Онлайн закон ома: Закон ома | Онлайн калькулятор

Онлайн калькулятор — закон Ома (ток, напряжение, сопротивление) + Мощность :: АвтоМотоГараж

Причиной написания данной статьи явилась не сложность этих формул, а то, что в ходе проектирования и разработки каких-либо схем часто приходится перебирать ряд значений чтобы выйти на требуемые параметры или сбалансировать схему. Данная статья и калькулятор в ней позволит упростить этот подбор и ускорить процесс реализации задуманного. Также в конце статьи приведу несколько методик для запоминания основной формулы закона Ома. Эта информация будет полезна начинающим. Формула хоть и простая, но иногда есть замешательство, где и какой параметр должен стоять, особенно это бывает поначалу.

В радиоэлектронике и электротехнике закон Ома и формула расчёта мощности используются чаше чем какие-либо из всех остальных формул. Они определяют жесткую взаимосвязь между четырьмя самыми ходовыми электрическими величинами: током, напряжением, сопротивлением и мощностью.

Закон Ома. Эту взаимосвязь выявил и доказал Георг Симон Ом в 1826 году. Для участка цепи она звучит так: сила тока прямо пропорциональна напряжению, и обратно пропорциональна сопротивлению

Так записывается основная формула:

Путем преобразования основной формулы можно найти и другие две величины:

      

Мощность. Её определение звучит так: мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи.

Формула мгновенной электрической мощности:

Ниже приведён онлайн калькулятор для расчёта закона Ома и Мощности. Данный калькулятор позволяет определить взаимосвязь между четырьмя электрическими величинами: током, напряжением, сопротивлением и мощностью. Для этого достаточно ввести любые две величины. Стрелками «вверх-вниз» можно с шагом в единицу менять введённое значение. Размерность величин тоже можно выбрать. Также для удобства подбора параметров, калькулятор позволяет фиксировать до десяти ранее выполненных расчётов с теми размерностями с которыми выполнялись сами расчёты.

 

 

Когда мы учились в радиотехническом техникуме, то приходилось запоминать очень много всякой всячины. И чтобы проще было запомнить, для закона Ома есть три шпаргалки. Вот какими методиками мы пользовались.

 

Первая — мнемоническое правило. Если из формулы закона Ома выразить сопротивление, то R = рюмка.

Вторая — метод треугольника. Его ещё называют магический треугольник закона Ома.

Если оторвать величину, которую требуется найти, то в оставшейся части мы получим формулу для её нахождения.

Третья. Она больше является шпаргалкой, в которой объединены все основные формулы для четырёх электрических величин.

Пользоваться ею также просто, как и треугольником. Выбираем тот параметр, который хотим рассчитать, он находиться в малом кругу в центре и получаем по три формулы для его расчёта. Далее выбираем нужную.

Этот круг также, как и треугольник можно назвать магическим.

 

Закон Ома — онлайн калькулятор

Чтобы посчитать Закон Ома воспользуйтесь нашим очень удобным онлайн калькулятором:

Закон Ома для участка цепи

Закон Ома для участка цепи гласит, что сила тока (I) на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению (U) на концах участка цепи и обратно пропорциональна его сопротивлению (R).

Онлайн калькулятор

Найти силу тока

Формула

I = ^U/_R

Пример

Если напряжение на концах участка цепи U = 12 В, а его электрическое сопротивление R = 2 Ом, то:

Сила тока на этом участке I = ¹²/

2= 6 А

Найти напряжение

Формула

U = I ⋅ R

Пример

Если сила тока на участке цепи I = 6 А, а электрическое сопротивление этого участка R = 2 Ом, то:

Напряжение на этом участке U = 6⋅2 = 12 В

Найти сопротивление

Формула

R = ^U/_I

Пример

Если напряжение на концах участка цепи U = 12 В, а сила тока на участке цепи I = 6 А, то:

Электрическое сопротивление на этом участке R = ¹²/₆ = 2 Ом

Закон Ома для полной цепи

Закон Ома для полной цепи гласит, что сила тока в цепи пропорциональна действующей в цепи электродвижущей силе (ЭДС) и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника.

Онлайн калькулятор

Найти силу тока

Формула

I = ^ε/_R+r

Пример

Если ЭДС источника напряжения ε = 12 В, сопротивление всех внешних элементов цепи R = 4 Ом, а внутреннее сопротивление источника напряжения r = 2 Ом, то:

Сила тока I = ¹²/₄₊₂ = 2 А

Найти ЭДС

Формула

ε = I ⋅ (R+r)

Пример

Если сила тока в цепи I = 2A, сопротивление всех внешних элементов цепи R = 4 Ом, а внутреннее сопротивление источника напряжения r = 2 Ом, то:

ЭДС ε = 2 ⋅ (4+2) = 12 В

Найти внутреннее сопротивление источника напряжения

Формула

r = ^ε/_I— R

Пример

Если сила тока в цепи I = 2A, сопротивление всех внешних элементов цепи R = 4 Ом, а ЭДС источника напряжения ε = 12 В, то:

Внутреннее сопротивление источника напряжения r = 12/2 — 4 = 2 Ом

Найти сопротивление всех внешних элементов цепи

Формула

R = ^ε/_I— r

Пример

Если сила тока в цепи I = 2A, внутреннее сопротивление источника напряжения r = 2 Ом, а ЭДС источника напряжения ε = 12 В, то:

Сопротивление всех внешних элементов цепи: R = 12/2 — 2 = 4 Ом

См.

также

Закона Ома для участка цепи

В природе существует два основных вида материалов, проводящие ток и непроводящие (диэлектрики). Отличаются эти материалы наличием условий для перемещения в них электрического тока (электронов).

Из токопроводящих материалов (медь, алюминий, графит, и многие другие), делают электрические проводники, в них электроны не связаны и могут свободно перемещаться.

В диэлектриках электроны привязаны к атомам намертво, поэтому ток в них течь не может. Из них делают изоляцию для проводов, детали электроприборов.

Для того чтобы электроны начали перемещаться в проводнике (по участку цепи пошел ток), им нужно создать условия. Для этого в начале участка цепи должен быть избыток электронов, а в конце – недостаток. Для создания таких условий используют источники напряжения – аккумуляторы, батарейки, электростанции.

Формула Закона Ома

В 1827 году Георг Симон Ом открыл закон силы электрического тока.

Его именем назвали Закон и единицу измерения величины сопротивления. Смысл закона в следующем.

Чем толще труба и больше давление воды в водопроводе (с увеличением диаметра трубы уменьшается сопротивление воде) – тем больше потечет воды. Если представить, что вода это электроны (электрический ток), то, чем толще провод и больше напряжение (с увеличением сечения провода уменьшается сопротивление току) – тем больший ток будет протекать по участку цепи.

Сила тока, протекающая по электрической цепи, прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна величине сопротивления цепи.

где

I – сила тока, измеряется в амперах и обозначается буквой А;

U – напряжение, измеряется в вольтах и обозначается буквой В;

R – сопротивление, измеряется в омах и обозначается

Oм.

Если известны напряжение питания U и сопротивление электроприбора R, то с помощью вышеприведенной формулы, воспользовавшись онлайн калькулятором, легко определить силу протекающего по цепи тока I.

С помощью закона Ома рассчитываются электрические параметры электропроводки, нагревательных элементов, всех радиоэлементов современной электронной аппаратуры, будь то компьютер, телевизор или сотовый телефон.

Применение закона Ома на практике

На практике часто приходится определять не силу тока I, а величину сопротивления R. Преобразовав формулу Закона Ома, можно рассчитать величину сопротивления R, зная протекающий ток I и величину напряжения U.

Величину сопротивления может понадобится рассчитать, например, при изготовлении блока нагрузок для проверки блока питания компьютера. На корпусе блока питания компьютера обычно есть табличка, в которой приведен максимальный ток нагрузки по каждому напряжению. Достаточно в поля калькулятора ввести данные величины напряжения и максимальный ток нагрузки и в результате вычисления получим величину сопротивления нагрузки для данного напряжения. Например, для напряжения +5 В при максимальной величине тока 20 А, сопротивление нагрузки составит 0,25 Ом.

Формула Закона Джоуля-Ленца

Величину резистора для изготовления блока нагрузки для блока питания компьютера мы рассчитали, но нужно еще определить какой резистор должен быть мощности? Тут поможет другой закон физики, который, независимо друг от друга открыли одновременно два ученых физика. В 1841 году Джеймс Джоуль, а в 1842 году Эмиль Ленц. Этот закон и назвали в их честь – Закон Джоуля-Ленца.

Потребляемая нагрузкой мощность прямо пропорциональна приложенной величине напряжения и протекающей силе тока. Другими словами, при изменении величины напряжения и тока будет пропорционально будет изменяться и потребляемая мощность.

где

P – мощность, измеряется в ваттах и обозначается Вт;

U – напряжение, измеряется в вольтах и обозначается буквой В;

I – сила ток, измеряется в амперах и обозначается буквой А.

Зная напряжения питания и силу тока, потребляемую электроприбором, можно по формуле определить, какую он потребляет мощность. Достаточно ввести данные в окошки ниже приведенного онлайн калькулятора.

Закон Джоуля-Ленца позволяет также узнать силу тока, потребляемую электроприбором зная его мощность и напряжение питания. Величина потребляемого тока необходима, например, для выбора сечения провода при прокладке электропроводки или для расчета номинала.

Например, рассчитаем потребляемый ток стиральной машины. По паспорту потребляемая мощность составляет 2200 Вт, напряжение в бытовой электросети составляет 220 В. Подставляем данные в окошки калькулятора, получаем, что стиральная машина потребляет ток величиной 10 А.

Еще один пример, Вы решили в автомобиле установить дополнительную фару или усилитель звука. Зная потребляемую мощность устанавливаемого электроприбора легко рассчитать потребляемый ток и правильно подобрать сечение провода для подключения к электропроводке автомобиля. Допустим, дополнительная фара потребляет мощность 100 Вт (мощность установленной в фару лампочки), бортовое напряжение сети автомобиля 12 В. Подставляем значения мощности и напряжения в окошки калькулятора, получаем, что величина потребляемого тока составит 8,33 А.

Разобравшись всего в двух простейших формулах, Вы легко сможете рассчитать текущие по проводам токи, потребляемую мощность любых электроприборов – практически начнете разбираться в основах электротехники.

Преобразованные формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца

Встретил в Интернете картинку в виде круглой таблички, в которой удачно размещены формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца и варианты математического преобразования формул. Табличка представляет собой не связанные между собой четыре сектора и очень удобна для практического применения

По таблице легко выбрать формулу для расчета требуемого параметра электрической цепи по двум другим известным. Например, нужно определить ток потребления изделием по известной мощности и напряжению питающей сети. По таблице в секторе тока видим, что для расчета подойдет формула I=P/U.

А если понадобится определить напряжение питающей сети U по величине потребляемой мощности P и величине тока I, то можно воспользоваться формулой левого нижнего сектора, подойдет формула U=P/I.

Подставляемые в формулы величины должны быть выражены в амперах, вольтах, ваттах или Омах.

Онлайн калькулятор закона Ома для участка цепи

Рад приветствовать тебя, дорогой читатель, в этой первой статье моего блога! Ее я посвятил самому основному закону, который должен хорошо понимать современный человек, работающий с электричеством.

Мой онлайн калькулятор закона Ома создан для участка цепи. Он значительно облегчает электротехнические расчеты в домашней проводке, подходит для цепей переменного и постоянного тока.

Им просто пользоваться: прочти правила ввода данных и работай!

Содержание статьи

Правила работы на калькуляторе

В быту нас интересуют, как правило, четыре взаимосвязанных характеристики электричества:

1. напряжение;
2. ток;
3. сопротивление;
4. или мощность.

Если тебе известны две величины, входящие в закон Ома (U, R, I), то вводи их в соответствующие строки, а оставшийся параметр и мощность будут вычислены автоматически.

Будь внимательным, чтобы не допустить ошибки.

Все значения надо заполнять в одной размерности: амперы, вольты, омы, ватты без использования обозначений дольности или кратности.

Осуществить переход к ним тебе поможет наглядная таблица.

Онлайн калькулятор закона Ома

Простые примеры расчета

Бытовая сеть переменного тока

Пример №1. Проверка ТЭНа.

В стиральную машину встроен трубчатый электронагреватель 1,25 кВт на 220 вольт. Требуется проверить его исправность замером сопротивления.
По мощности рассчитываем ток и сопротивление.

I = 1250 / 220 = 5,68 А; R = 220 / 5,68 = 38,7 Ом.

Проверяем расчет сопротивления калькулятором по току и напряжению. Данные совпали. Можно приступать к электрическим замерам.

Пример №2. Проверка сопротивления двигателя

Допустим, что мы купили моющий пылесос на 1,6 киловатта для уборки помещений. Нас интересует ток его потребления и сопротивление электрического двигателя в рабочем состоянии. Считаем ток:

I = 1600 / 220 = 7,3 А.

Вводим в графы калькулятора напряжение 220 вольт и ток 7,3 ампера. Запускаем расчет. Автоматически получим данные:

• сопротивление двигателя — 30,1 Ома;
• мощность 1600 ватт.

Цепи постоянного тока

Рассчитаем сопротивление нити накала галогенной лампочки на 55 ватт, установленной в фаре автомобиля на 12 вольт.

Считаем ток:

I = 55 / 12 = 4,6 А.

Вводим в калькулятор 12 вольт и 4,6 ампера. Он вычисляет:

• сопротивление 2,6 ома.
• мощность 5 ватт.

Здесь обращаю внимание на то, что если замерить сопротивление в холодном состоянии мультиметром, то оно будет значительно ниже.

Это свойство металлов позволяет создавать простые и относительно дешевые лампы накаливания без сложной пускорегулирующей аппаратуры, необходимой для светодиодных и люминесцентных светильников.

Другими словами: изменение сопротивления вольфрама при нагреве до раскаленного состояния ограничивает возрастание тока через него. Но в холодном состоянии металла происходит бросок тока. От него нить может перегореть.

Для продления ресурса работы подобных лампочек используют схему постепенной, плавной подачи напряжения от нуля до номинальной величины.

В качестве простых, но надежных устройств для автомобиля часто используется релейная схема ограничения тока, работающая ступенчато.

При включении выключателя SA сопротивление резистора R ограничивает бросок тока через холодную нить накала. Когда же она разогреется, то за счет изменения падения напряжения на лампе HL1 электромагнит с обмоткой реле KL1 поставит свой контакт на удержание.

Он зашунтирует резистор, чем выведет его из работы. Через нить накала станет протекать номинальный ток схемы.

Полезная информация для начинающего электрика

Как использовать закон Ома на практике

Почти два столетия назад в далеком 1827 году своими экспериментами Георг Ом выявил закономерность между основными характеристиками электричества.

Он изучил и опубликовал влияние сопротивления участка цепи на величину тока, возникающего под действием напряжения. Ее удобно представлять наглядной картинкой.

Любую работу всегда создает трудяга электрический ток. Он вращает ротор электрического двигателя, вызывает свечение электрической лампочки, сваривает или режет металлы, выполняет другие действия.

Поэтому ему необходимо создать оптимальные условия: величина электрического тока должна поддерживаться на номинальном уровне. Она зависит от:

1. значения приложенного к цепи напряжения;
2. сопротивления среды, по которой движется ток.

Здесь напряжение, как разность потенциалов приложенной энергии, является той силой, которая создает электрический ток.

Если напряжения не будет, то никакой полезной работы от подключённой электрической схемы не произойдёт из-за отсутствия тока. Эта ситуация часто встречается при обрыве, обломе или отгорании питающего провода.

Сопротивление же решает обратную для напряжения задачу. При очень большой величине оно так ограничивает ток, что он не способен совершить никакой работы. Этот режим применяется у хороших диэлектриков.

Примеры из жизни

№1: выключатель освещения разрывает цепь электрических проводов, по которым напряжение добирается до лампочки.

Между контактами образуется воздушный зазор. Он отличный изолятор, исключающий движение тока по осветительному прибору.

№2: клеммы розетки, как источника напряжения, замкнули между собой без сопротивления короткой проволокой. В этой ситуации создается короткое замыкание.

Ток КЗ способен сжечь электропроводку, вызвать пожар в квартире. Поэтому от таких ситуаций существует только одно спасение: использование защит, способных максимально быстро отключить питающее напряжение.

Для бытовой сети это функция автоматических выключателей или предохранителей, о работе которых я буду рассказывать в других статьях.

Используя сопротивление, следует понимать, что оно, само по себе, не вечно: обладая резервом противостояния приложенной энергии, оно может его израсходовать, не справиться со своей задачей и сгореть.

Поэтому для сопротивления вводится понятие мощности рассеивания, которая надежно отводится во внешнюю среду. Если тепловая энергия, развиваемая прохождением тока, превышает эту величину, то сопротивление сгорает.

Напряжение и сопротивление в комплексе формируют электрические процессы. Онлайн калькулятор закона Ома позволяет оптимально рассчитать величину тока, необходимую для совершения полезной работы.

Что такое участок цепи

Рассмотрим самую простую электрическую схему, состоящую из батарейки, лампочки и проводов. В ней циркулирует электрический ток.

Представленная схема или полная цепь состоит из двух контуров:

1. Внутреннего источника напряжения.
2. Внешнего участка: лампочки с подключенными проводами.

Те процессы, которые происходят внутри батарейки, нас интересуют в основном как познавательные. Их мы можем только ухудшить при неправильной эксплуатации.

Например, приходящая в квартиру электрическая энергия от трансформаторной подстанции нам не подвластна. Мы ей просто пользуемся. От неисправностей и аварийных режимов нас защищают автоматические выключатели, УЗО, реле РКН, ограничители перенапряжения или УЗИП, другие современные модули защит.

