2: R = U/I = 12 В / 0,05 А = 240 Ом Напомню, что все единицы измерения должны соответствовать принятым в СИ, другими словами напряжение измеряется в ВОЛЬТАХ, ток – в АМПЕРАХ, а сопротивление – в ОМАХ.

Так как на любом участке цепи из поочередно включенных частей ток схож, то вычислить сопротивление резисторов R2 и R1 не составит труда: R1 = U1 / I = 9 / 0,05 = 180 Ом R2 = U2 / I = 3 / 0,05 = 60 Ом Ну вот и всё. Задачка решена. Но использовать таковой делитель необходимо с разумом. Ведь неважно какая нагрузка имеет своё сопротивление, которое именуется входным сопротивлением. Это означает, что, подключив нагрузку к выходу делителя, мы тем уменьшим сопротивление цепи, а это, в свою очередь, прирастит ток в цепи и падение напряжения на резисторе R1 возрастет, а на нагрузке, соответственно, уменьшится. Что из этого следует? А следует из этого тот грустный факт, что сколь-нибудь сильную нагрузку подключать к выходу делителя нецелесообразно. Потому такие делители употребляются в главном, в электрических схемах, где протекают относительно маленькие токи.

Если любопытно, то вы сможете малость поэкспериментировать с делителем напряжения с помощью представленного ниже флэш-ролика (рис. 3). Для конфигурации входного напряжения и сопротивления резисторов воспользуйтесь соответствующыми «ползунками» либо конкретно введите данные в поля жёлтого цвета. Если флэш-ролик не отображается либо не работает, то вам придётся настроить (либо поменять) ваш браузер и/либо установить (обновить) флэш-плеер.

Рис. 3. Делитель напряжения.

Как зажечь (но не спалить) светодиод? Светодиоды в наше время используются очень обширно – от обычных устройств индикации до авто фонарей и светофоров. Может быть, у вас появлялась идея поменять лампочки в автомобиле на светодиоды. Как опытный автомобилист я вам этого делать не советую – возни много, а смысла не достаточно. А ах так электронщик – помогу разобраться в премудростях включения светодиодов в электронную цепь. Дело это несложное, но многие просто понятия не имеют, что и тут необходимо всё делать «по науке». А позже молвят, что светодиоды – вещь ненадёжная, хотя, обычно, выходят из строя светодиоды при правильной эксплуатации очень и очень изредка. А вот при неверной – ещё как. При желании спалить светодиод можно мгновенно.

Нужно сказать, что на данный момент в магазинах достаточно много различных «мигающих» и иных светодиодов, которые по сути являются электрическими устройствами, встроенными в корпус светодиодов. Такие устройства можно подключать конкретно к источнику питания, без гасящего резистора. Но мы тут будем гласить об обыденных светодиодах.

Схема включения светодиода показана на рис. 4. При включении светодиода в цепь неизменного тока нужно соблюдать полярность (см. документацию на светодиод).

Итак, главное, что нам необходимо знать:

Наибольшее напряжение

Очень допустимый ток светодиода Очень допустимый ток светодиода – это ток, при котором гарантируется длительная работа светодиода без выхода его из строя. Не нужно путать с краткосрочным наибольшим током. Эти данные берутся из справочных материалов. Но обычно ток светодиода составляет 10…20 мА.

Итак, допустим, что мы для чего-то желаем установить светодиод на автомобиль. Напряжение бортовой сети автомобиля при исправном оборудовании не может превосходить 15 В. На это напряжение и будем рассчитывать. Допустим, что наибольший ток нашего светодиода составляет 20 мА (0,02 А). Дальше нам нужно учитывать тот факт, что на любом полупроводнике (коим является и светодиод) падает какое-то напряжение. Для светодиодов это обычно 1,5…2 В. Примем его для нашего варианта равным 2 В.

Так как резистор и светодиод будут подключены поочередно, то очень вероятное напряжение на резисторе для нашего примера будет U1 = U – Ud = 15 – 2 = 13 Где U1 – напряжение на гасящем резисторе R1 U – входное напряжение Ud – напряжение, падающее на светодиоде Сейчас остаётся высчитать резистор таким макаром, чтоб через него протекал ток 20 мА при напряжении 13 В. Делаем это при помощи известного нам закона Ома для участка цепи: R = U1 / I = 13 / 0,02 = 650 Ом Ну вот и всё. Задачка решена – для включения светодиода с данными чертами нам будет нужно резистор сопротивлением 650 Ом. Но сопротивление – это не единственный параметр резистора. Резистор ещё обязан иметь подходящую мощность. Не считая того, индустрией не выпускаются резисторы сопротивлением 650 Ом (поточнее, выпускаются, но для особенных случаев). Но это уже другая история. Желаете знать больше? Читайте статью РЕЗИСТОРЫ.

Ну и не считая того предоставлю вам возможность закрепить приобретенный материал при помощи флэш-ролика (рис. 4).

Закон ома для участка цепиРис. 4. Подключение светодиода.

См. также:

Методические пособия по физике

Интерактивный учебник по физике

Закон ома для участка цепиКнижки по физике

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • Twitter
  • RSS

Оставить комментарий

Подтвердите, что Вы не бот — выберите самый большой кружок: