Закон Ома для участка и полной цепи


Закон ома один из ключевых законов который позволяет понять закономерность между напряжением, сопротивлением и силой тока. Для более легкого усвоения данного закона давайте вернемся к примеру с дорогой, по которой двигаются автомобили. Если Вы государственный чиновник отвечающий за пополнение бюджета города с помощью камер фиксации нарушений, то ваша эффективность напрямую зависит от потока автомобилей (отбросив прочие составляющие к которым мы еще вернемся). Поток автомобилей очень похож на движение электронов в проводнике. Для увеличения потока автомобилей в проводнике есть два варианта

1.Увеличить напряжение для увеличения тока

В нашем примере с дорогой и автомобилями можно привести аналогию напряжения по примеру напряжения водителя желающего успеть на распродажу в магазине или роды своей супруги. Чем выше напряжение водителя, тем больше его скорость и в масштабах потока автомобилей это увеличивает пропускную способность участка дороги (участка цепи).

2. Снижение сопротивления приводит к увеличению тока

Чем ниже сопротивление участка цепи, тем больше ток, так как электронам очень просто пройти через хороший проводник с низким сопротивлением. На примере все той же дороги, можно представить как меняется скорость автомобильного потока, если чиновники решают отремонтировать старый мост через реку, который был в ужасном состояние и имел очень очень большое число ям и выбоин. И вот положив новый и гладкий асфальт, скорость движения и пропускная способность нашего бедного моста выросла в разы. Чиновнику остается только поставить камеру и повесить знак, чтобы собирать еще больше денег для нужд города и его слуг.

Вывод: Сила тока на участке цепи прямопропорционально напряжению (с увеличением напряжения увеличивается и сила тока) и обратно пропорционально сопротивлению участка цепи (с увеличением сопротивления сила тока становиться меньше)

Закон Ома для полной цепи


Представим, что мы проложили маршрут в навигаторе, где выезжаем из одного конца города, проезжаем круг по шоссе, сельской дороге и бетонному мосту и возвращаемся обратно в город, но с другой стороны. Если нам нужно знать время потраченное на участок маршрута по шоссе, то мы укажем начало шоссе и его конец, получим время. Точно так же можно сделать для любого участка маршрута, в результате мы получим что-то похожее на закон Ома для участка цепи, но когда нам нужно вычислить общее время в пути с начало движения до конца, то сумму отрезков будет не достаточно, нам нужно будет учитывать еще и пробки в городе, светофоры и плотный городской трафик, так как выезжаем мы с одной стороны города, а приезжаем в другую.

https://alexragulin.ru/img/lesson/3f/3f68cbb614aa1a7c08bffec33bf4190520210328120652.jpg

Закон Ома для полной цепи учитывает еще и внутренне сопротивление источника ЭДС, которое плюсуется к сопротивлению всей цепи. Так же в формуле закона Ома для полной цепи фигурирует понятие ЭДС, а не напряжения, для понимания разницы которых давайте представим пальчиков батарейку. Если измерять напряжение на полюсах батарейки, то мы получим 1.5 вольта - это будет ЭДС, а вот как только мы подключим две лампочки соединенные последовательно и измеряем напряжение на одной или сразу на обоих, то получим напряжение.

Определение ЭДС в радиоаппаратуре применяется крайне редко и встретить человека который до конца понимает разницу или хотя бы слышал о таком понятие это большая редкость, так что мы не будем заострять наше внимание на нем.

Применение закона Ома в быту


Вы знаете, что на нагревательном элементе стиральной машины написано 1700W и Вы знаете, что напряжение в сети 220 вольт, Вам нужно определить исправен ли ТЭН. Для этого Вы умоножаете 220 на 220 (или возводите напряжение в квадрат) и делите на 1700, получаем 28 Ом, при 20 градусах и с поправкой +-10%. Если сопротивление ТЭН в этом пределе, то Вы можете сделать Вывод о его исправности и так с любым узлом бытового прибора

https://alexragulin.ru/img/lesson/d9/d9c516bde009b53bf89092774d13c51920210328120652.jpg

Стоит отметить, что все наши примеры и высказывания очень упрощенные и скорректированные для простоты восприятия, так например сопротивление компрессора бытового холодильника обычно находится в 20-30 Ом, но его потребляемая мощность не пропорционально этому значению и сила така редко превышает 1 Ампер (за исключением нескольких секунд на старте, где потребление может быть до 5 ампер). Если мы умножим 1 ампер на 220 вольт, то получим 220 ватт потребляемая мощность (не путать с хладопроизводительностью, которая равно 0.8 от потребляемой). Здесь большую роль играет реактивное сопротивление компрессора, которое состоит из индуктивного и емкостного. Так как обмотки двигателя компрессора это большие катушки индуктивности по своей сути, то они имеют большое индуктивное сопротивление, что и не позволяет нашему току двигаться очень быстро, а значит и мощность не будет как у ТЭН стиральной машины, хотя активное (омическое) сопротивление у них одинаковое.



*Закон Ома может не соблюдаться в диодах и транзисторах, в электронных лампах и при высоких частотах, а так же в ряде вдругих случаев.
*Закон Ома установлен в 1826 году и опубликован в 1827 году Георгом Омом

Комментарии и вопросы