Внешний же, подключенный к источнику напряжения контур, является участком цепи, в котором мы, используя закон Ома, совершаем полезную для себя работу.

Как использовать треугольник закона Ома

Простое мнемоническое правило представлено тремя составляющими в виде частей треугольника. Оно позволяет легко запомнить взаимосвязи между током, сопротивлением и напряжением.

Вверху всегда стоит напряжение. Ток и сопротивление снизу. Когда вычисляем какую-то одну величину по двум другим, то ее изымаем из треугольника и выполняем арифметическое действие: деление или умножение.

Шпаргалка электрика для новичков

Треугольник закона Ома легко запоминается, но он не позволяет учитывать мощность потребления электроприбора. Этот четвертый параметр, важный для любого домашнего электрика, всегда надо учитывать. .

На всех бытовых электрических приборах указывают мощность потребления электрической энергии в ваттах или киловаттах. Ее формулы, совместно с предыдущими величинами, можно брать со следующей картинки.

Такая шпаргалка электрика позволяет делать простые вычисления в уме или на бумаге. Формулы из нее заложены в алгоритм, по которому работает мой онлайн калькулятор закона Ома.

Предлагаю провести одинаковые вычисления обоими методами и сравнить полученные результаты. Если вдруг найдете расхождения, то укажите в комментариях. Это будет ваша помощь моему проекту.

Я постарался кратко и просто рассказать о принципах работы закона Ома применительно к задачам, решаемым домашним мастером. Считаю, что это достаточно и не рассматриваю закон Ома для полной цепи в обычной форме, комплексных числах, или ином виде.

Если же вы хотите просмотреть видеоурок по этой теме, то воспользуйтесь материалами владельца Физика-Закон Ома.

Возможно, у вас остались вопросы о работе калькулятора? Задавайте. Я на них отвечу. Воспользуйтесь разделом комментариев.

Напоследок напоминаю, что у вас сейчас самое благоприятное время поделиться этим материалом с друзьями в соц сетях и подписаться на рассылку сайта. Тогда вы сможете своевременно получать информацию о новых публикуемых статьях.

Калькулятор законов Ома и Джоуля — Ленца • Электротехнические и радиотехнические калькуляторы • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Определения и формулы

Электрическая схема простейшей цепи, иллюстрирующая параметры U, I и R закона Ома

Мы окружены электронными устройствами и электрическими цепями. От компьютеров, планшетов, смартфонов и автомобилей до кредитных карточек, ключей к автомобилям и домам — во всех этих устройствах используются электрические цепи. И работа всех этих цепей основана на законе Ома:

Все мы помним (ладно, не все, только некоторые) эту простую формулу из уроков физики, а некоторые знают ее даже с раннего детства. Европейцы знают первую формулу, а те, кто живет в Северной Америке, привыкли ко второй. Европейцы предпочитают обозначать напряжение буквой U, а американцы предпочитают V. Поэтому мы можем смело заявить, что закон Ома — везде. Попробуем понять его чуть лучше.

Закон Ома

Георг Симон Ом (1789–1854)

Закон Ома назван в честь немецкого физика и математика Георга Симона Ома (1789–1854), который, будучи школьным учителем в школе с хорошо оборудованной физической лабораторией, исследовал недавно изобретенный Вольтов столб (в 1799 г.) и термопару, изобретенную в 1821 г. Он обнаружил, что ток в проводнике был прямо пропорционален разности потенциалов на концах проводника. Ом опубликовал результаты своих исследований в 1827 г. в знаменитой книге Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet (Математическое исследование гальванической цепи). Это соотношение между током, напряжением и сопротивлением, известное теперь под названием закона Ома, является фундаментом всей электроники. Единица сопротивления ом также названа в честь ученого. Работы ученого были признаны не сразу и ему пришлось много лет бороться за признание на своей родине.

Элемент электрических цепей, основной целью которого является ввод в цепь электрического сопротивления, называется резистором. На принципиальных схемах он обозначается двумя символами, один из которых используется в Европе и стандартизован Международной электротехнической комиссией (МЭК), а другой — в Северной Америке и стандартизован Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE).

Резисторы и их символы — европейский, стандартизованный МЭК (слева), и американский, стандартизованный IEEE (справа)

В законе Ома сопротивление, измеренное в омах — просто коэффициент пропорциональности между током и напряжением:

где I — ток, V и U — напряжение и R — сопротивление. Отметим, что в этом выражении R ≥ 0. Отметим также, что в этой формуле предполагается, что резистор имеет постоянное сопротивление, не зависящее от приложенного напряжения или протекающего тока. Если величина R или отношение U/I постоянны, то можно построить график зависимости тока от напряжения, который будет иметь вид прямой линии.

В резистивных цепях, например, в проводах и резисторах, ток и напряжение линейно пропорциональны. В математике линейной функцией называется такая функция, график которой представляет собой прямую линию (см. рисунок ниже). Например, функция y = 2x — линейная. Если две величины связаны линейным соотношением, то при увеличении или уменьшении одной величины, скажем, в три раза, вторая величина также увеличивается или уменьшается в то же самое число раз. В приложении к закону Ома это означает, что, если напряжение на резисторе увеличится втрое, ток через него также увеличится втрое. Однако, это справедливо только в предположении, что сопротивление резистора постоянно.

График, показывающий соотношение между током и напряжением для определенного электронного элемента, называется его вольт-амперной характеристикой. Резисторы имеют линейную вольт-амперную характеристику.

Более подробную информацию о резисторах и других электронных компонентах вы найдете в наших Электротехнических и радиотехнических калькуляторах, а также в Электротехнических конвертерах.

Нелинейные элементы

Графики вольт-амперных характеристик некоторых электронных элементов: 1 — резистор, 2 — диод, 3 — лампа накаливания, 4 — полупроводниковый стабилитрон; как мы видим, только резистор имеет линейную характеристику

Несмотря на то, что при изучении закона Ома мы всегда предполагаем, что вольт-амперные характеристики резисторов линейные, важно отметить, что многие очень нужные электрические и электронные элементы, такие как лампы накаливания, диоды и транзисторы, широко применяемые в электрических схемах, имеют нелинейные характеристики сопротивления. То есть, их вольт-амперные характеристики не являются прямыми линиями, проходящими через начало координат.

В этой цепи повышение напряжения не приведет к пропорциональному увеличению тока, так как сопротивление горячей лампы накаливания при подаче на нее номинального напряжения 12 В выше, чем оно было при 4 или 6 В. Вольт-амперная характеристика становится более пологой при повышении напряжения, что означает увеличение сопротивления лампы (см. рисунок выше)

Во многих случаях предположение о линейности резисторов неверное. Возьмем, например, схему с лампой накаливания и источником переменного напряжения. Эту схему можно найти во многих школьных учебниках, где обсуждается зависимость тока от напряжения в предположении, что сопротивление лампы накаливания постоянное. Там объясняют, что, если напряжение, приложенное к 12-вольтовой лампе, увеличивать, ток также пропорционально увеличивается. Однако это совсем не так! Если включить амперметр и измерить ток, мы увидим, что он не прямо пропорционален напряжению. Это связано с тем, что сопротивление ламы изменяется — оно растет, когда нить накаливания начинает светиться, так как лампа имеет нелинейную вольт-амперную характеристику.

Когда молодые люди начинают изучать электротехнику, законы Ома и Джоуля — Ленца будут, скорее всего первыми законами, которые нужно будет понять. Однако, когда они увидят эти законы в форме «колеса закона Ома», они могут испугаться, особенно если они поймут, что им придется зазубрить все эти формулы — потому что их учителям намного проще проверить память своих учеников, чем разобраться в том, понимают они предмет или нет. Поэтому многие преподаватели заставляют студентов зазубривать 12 формул вместо того, чтобы получше объяснить и показать на опыте суть закона и попросить их запомнить, а еще лучше, понять всего две из них:

и

Несмотря на то, что этот круг чаще всего называют «колесом закона Ома», здесь объединены два закона: Ома и Джоуля — Ленца.

Недорогой набор для изучения школьниками законов электротехники

Остальные 10 «страшных» формул можно просто вывести их этих двух. И даже эти две формулы не нужно запоминать. Запомнить и понять нужно то, что ток через элемент прямо пропорционален разности потенциалов, приложенной к этому элементу, и обратно пропорционален его сопротивлению. Это и есть закон Ома. А также то, что мощность прямо пропорциональна току и напряжению — это закон Джоуля — Ленца.

Эти два закона очень интуитивны, если студенты понимают что такое ток, напряжение, сопротивление и мощность. А понять это можно, если поиграть с батарейкой, несколькими резисторами и мультиметром. Можно также поиграть и с этим калькулятором.

Для понимания закона Ома удобно использовать гидравлический аналог с водяным насосом (представляющим источник питания), обеспечивающим давление жидкости (представляющее напряжение), которое толкает воду (ток) по трубе (цепи) с узким местом (сопротивление). Все остальные формулы, показанные в «колесе», выводятся из этих двух формул и, если они используются ежедневно, их в конце концов не трудно будет запомнить без лишних усилий.

