Porozumenie, vzorce a príklady výpočtu Ohmovho zákona

Na hodine fyziky študujeme jednosmerný prúd v obvode. Aby sme to pochopili, musíme dodržiavať niekoľko zákonov, jedným z nich je Ohmov zákon.

Ohmov zákon je tvrdenie, ktoré uvádza, že elektrický prúd (I) prúdiaci vo vodiči je úmerný rozdielu potenciálov (V), ktorý sa privádza na konce. To znamená, že čím väčší je potenciálny rozdiel, tým väčší prúd tečie. Naopak, ak sa daný rozdiel potenciálov zníži, tým menší bude prúd tiecť. Môžeme to formulovať nasledovne.

I = V

Keď elektrický prúd I prúdi vo vodičovom vodiči s rozdielom potenciálu na koncoch V, bude prúd nepriamo úmerný odporu, čo vedie k nasledujúcemu vzorcu.

I a 1 / R

Na základe dvoch vyššie uvedených rovníc je vzorec Ohmovho zákona nasledovný.

I = V / R alebo V = IR

Veličina R je odpor na drôte.

Ohmov zákon možno tiež vyjadriť ako „prúd pretekajúci vodičom je priamo úmerný rozdielu potenciálov medzi oboma koncami, zatiaľ čo fyzikálne podmienky vodiča, ako je teplota, napätie atď., Zostávajú konštantné“.

Graf zmeny rozdielu potenciálov s prúdom pretekajúcim vodičom je lineárny, ako je znázornené na nasledujúcom obrázku.

(obrázok)

Obmedzenia Ohmovho zákona

Ohmov zákon má však aj obmedzenia. Tento zákon bol odvodený za predpokladu, že odpor je nezávislý od prúdu. Takže odpor alebo odpor je vždy konštantný a nezávisí od prúdu (I). To znamená, že Ohmov zákon sa nevzťahuje na kvapaliny, polovodičové materiály alebo izolátory. Materiály, ktoré nie sú v súlade s Ohmovým zákonom, sa nazývajú neohmické materiály. Ďalej je uvedený graf prúdov a rozdielov potenciálov pre neohmické materiály.

(obrázok)

Pre lepšie pochopenie Ohmovho zákona môžu priatelia urobiť praktické otázky uvedené nižšie.

(Prečítajte si tiež: Koncept a uplatňovanie zákona Archimedes)

Cvičenia

Študent zapojí dva odpory R 1 a R 2 do série s jednosmerným zdrojom s napätím 20V. Môžete vypočítať prúd pretekajúci obvodom, ak je farebný kód pre rezistor:

(obrázok)

R 1 = žltá, fialová, oranžová

R 2 = hnedá, čierna, červená

Ak je to tak, poďme spolu diskutovať a spojiť odpovede.

Odpoveď

Podľa farebného kódu uhlíkového rezistora predstavuje farebné pásmo R 1 nasledujúce čísla:

Žltá = 4, fialová = 7 a oranžová = 3

R 1    = 47 x 103 Ω = 47k Ω

Odpor farebný pruh R 2 predstavuje nasledujúce čísla:

Hnedá = 1, čierna = 0 a červená = 2

R 2 = 10 x 102 Ω = 1k Ω

Takže hodnota náhradného odporu je

R = R 1 + R 2

      = 47 kΩ + 1 kΩ

R = 48 kΩ

Prúd pretekajúci obvodom, I = V / R

V = 20 V, R = 48 kΩ

>> I = 20V / 48kΩ = 4,16 x 10-4A