Электрические цепи

Закон Ома для участка цепи

Когда электрическая цепь создана, свободные заряды (электроны) получают возможность двигаться. Это движение называется электрическим током, или иначе, потоком электричества. Такое движение подобно движению жидкости внутри полой трубы, но не во всём сохраняется такое подобие, есть и существенные различия.

Сила движения свободных зарядов определяется напряжением, которое является специфическим показателем потенциальной энергии. Напряжение всегда характеризуется двумя точками в электрической цепи, и потому правильнее говорить не о напряжении, а о падении напряжения между двумя точками цепи. Обычно слово падение опускают, подразумевая под обозначением «напряжение» - падение напряжения на определённом участке электрической цепи. Это значит, что употребляя термин «напряжение» всегда подразумеваются две точки участка цепи, начальная и конечная. Для одной точки понятие падения напряжения не имеет смысла, всегда две точки и конкретный участок цепи.

Свободные заряды, а в проводниках первого рода (металлы и сплавы) ими являются электроны, имеют свойство двигаться через проводник с некоторой степенью трения, оказывая сопротивление к своему движению под действие источника тока (ЭДС). Это противостояние так и называется — сопротивление.

Величина тока в цепи зависит от величины напряжения, которое разгоняет свободные электроны, и от величины сопротивления участка цепи. Точно так же как и падение напряжения (напряжение), сопротивление является величиной характеризующей участок цепи, то есть сопротивление — это всегда между двумя точками цепи.

Ток существует в электрической цепи, а падение напряжения и сопротивление — это всегда участок цепи, всегда между двумя точками.

Для того, чтобы работать с этими параметрами электрической цепи, надо иметь возможность описать их количественно, точно так же как описывается масса, объем, длина и другие физические величины.

Вот стандартные единицы измерения для электрического тока, напряжения и сопротивления:

Таблица величин присутствующих в Законе Ома

«Символ» - это обозначение физической величины в алгебраических уравнениях, на схемах, таблицах, технической документации, в дисциплинах физики и инженерии. Эти обозначения являются общепризнанными на международном уровне.

«Аббревиатура» - представляет собой алфавитный символ, который используется для сокращённой записи количества в единицах измерения. Своеобразная подкова Ω — это греческая буква «омега», именно ей и обозначают в электротехнике сопротивление.

Каждая единица измерения названа в честь известного исследователя электричества. Сила тока в честь француза Андре Мари Ампера, напряжение в честь Алессандро Вольта, и сопротивление в честь немецкого исследователя — Георга Симона Ома.

Закон Ома — взаимосвязь трёх величин

Все три величины: напряжение, ток и сопротивление, взаимосвязаны. Такую взаимосвязь обнаружил Георг Симон Ом и опубликовал в статье в 1827 году. Он математически исследовал гальваническую электрическую цепь.

Основным открытием Ома было то, что величина силы тока, проходящего через металлический проводник прямо пропорциональна напряжению, что и выразил он в виде математической записи — уравнения (формулы).

Закон Ома для участка цепи

В этом алгебраическом выражении напряжение (V) равно величине силе тока (I) умноженной на сопротивление (R). Используя алгебраические методы, мы можем манипулировать этим уравнением и записать его ещё в двух вариантах, для I и для R соответственно:

Алгебраические преобразования Закона Ома

Формулировка Закона Ома для участка цепи имеет следующее содержание:

Сила тока, протекающего в участке цепи, прямо пропорциональна падению напряжения на этом участке, и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

Важно помнить, что сила тока всегда в участке цепи (ветви), а падение напряжения и сопротивление — это всегда на участке цепи.

Не может быть силы тока на участке цепи, или падения напряжения и сопротивления в участке цепи, потому как это нелогично, абсурдно. Неверное употребление в речи и письме предлогов «в» и «на» говорит об отсутствии понимания сути основных электрических величин: напряжения, тока и сопротивления говорящим или пишущим.

Без правильного понимания сути физических явлений и величин, которые характеризуют электрическую цепь, невозможно профессионально выполнять электротехнические работы, и тем более выполнять инженерные расчёты.

Прямая пропорциональность говорит о том, что при увеличении напряжения V в n раз, сила тока I увеличится также в n раз, то же самое касается уменьшения величины напряжения.

Обратная пропорциональность говорит сама за себя. Если сопротивление R увеличится в n раз, тогда сила тока I уменьшится в n раз. Если же сопротивление уменьшится в n раз, тогда сила тока I увеличится в n раз.

Дата: 21.06.2015

© Valentin Grigoryev (Валентин Григорьев)



Возможно Вам будут интересны следующие статьи из этого раздела:

Если Вы не нашли ничего интересного в этом разделе, тогда Вам следует воспользоваться левым вертикальным меню, чтобы попасть в интересующий Вас раздел сайта.