Закон Джоуля — Ленца

Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889)

Для молодого Джеймса Джоуля, который работал менеджером в пивоварне, занятия наукой были просто хобби. Его отец был богатым пивоваром и Джеймс начал работать в пивоварне в 15 лет. Именно там, в 23 года, Джеймс Джоуль открыл закон, который теперь носит его имя. Его интересовало какой привод более эффективен в его работе: привычный паровой двигатель или недавно изобретенный электродвигатель. Этим экспериментам он посвящал много времени. В результате Джоуль установил соотношение между током, текущим через электрическое сопротивление (провод), и теплом, которое выделялось при этом.

Закон Джоуля утверждает, что мощность выделяемого в проводнике тепла P при прохождении через него электрического тока I пропорциональна произведению квадрата тока на сопротивление проводника R:

Если объединить этот закон с законом Ома, получается несколько полезных формул, которые можно использовать для расчета мощности, рассеиваемой резистором, определять сопротивление по известным току и напряжению, определять ток, текущий через резистор, а также приложенное к резистору напряжение. Эти формулы часто изображают в виде «колеса закона Ома» (вид довольно устрашающий) или не такого страшного «треугольника закона Ома». Ниже приведены примеры использования этих формул. Примеры кликабельные и результат расчетов можно посмотреть в калькуляторе. Нагрев провода при протекании через него тока иногда называют также омическим или резистивным нагревом.

Эмилий Ленц (1804–1865)

Выделение тепла в проводнике при прохождении через него электрического тока было независимо исследовано также русским физиком Эмилием Ленцем, который изучал электромагнетизм с 1831 г. Ленц известен прежде всего правилом о направлении индукционного тока в проводнике в изменяющемся магнитном поле, носящим его имя. Он также независимо от Джоуля открыл закон о выделении тепла в проводнике, поэтому он носит и его имя — закон Джоуля-Ленца.

Следует отметить, что в некоторых учебниках на английском языке закон Джоуля-Ленца неправильно называют законом Уатта, особенно если используется формула P = UI.

Закон Ома для цепей переменного тока

Закон Ома используется не только для анализа описанных выше цепей постоянного тока. Если напряжение имеет форму изменяющейся во времени функции, например, к цепи приложено синусоидальное напряжение, то закон Ома не прекращает свое действие. Если к резистору приложено синусоидальное напряжение, то через него течет синусоидальный ток. Этот ток находится в фазе с приложенным напряжением, так как при изменении полярности напряжения, в тот же момент изменяет полярность и ток. Когда напряжение проходит через максимум, ток делает то же самое.

При использовании закона Ома для анализа цепей переменного тока всегда необходимо выражать ток и напряжение единообразно. Это означает, что ток и напряжение нужно выражать в виде или среднеквадратичных значений, или пиковых значений, или двойной амплитуды. Если закон Джоуля — Ленца используется для определения рассеиваемой резистором мощности, действует аналогичное правило: ток и напряжение должны быть выражены одинаковым образом, например:

Здесь индекс RMS означает среднеквадратичное значение (англ. root mean square). Или

Здесь индекс p означает пиковое (англ. peak) значение. Если цепь переменного тока содержит реактивные элементы, такие как конденсаторы или катушки индуктивности, или обмотки двигателей, то закон Ома применим и к ним. В этом случае вместо активного сопротивления используется реактивное сопротивление:

Здесь X может быть реактивным сопротивлением конденсатора X_C или катушки индуктивности X_L, которые рассчитываются по известным формулам:

и

Подробную информацию о реактивном сопротивлении различных элементов электронных схем, а также об их параллельном и последовательном соединении вы найдете в наших электротехнических и радиотехнических калькуляторах и конвертерах.

Что касается мощности, потребляемой реактивными элементами, они не преобразуют энергию в тепло и, следовательно, энергия на их нагрев не теряется и рассеиваемая на них в виде тепла активная мощность P равна нулю. Мгновенная мощность (точнее, энергия) перемещается туда-сюда между конденсатором или катушкой и источником питания (помним, что соединительные провода при этом нагреваются и энергия теряется!). Скорость, с которой реактивный элемент сохраняет или возвращает энергию, называется реактивной мощностью Q и определяется по следующим формулам:

Реактивная мощность измеряется в вольт-амперах реактивных (вар) и эту единицу можно использовать со всеми десятичными приставками, например: квар, Мвар, и т. д.

Параллельная RLC-цепь

Чтобы применить законы Ома и Джоуля-Ленца для цепей с реактивными и активными компонентами нужно использовать комплексные величины импеданса Z, напряжения U и тока I. В связи с тем, что при расчетах по этим законам нужно выполнять умножение и деление комплексных чисел, удобно представлять их в полярной форме. Для конвертирования величин тока, напряжения, комплексной мощности и импеданса из алгебраической формы в тригонометрическую и наоборот можно воспользоваться нашим калькулятором. Для определения импеданса различных параллельных и последовательных цепей с активными и реактивными компонентами пользуйтесь нашими Электротехническими и радиотехническими калькуляторами.

Формулы закона Ома для переменного тока

Вначале отметим, что оригинал этой статьи написан на английском языке для англоязычной аудитории. В учебниках по теоретическим основам электротехники и основам теории цепей на английском языке, в отличие от учебников на русском языке, широко используется анализ с помощью векторных диаграмм на комплексной плоскости в полярной системе координат, который здесь и рассматривается. Причем, в отличие от учебников на русском языке, где в таких случаях обычно используется формула Эйлера, в англоязычной (особенно американской) литературе принято обозначение комплексных числе в полярной системе координат с углом (∠), который обычно обозначается в градусах:

Здесь U∠φ — сокращение для Ue^jφ.

Ниже приведены формулы, используемые в этом калькуляторе. Расчёты выполняются с комплексными величинами, представленными в тригонометрической форме и в соответствии с правилами умножения и деления комплексных чисел в тригонометрической (векторной) форме.

где φ_U, φ_I и φ_Z — соответственно фазовые углы напряжения, тока и импеданса.

Все комплексные величины вводятся в калькулятор в алгебраической или в тригонометрической форме. Несмотря на то, что импеданс и комплексная мощность не являются векторами, как напряжение и ток, их можно представлять в комплексной форме, потому что они являются комплексными числами, как ток и напряжение. Если они вводятся в алгебраической форме, то для удобства вычислений они преобразуются в тригонометрическую форму по формулам, описанным в нашем Калькуляторе преобразования алгебраической формы комплексного числа в тригонометрическую.

В качестве примера рассчитаем общий ток I_T, в параллельной RLC-цепи с R = 10 Ом, L = 100 мкГн и C = 1 мкФ. Источник переменного тока подает в цепь синусоидальное напряжение 0,5 В с частотой 10 кГц (щелкните для просмотра результата вычислений).

Величина модуля импеданса этой RLC-цепи равна

Фазовый угол (аргумент):

Положительный фазовый угол означает, что нагрузка имеет индуктивный характер и ток отстает от напряжения. Полный импеданс в тригонометрической форме:

Для расчета полного тока воспользуемся законом Ома и правилом деления чисел в тригонометрической форме (модули делятся, углы вычитаются):

Мощность в цепях переменного тока

В нашем калькуляторе мощности переменного тока показано, что активную P, реактивную Q, полную |S| и комплексную S мощность можно рассчитать по следующим формулам:

и

Еще раз напомним, что, поскольку при расчете мощности нужно выполнять умножение и деление комплексных чисел, это удобно делать в тригонометрической форме. Можно показать, что комплексная мощность равна произведению комплексного значения напряжения и сопряженного комплексного значения тока, то есть

Здесь U и I — напряжение в комплексной форме, а I*, U* и Z* — сопряженные комплексные значения тока, напряжения и импеданса соответственно. Полужирным шрифтом выделены комплексные значения. Отметим, что здесь комплексная мощность S измеряется в вольт-амперах (ВА). В тригонометрической форме имеем:

Здесь φ_U — фазовый угол напряжения и φ_I — фазовый угол тока. Эти формулы использованы для «колеса закона Ома для переменного тока». Его удобно использовать в качестве шпаргалки для вычислений.

«Колесо закона Ома»; полужирный шрифт показывает комплексные значения тока, напряжения, мощности и индуктивности. Звездочкой в I* показано, что это сопряженное комплексное значение тока I.

Подробную информацию о расчете мощности переменного тока вы найдете в нашем Калькуляторе мощности переменного тока. Ниже приведено несколько примеров расчетов с использованием данного калькулятора.

Примеры расчетов

Пример 3. Нагреватель с сопротивлением 10 Ом подключен к розетке с напряжением 120 В. Рассчитайте потребляемую мощность и протекающий через нагреватель ток.

Пример 4. Установленная в холодильнике маломощная лампа накаливания с сопротивлением 2300 Ом подключена к напряжению питания 120 В. Рассчитайте потребляемую лампой мощность и протекающий через нее ток.

Пример 5. Ток 0,15 А от солнечной батареи протекает через резистор сопротивлением 220 Ом. Рассчитайте напряжение на резисторе и мощность, которую он рассеивает.

Пример 6. Рассчитайте сопротивление галогенной лампы и потребляемую ею мощность, если она потребляет ток 1,5 А от автомобильной аккумуляторной батареи напряжением 12 В.

Пример 7. Рассчитайте ток, протекающий через 12-килоомный резистор и падение напряжения на нем, если на резисторе рассеивается мощность 1 Вт.

Последовательная RC-цепь (см. Пример 6). Дано: R = 10 Ом, C = 0,1 мкФ, I = 0,2∠0°. Определить: U

Пример 8. 10-омный резистор и конденсатор ёмкостью 0,01 мкФ, соединенные последовательно, подключены к источнику переменного напряжения частотой 1 МГц. Определите напряжение источника в тригонометрической форме, если потребляемый от источника ток равен I = 0,2∠0° А. Подсказка: используйте Калькулятор импеданса последовательной RC-цепи для определения импеданса в тригонометрической форме (Z = 18.8 ∠–57.86°), затем используйте этот калькулятор для определения напряжения источника питания (V = 3.76∠–57.8° V).

Автор статьи: Анатолий Золотков

Измерение силы тока, расчет мощности и напряжения с помощью онлайн калькулятора

Правило Ома является фундаментальным принципом, на котором базируется вся практическая электротехника. Любой, кто ведет деятельность в этой сфере, должен уметь производить расчет параметров для участка трехфазной или однофазной сети. При наличии компьютера произвести вычисления можно, используя бесплатный калькулятор.

Разные варианты записи омовского закона

Закон Ома для участка цепи

Классическая формулировка имеет следующий вид: токовая сила на фрагменте электроцепи находится в обратно пропорциональном отношении с его сопротивлением и в прямом – с напряжением на его окончаниях. В формульном виде это можно представить так:

I=U/R, где латинские буквы обозначают (слева направо) силу электротока, напряжение и сопротивление.

Для цельной цепи формулировка будет иметь следующий вид: ток напрямую связан с имеющейся в электроцепи электродвижущей силой, а также находится в отношениях обратной зависимости с суммой двух сопротивлений: цепного и имеющегося у источника тока.

Важно! Закон Ома калькулятор онлайн позволит произвести расчет значения любого неизвестного показателя из трех. Пользователь вводит в поля имеющиеся результаты измерений и ожидает выдачи искомого параметра.

Как найти силу тока

Калькулятор тока позволит найти его значение по имеющимся показателям замеров цепи. Для подсчетов используется выражение:

I = U/R.

Например, если на концах цепного фрагмента вольтметр показал 10 В, а электрическое сопротивление участка составляет 2 Ом,  калькулятор силы тока подскажет, что его значение составит 10/2=5 Ом.

Как найти напряжение

Чтобы вычислить снижение данного показателя на проводнике, потребуется значение его сопротивления перемножить на электроток. В формульном виде это выглядит так:

U=I*R.

Например, когда резистивность участка равна 2 Ом, а проходящий по нему электроток – 5 А, тогда U=R*I=5*2=10 В.

Как найти сопротивление

Калькулятор закона Ома для расчета электрического сопротивления использует выражение:

R=U/I.

Если амперметр показал 5 А, а вольтметр – 15 В, получается R=15/5=3 Ом.

Простые примеры расчета

Чтобы научиться пользоваться омовским правилом на практике, необходимо представлять, как проводятся расчеты для показателей электроприборов в домашних сетях, а также в подключенных к источнику постоянного тока схемах с параллельным или последовательным соединением.

Бытовая сеть переменного тока

С помощью калькулятора можно выполнять обработку данных, позволяющую установить исправность бытовых электроприборов. Пользователь может узнать, релевантны ли показатели заявленным производителем в инструкции, и нет ли нужды в замене каких-либо деталей агрегата.

Пример №1 Проверка ТЭНа

Имеется цель проверить функционирование трубчатого электрического нагревателя, установленного в стиральный агрегат. Известно, что он рассчитан на подключение к сети в 220 вольт, а мощность его составляет 1250 ватт. Базируясь на этих данных, можно рассчитать следующие показатели:

• сила тока: I=1250/220=5,68 А;
• сопротивление: R=220/5,68=38,7 Ом.

После этого можно проводить проверку измерительными приборами с целью установить, насколько получившиеся значения релевантны эталонным.

ТЭН стиральной машины

Пример №2 Проверка сопротивления двигателя

Наглядным примером может быть моющий пылесос для проведения влажной уборки. Целью будет определение сопротивления заводского электродвигателя и потребляемого агрегатом тока. Известно, что мощность прибора составляет 1600 ватт, и он рассчитан на использование в сети на 220 вольт. Из этих данных можно определить токовую силу:

I=1600/220=7,3 А.

В поля калькулятора нужно ввести значение напряжения, на которое рассчитано устройство, и подсчитанную токовую силу. Инициировав подсчет, нужно дождаться вывода результатов на экран. По полученным данным сопротивление при мощности в 1,6 квт будет составлять 30,1 Ом.

Цепи постоянного тока

Для иллюстрации работы с такими цепями на бытовом примере хорошо подойдет лампа, вмонтированная в автомобильную фару. Если галогенный элемент с мощностью 55 ватт имеет эксплуатационное напряжение 12 В, электроток будет равен:

I=55/12=4,6 А.

Чтобы узнать сопротивление размещенной в лампочке вольфрамовой нити, нужно заполнить поля калькулятора, указав найденную токовую силу и напряжение эксплуатации. Он вернет искомое значение R.

Важно! Если поставить щупы мультиметра к лампе в не нагретом состоянии, полученный показатель сопротивления будет меньше.

Присущую вольфраму способность менять сопротивление при накаливании используют для создания недорогих ламп простой конструкции. Когда металлическая нить нагревается, сопротивление препятствует нарастанию тока. Если такой же электроток будет течь через холодную нить, есть шанс, что она перегорит. Чтобы увеличить срок эксплуатации таких ламп,  подойдет ступенчатое наращивание подаваемого напряжения от нулевого значения до номинала. Для этого можно использовать ограничительное реле.

Автомобильная лампа

Полезная информация для начинающего электрика

Одним из первых шагов в профессиональной практике должно стать обучение использованию закона Ома для подсчетов различных показателей в сетях с одной или тремя фазами. Нужно также усвоить способы защиты электросети от выходов показателей тока и напряжения за дозволенные рамки и иных экстремальных ситуаций.

Как использовать закон Ома на практике

За выполняемую в сети работу всегда ответственен электроток. Именно он инициирует загорание электролампы, вращение ротора двигателя, сварку металлов и иные процессы, связанные с эксплуатацией электрического оборудования. Для рационального и безопасного выполнения таких работ необходимо, чтобы показатель электротока находился в пределах номинала. Он определяется резистивностью среды, в которой происходит токовое движение, и прилагаемым напряжением, которое, выступая в виде разницы прилагаемых энергетических потенциалов, ответственно за появление тока в цепи.

Важно! Если провод, через который осуществляется питание, обрывается или перегорает, схема обесточивается и становится неспособной реализовывать полезную работу. В проводах с тонким сечением это встречается чаще других. Сверхвысокое сопротивление дает противоположный эффект, настолько уменьшая ток, что становится невозможным выполнение им работы.

Примеры из жизни

Один из таковых – разрыв выключателем света цепи проводки, служащей для напряжения путем, по которому оно доходит до лампы. Просвет между контактами не дает току идти по светильнику.

Еще один пример – замыкание розеточных клемм, инициирующее инцидент короткого замыкания. Для его предотвращения применяются предохранители, обеспечивающие максимальную быстроту выключения запитывающего напряжения.

Что такое участок цепи

Простейший его вариант включает в себя лампу, аккумулятор и соединительные кабели. Батарея выступает как внутренний источник напряжения, а лампа и прилегающая проводка выступают как фрагмент электроцепи, в котором выполняется полезная работа.

Как использовать треугольник закона Ома

Этот символ облегчает запоминание омовского правила. Сверху его находится напряжение, внизу – две другие величины. При необходимости вычислить один из параметров по известным значениям других его выделяют из фигуры и производят релевантное случаю действие: умножение или деление.

Треугольник Ома

Без умения применять омовский закон и вытекающие из него следствия на практике невозможно корректное обращение с электропроводкой. Для облегчения запоминания рекомендуется использовать треугольник Ома.

Видео

сила тока, расчет мощности и напряжения

В сети Интернет имеется множество специальных сайтов, которые предлагают автоматизировать подсчёты различных физических величин. Для электриков, студентов и тех, кому необходимо часто решать задачи на расчёты закона Ома, созданы специальные калькуляторы онлайн, которые предназначены именно для этих целей.

Выполнение расчёта силы тока

Закон Ома

Сформулировал его в 1827 году немецкий физик Георг Ом.

Согласно Ому, его можно записать так. Сила тока (I) на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению (U) и обратно пропорциональна сопротивлению (R).

Соответственно, формула имеет вид:

I = U/R.

Таким образом, из соотношения можно рассчитать напряжение:

U = I · R.

И сопротивление:

R = U/I.

Автоматизация расчёта участка электрической цепи

Благодаря выполнению вычислений непосредственно на сайте, можно быстро получить значение одного из параметров электрической цепи по двум другим известным характеристикам, связанным между собой законом Ома.

Обычно в таких сервисах используются все значения, представленные в единицах Си, если это не оговаривается отдельно:

• напряжение задаётся в вольтах (В),
• сопротивление вводится в омах (Ом),
• сила тока вводится в амперах (А)

Внимание! Если значения характеристик выражены в кратных или дольных единицах измерения, то для получения правильного результата нужно их привести к таким, которые приняты в Международной системе Си. -9

Помимо этих параметров, часто сервисы предлагают выполнить подсчёт мощности (W), которую можно определить по формулам: 

• W = U²/R,
• W = I2 · R,
• W = U · I.

Результат вычисления мощности показывается в ваттах (Вт), однако существуют программы, позволяющие получать мощность в кратных или дольных величинах (предварительно заданных на сервисе).

Вычислительные программы, размещённые онлайн, обычно имеют удобный и интуитивно понятный интерфейс. Однако на многих сайтах можно также найти инструкцию по использованию этих сервисов в своей работе.

Существует два типа размещения программ на странице.

Первый – на странице сайта размещаются три калькулятора для подсчёта каждой из величин: силы тока, сопротивления или напряжения. После выбора нужного варианта вводятся известные параметры. После нажатия на соответствующую кнопку, отображается результат подсчёта.

Пример интернет-сервиса для автоматизации вычислений

Второй вариант – пользователю предварительно предоставляется выбор искомой величины. Далее в соответствующие поля подставляются известные значения электрических характеристик. Для начала выполнения работы нужно нажать на соответствующую кнопку. Такой вариант представлен на рис. ниже.

Интерфейс онлайн программы для расчёта закона Ома

Если программа позволяет вводить величины и получать результат в кратных или дольных единицах, то обязательно нужно это указать перед выполнением подсчёта.

Использование онлайн калькуляторов, предназначенных для автоматизации вычисления параметров электрических цепей, позволяет уменьшить время, затрачиваемое на решение задач такого типа.

Видео

Оцените статью:Калькулятор закона

Ом

Укажите любые 2 значения и нажмите «Рассчитать», чтобы получить другие значения в уравнениях закона Ома V = I × R и P = V × I.

Связано: счетчик резисторов

Закон Ома

Закон

Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален напряжению. Это верно для многих материалов в широком диапазоне напряжений и токов, а сопротивление и проводимость электронных компонентов, изготовленных из этих материалов, остаются постоянными.Закон Ома верен для цепей, содержащих только резистивные элементы (без конденсаторов или катушек индуктивности), независимо от того, является ли управляющее напряжение или ток постоянным (DC) или изменяющимся во времени (AC). Его можно выразить с помощью ряда уравнений, обычно всех трех вместе, как показано ниже.

Где:

В — напряжение в вольтах
R — сопротивление в Ом
Я ток в амперах

Электроэнергетика

Мощность — это скорость, с которой электрическая энергия передается по электрической цепи в единицу времени, обычно выражаемая в ваттах в Международной системе единиц (СИ). Электроэнергия обычно вырабатывается электрическими генераторами и поставляется предприятиям и домам через электроэнергетику, но также может поступать от электрических батарей или других источников.

В резистивных цепях закон Джоуля можно объединить с законом Ома, чтобы получить альтернативные выражения для количества рассеиваемой мощности, как показано ниже.

Где:

P — мощность в ваттах

Колесо формулы закона Ома

Ниже приведено колесо формул для соотношений по закону Ома между P, I, V и R.По сути, это то, что делает калькулятор, и это просто представление алгебраической манипуляции с уравнениями выше. Чтобы использовать колесо, выберите переменную для поиска в середине колеса, затем используйте соотношение для двух известных переменных в поперечном сечении круга.

Калькулятор закона Ома

Наш калькулятор закона Ома — это удобный небольшой инструмент, который поможет вам найти взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением в данном проводнике. Формула закона Ома и формула напряжения в основном используются в электротехнике и электронике. Кроме того, если вы знаете, как рассчитать мощность, вы можете найти его очень полезным при изучении электронных схем. Все эти расчеты вы производите с помощью нашего Калькулятора Ом.

В оставшейся части статьи вы найдете:

• Формула закона Ома
• Как пользоваться формулой напряжения
• Что такое уравнение мощности?
• Как рассчитать мощность
• Закон Ома для анизотропных материалов

Формула закона Ома

Закон Ома — один из основных законов физики.Он описывает взаимосвязь между напряжением, силой тока (также известной как ток) и сопротивлением. Напряжение относится к разности потенциалов между двумя точками электрического поля. Сила тока связана с потоком носителей электрического заряда, обычно электронов или электронно-дефицитных атомов. Последний термин, сопротивление, — это сопротивление вещества потоку электрического тока.

Закон

Ома гласит, что ток течет через проводник со скоростью, пропорциональной напряжению между концами этого проводника.Другими словами, соотношение между напряжением и током постоянно:

I / V = ​​const

Формулу закона Ома можно использовать для расчета сопротивления как отношения напряжения и тока. Это может быть записано как:

R = V / I

Где:

• R — сопротивление
• В — напряжение
• I — текущий

Сопротивление выражается в омах. И устройство, и правило названы в честь Георга Ома — физика и изобретателя закона Ома.

Помните, что формула закона Ома относится только к веществам, которые способны вызывать энергию. такие как металлы и керамика. Однако есть много других материалов, для которых нельзя использовать формулу закона Ома, например, полупроводники и изоляторы. Закон Ома также действует только при определенных условиях, например, при фиксированной температуре.

Ищете практическое применение закона Ома? Обязательно ознакомьтесь с калькулятором светодиодного резистора!

Формула напряжения

Формула напряжения — это одно из трех математических уравнений, связанных с законом Ома.Это формула, приведенная в предыдущем абзаце, но переписанная так, чтобы вы могли рассчитать напряжение на основе тока и сопротивления, то есть формула напряжения является произведением тока и сопротивления. Уравнение:

В = ИК

Это значение измеряется в вольтах.

Какое уравнение мощности?

Другая величина, которую вы можете вычислить на основании закона Ома, — это мощность. Мощность — это произведение напряжения и тока, поэтому уравнение выглядит следующим образом:

P = V x I

С помощью этой формулы вы можете рассчитать, например, мощность лампочки.Если вы знаете, что напряжение батареи составляет 18 В, , а ток составляет 6A , вы можете, что мощность будет 108, с помощью следующего расчета:

P = 6A x 18V = 108 Вт

Как рассчитать мощность?

Если вы все еще не знаете, как рассчитать мощность по приведенным формулам, или просто хотите сэкономить время, вы можете использовать наш калькулятор закона Ома. Структура этого инструмента не слишком сложна, просто введите любые два из четырех значений, чтобы получить два других.Калькулятор закона Ома основан на формуле мощности вместе с формулой закона Ома. Все, что вам нужно сделать, чтобы получить значение мощности, это набрать:

1. Напряжение (в вольтах)
2. Ток (выраженный в амперах)

Тогда калькулятор закона Ома выдаст вам два значения — сопротивление, выраженное в омах, и мощность, выраженное в ваттах. Если вам нужен этот результат в другом устройстве, вы можете использовать наш калькулятор ватт в амперы.

Закон Ома для анизотропных материалов

Существует еще одна версия закона Ома, которая использует положение электрических свойств внутри проводника.Некоторые предпочитают его предыдущей формуле из-за его размерного вида. Электропроводящие материалы подчиняются закону Ома, когда удельное сопротивление материалов не зависит от величины и направления приложенного электрического поля.

Вы можете найти следующую формулу, если нажмете кнопку Расширенный режим :

ρ = E / J , где

• ρ — удельное сопротивление проводящего материала.

• E — вектор электрического поля.

• J — вектор плотности тока.

Что касается изотропных материалов, лучше всего использовать первую формулу, поскольку она намного менее сложна. Изотропные материалы — это материалы с одинаковыми электрическими свойствами во всех направлениях, например металлы и стекло. Эта формула может пригодиться при работе с анизотропными материалами, такими как дерево или графит.

Калькулятор закона Ома • Электрические, радиочастотные и электронные калькуляторы • Онлайн-преобразователи единиц

Определения и формулы

Схема простой схемы, иллюстрирующей параметры закона Ома U , I и R

Мы окружены электрические цепи в нашей повседневной жизни.От компьютеров, планшетов, смартфонов и автомобилей до кредитных карт и ключей от наших автомобилей и домов — все они сделаны с использованием электрических цепей. И все они работают по закону Ома:

Мы все (хорошо, не все, только некоторые) знаем эту простую формулу со школы, а некоторые из нас знают ее даже с раннего возраста. Европейцы знают первую формулу, а жители Северной Америки знают вторую. Европейцы предпочитают U для напряжения, в то время как американцы предпочитают V для того же физического количества.Итак, мы можем сказать, что закон Ома действует везде. Попробуем лучше понять этот закон.

Закон Ома

Георг Симон Ом (1789–1854)

Закон Ома назван в честь немецкого физика и математика Георга Симона Ома (1789–1854), который был школьным учителем в школе с хорошо оборудованной физической лабораторией. , исследовал недавно изобретенную (в 1799 году) гальваническую батарею и термопару, изобретенную в 1821 году. Он обнаружил, что ток в проводнике прямо пропорционален разности потенциалов на проводнике.Он опубликовал результаты своих исследований в 1827 году в знаменитой книге Die galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet (Математическое исследование гальванической цепи) . В результате его работы отряд сопротивления назван его именем. Эта взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением, известная теперь как закон Ома, является основной основой всей электроники. Ом годами боролся за признание своей работы.

Элемент схемы, основным назначением которого является создание электрического сопротивления, называется резистором.На схемах он представлен двумя видами символов: один используется в основном в Европе и стандартизирован Международной электротехнической комиссией (МЭК), а другой — в Северной Америке и стандартизирован Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE).

Резисторы и их электронные символы — европейские, стандартизированные IEC (слева) и американские, стандартизованные IEEE (справа)

По закону Ома сопротивление, измеренное в омах, представляет собой просто константу пропорциональности между током и напряжением:

где I — ток, V и U — напряжение, а R — сопротивление.Обратите внимание, что в этом выражении R ≥ 0. Также обратите внимание, что в этом выражении мы предположили, что резистор имеет постоянное сопротивление, которое не зависит от напряжения или тока. Если значение R или отношение U / I является постоянным, то ток можно изобразить как функцию напряжения в виде прямой линии.

В резистивных цепях, например, в проводах и резисторах, ток и напряжение линейно пропорциональны. В математике линейная функция — это функция, график которой представляет собой прямую линию (см. Иллюстрацию ниже).Например, y = 2 x является линейной функцией. В линейных отношениях, если одна из величин увеличивается или уменьшается, например, в три раза, другая также будет увеличиваться или уменьшаться на ту же величину. По закону Ома это означает, что если напряжение на резисторе утроится, ток также утроится. Это предполагает постоянное сопротивление.

График, показывающий соотношение между током и напряжением для конкретного электронного компонента, называется вольт-амперной характеристикой.Резисторы имеют линейную вольт-амперную характеристику.

Дополнительную информацию о резисторах и других электронных компонентах можно найти в наших электрических, радиочастотных и электронных калькуляторах и электротехнических преобразователях.

Неомические компоненты

Графическое изображение вольт-амперных кривых нескольких устройств: 1 — резистор, 2 — диод, 3 — лампа накаливания, 4 — стабилитрон; как мы видим, только резистор имеет линейную вольт-амперную характеристику

Хотя при изучении закона Ома мы всегда предполагаем, что вольт-амперные характеристики резисторов линейны, важно отметить, что многие очень полезные электрические и электронные компоненты как лампы накаливания, диоды и транзисторы, которые широко используются в электрических цепях, демонстрируют нелинейную характеристику сопротивления.То есть для них соотношение напряжения и тока не является прямой линией, проходящей через начало координат.

В этой схеме увеличение напряжения не будет производить пропорционально увеличивающийся ток, потому что сопротивление горячей лампы при номинальном напряжении 12 В выше, чем ее сопротивление при 4 или 6 В. Кривая вольт-амперной характеристики сглаживается по мере того, как увеличивается напряжение и увеличивается сопротивление лампы (см. рисунок выше)

Во многих случаях это предположение о линейности резисторов неверно.Рассмотрим, например, схему с лампой накаливания и блоком питания с переменным напряжением. Эту схему можно найти во многих школьных учебниках, где обсуждается, как ток зависит от напряжения, при условии, что сопротивление лампы постоянно. Они объясняют, что если напряжение на 12-вольтовых выводах лампы увеличивается, пропорционально увеличивается и ток. Тем не менее, это не так! Если мы поместим амперметр и измерим ток, мы заметим, что он не прямо пропорционален напряжению.Это связано с тем, что сопротивление лампы изменяется, когда ее нить накаливания начинает светиться — лампа имеет нелинейную вольт-амперную характеристику.

Когда молодые люди начинают изучать электричество, законы Ома и Джоуля — первые два закона, которые они узнают, и довольно часто они видят их в форме колеса закона Ома, что действительно пугает, особенно когда они понимают, что им нужно запомнит это колесо — потому что для их учителей намного проще проверить память учеников, чем проверить их понимание. Учителя часто заставляют своих учеников запоминать все 12 формул вместо запоминания или, что еще лучше, понимают только их двоих, а именно:

и

Хотя это колесо обычно называют колесом закона Ома, это колесо на самом деле объединяет два закона — закон Ома и закон нагрева Джоуля, также называемый первым законом Джоуля, и закон Джоуля-Ленца

Недорогой комплект электричества для детей

Остальные 10 страшных формул могут быть легко выведены из этих двух.И даже эти две формулы запоминать не нужно. Что действительно необходимо помнить и понимать, так это то, что ток через компонент прямо пропорционален разности потенциалов, приложенной к этому компоненту, и обратно пропорционален его сопротивлению. Это закон Ома. И что мощность прямо пропорциональна току и напряжению — это закон Джоуля.

Эти два закона очень интуитивно понятны, если учащиеся понимают, что такое ток, напряжение, сопротивление и мощность.Они поймут, если поиграют с батареей, несколькими резисторами и мультиметром. Они также могут поиграть с этим калькулятором.

Это легко, если они используют аналогию с ограничением водяного насоса и трубой, в которой насос оказывает давление (представляющее напряжение), чтобы протолкнуть воду (ток) по контуру (трубе) с ограничением (сопротивлением). Все остальные формулы, представленные в колесе закона Ома, могут быть выведены из этих двух формул, и если человек использует другие формулы ежедневно, он в конечном итоге запомнит их без каких-либо усилий.

Закон Джоуля

Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889)

Для молодого английского пивовара Джеймса Прескотта Джоуля, который зарабатывал на жизнь управляющим пивоварней, наука была просто хобби. Его отец был богатым пивоваром, и молодой Джеймс начал работать на пивоварне в возрасте пятнадцати лет. Когда Джоуля было всего 23 года, он открыл закон, который теперь носит его имя, проводя эксперименты, пытаясь выяснить, что более эффективно в их пивоварне: паровой двигатель или недавно изобретенные электродвигатели. В результате он установил взаимосвязь между током, протекающим через сопротивление (провод), и выделяемым теплом.

Закон Джоуля гласит, что мощность нагрева P , генерируемая электрическим током I в проводнике, пропорциональна произведению квадрата тока и сопротивления провода R :

Если мы сложим Используя закон Джоуля и закон Ома, мы можем вывести несколько полезных формул, которые можно использовать для расчета мощности, рассеиваемой в резисторе, сопротивления на основе известных значений напряжения и тока, тока, протекающего в резисторе, и напряжения на резисторе.Эти формулы часто отображаются в виде страшного колеса закона Ома или (менее страшного) треугольника закона Ома. Щелкните примеры ниже, чтобы узнать, как использовать эти формулы. Этот нагрев провода электрическим током также называется омическим нагревом, джоулевым нагревом или резистивным нагревом.

Эмиль Ленц (1804–1865)

Омический нагрев был независимо изучен русским физиком Эмилем Ленцем, который изучал электромагнетизм с 1831 года и наиболее известен благодаря открытию минимума, который связывает направление индуцированного электрического тока с движущимся магнитным полем. который назван в его честь.Он также независимо открыл закон Джоуля, и этот закон часто носит также имя Ленца — «закон Джоуля-Ленца».

Следует также отметить, что в некоторых учебниках этот закон неверно именуется законом Ватта, особенно если они ссылаются на формулу P = UI .

Закон Ома в цепях переменного тока

Закон Ома используется не только для анализа цепей постоянного тока, описанных выше. Когда переменное во времени напряжение, например синусоидальное напряжение, прикладывается к цепи, закон Ома все еще применяется.Если на резистор подается синусоидальное напряжение, в нем будет течь синусоидальный ток. Этот ток находится в фазе с приложенным напряжением, потому что, когда напряжение меняет полярность, ток также меняет ее. Когда напряжение на максимуме, ток также на максимуме.

При применении закона Ома для анализа цепи переменного тока всегда необходимо последовательно выражать напряжение и ток. Это означает, что напряжение и ток должны быть выражены как среднеквадратичные значения, так и пиковое или размах. При применении закона Джоуля для определения мощности, рассеиваемой в резисторе, применяется то же правило: и ток, и напряжение должны выражаться с использованием одних и тех же значений. Например:

, где субиндекс RMS обозначает среднеквадратичное значение, или

Здесь p означает пиковое значение. Если цепь переменного тока содержит реактивные компоненты, такие как конденсаторы и катушки индуктивности, к ним также применяется закон Ома. В этом случае их реактивные сопротивления используются вместо сопротивления:

, где X может быть реактивным сопротивлением конденсатора X _C или катушки индуктивности X _L , которые рассчитываются по следующим формулам :

и

Дополнительную информацию о реактивном сопротивлении различных компонентов, их последовательном и параллельном сочетании можно найти в наших электрических, радиочастотных и электронных калькуляторах и электротехнических преобразователях.

Что касается мощности в реактивных компонентах, они не преобразуют энергию в тепло и, следовательно, энергия не теряется, и истинная (активная, активная) мощность P равна нулю. Мгновенная мощность передается между конденсатором или катушкой индуктивности и источником питания. Скорость, с которой реактивный компонент накапливает или возвращает энергию, называется его реактивной мощностью Q и определяется по следующим формулам:

Реактивная мощность измеряется в вольт-амперах реактивной (вар) и может использоваться с обычными десятичные префиксы, например квар, мвар и т. д.

Параллельная цепь RLC

В схемах, содержащих активные и реактивные компоненты, применение закона Ома включает использование комплексных величин импеданса Z , напряжения U и тока I . Поскольку для вычислений по законам Ома и Джоуля используются операции умножения и деления, удобно выражать комплексные значения в полярной форме. Вы можете использовать наш калькулятор преобразования прямоугольного фазора в полярный для преобразования значений комплексной мощности, тока, напряжения и импеданса между комплексными и полярными формами.Чтобы определить полное сопротивление различных параллельных и последовательных цепей с активными и реактивными компонентами, используйте наши электрические, радиочастотные и электронные калькуляторы.

Формулы закона Ома переменного тока

Примечание для читателей, которые не знакомы с обозначениями углов, используемыми в американских учебниках по электронике и электротехнике. Специальное обозначение, называемое обозначением вектора или угла, используется с символом угла (∠). Используется для описания векторов. Вектор — это комплексное число U , используемое для обозначения синусоиды.Он представлен в полярных координатах вектором с величиной U и углом φ , который обычно выражается в градусах. Фазоры предоставляют простые средства анализа электрических цепей. Формула Эйлера лежит в основе векторного анализа:

Это U∠φ — всего лишь сокращенное обозначение для Ue ^jφ .

Следующие формулы используются в этом калькуляторе. Расчеты производятся со значениями в форме векторов в соответствии с правилами умножения и деления векторов:

, где φ _U , φ _I и φ _Z — напряжение, ток и фазовые углы импеданса.

Все комплексные значения вводятся в форму калькулятора либо в прямоугольной, либо в векторной форме. Хотя импеданс и комплексная мощность не являются векторными величинами, они могут быть представлены в сложной форме, потому что, как и напряжение и ток, они являются комплексными числами и имеют как величину, так и угол. Если они введены в прямоугольной форме, они преобразуются в форму вектора перед вычислением с использованием формул, описанных в нашем Калькуляторе комплекса в фазор.

В качестве примера мы рассчитаем полный ток I _T в параллельной RLC-цепи с R = 10 Ом, L = 100 мкГн и C = 1 мкФ.Источник переменного тока подает синусоидальное напряжение 0,5 В с частотой 10 кГц (нажмите, чтобы просмотреть результат расчетов).

Величина импеданса этой цепи RLC в прямоугольной форме составляет

Фазовый угол

Положительный фазовый угол означает, что нагрузка является индуктивной, а ток отстает от напряжения. Общий импеданс в полярной форме равен

Используя закон Ома и правило деления чисел в полярной форме, мы определим полный ток:

Мощность в цепях переменного тока

В нашем калькуляторе мощности переменного тока мы показали, что активный P , реактивный Q , кажущийся | S | и комплексную мощность S можно рассчитать по следующим формулам:

и

Опять же, поскольку умножения и деления участвуют в вычислениях мощности, удобно выражать комплексные значения в полярной форме .Математически можно показать, что комплексная мощность равна произведению векторного напряжения и комплексно-сопряженного вектора тока вектора, то есть

Здесь U и I — напряжение и ток в комплексная форма и I * , U * и Z * представляют собой сопряженные значения тока, напряжения и импеданса в комплексной форме. Жирный шрифт означает, что эти значения являются векторными величинами.Обратите внимание, что здесь комплексная мощность S измеряется в вольт-амперах (ВА). В векторной форме мы имеем

, где φ _U — фазовый угол напряжения, а φ _I — текущий фазовый угол. Эти формулы были использованы для создания колеса закона Ома переменного тока.

Колесо закона Ома переменного тока; Полужирный шрифт используется для отображения комплексных значений тока, напряжения, мощности и импеданса. Звездочка, например, в I * , показывает комплексное сопряжение комплексного тока I

Более подробную информацию о расчетах мощности переменного тока вы найдете в нашем калькуляторе мощности переменного тока.Ниже приведены несколько примеров расчетов с помощью этого калькулятора.

Примеры расчетов

Пример 3 . К розетке на 120 В. подключается электронагреватель сопротивлением 10 Ом. Рассчитайте потребляемую мощность и ток, потребляемый нагревателем.

Пример 4 . Маленькая лампочка с сопротивлением 2300 Ом в холодильнике подключается к линии питания 120 В. Рассчитайте потребляемую мощность и ток, потребляемый лампой.

Пример 5 . Ток 0,15 А от солнечной панели протекает через резистор 220 Ом. Рассчитайте напряжение на этом резисторе и мощность, которую он рассеивает в виде тепла.

Пример 6 . Вычислите сопротивление галогенной лампы накаливания и мощность, которую она рассеивает, если потребляет 1,5 А от 12-вольтового автомобильного аккумулятора.

Пример 7 . Вычислите ток через резистор 12 кОм и напряжение на нем, если резистор рассеивает мощность 1 Вт.RC-цепочка серии

(см. Пример 6). Дано: R = 10 Ом, C = 0,1 мкФ, I = 0,2∠0 °. Требуется: U

Пример 8 . К источнику питания синусоидальной формы с частотой 1 МГц последовательно подключены резистор на 10 Ом и конденсатор 0,01 мкФ. Определите напряжение источника в полярной форме, если ток, потребляемый от источника, составляет I = 0,2∠0 ° A. Подсказка: используйте наш калькулятор импеданса последовательной RC-цепи, чтобы определить полное сопротивление RC-цепи в полярной форме (Z = 18.8 – 57,86 °), затем с помощью этого калькулятора определите напряжение источника (V = 3,76–57,8 ° В).

Эту статью написал Анатолий Золотков

Калькулятор закона Ома

Сопротивление

Рассчитать ясно

Закон Ома — важный фундаментальный закон физики и электричества. Его предложил немецкий физик Георг Симон Ом.

Закон Ома гласит, что:

Ток, протекающий по цепи с определенным сопротивлением, прямо пропорционален разности напряжений в двух точках.

В форме выражения закон Ома гласит:

R = V / I, где V, I и R — напряжение, ток и сопротивление данной цепи соответственно.

Закон Ома популярен во всех его трех формах: V = IR, I = V / R и R = V / I

В этом выражении нам нужно соблюдать три основных понятия электричества: напряжение, ток и сопротивление электрической цепи.

Позвольте нам лучше понять эти термины здесь:

Электрическая схема

Это путь, по которому различные электрические компоненты, такие как источник энергии и электрические приборы, работающие с использованием энергии, соединяются через электрический провод.

Обратите внимание, что ток течет только в замкнутых цепях, а это означает, что для протекания тока должен быть замкнутый путь.

В электрической цепи может быть много типов элементов: потребляющие энергию, генерирующие энергию, сопротивления, индуктивности, емкости и многие другие.

Обратите внимание, что закон Ома действителен только для электрических цепей, в которых есть чистое сопротивление.

Напряжение

Для протекания тока должна быть разница в потенциале или электрическом заряде.Например, возьмите аналогию с потоком воды из одной области в другую. Вода течет только там, где есть разница в высоте или давлении между участками. Иначе вода не потечет.

Аналогично, чтобы между ними протекал ток, между ними должна быть разница в электрическом потенциале или заряде. Эта разница в заряде называется напряжением между этими двумя точками. Чем выше разность потенциалов или напряжение между двумя точками. Об этом говорит закон Ома.

• Единица измерения напряжения — вольт, обозначается буквой «V».


• Понятие напряжения было впервые изучено и объяснено итальянским физиком Алессандро Вольта, создателем химических батарей.


• Напряжение измеряется вольтметром.

Текущий

Ток — это поток электрического заряда. Все мы знаем, что электроны несут ответственность за протекание тока. При возбуждении из-за любой формы внешней энергии, такой как свет, тепло, магнетизм или электрический заряд, электроны некоторых веществ получают энергию и разрывают свои связи, становятся свободными электронами, и их заряд течет по цепи, к которой они подключены.Этот поток заряда и составляет электрический ток.

• Единицей измерения электрического тока является «ампер» или «ампер (-ы)». Обозначается буквой «Я» или «Я».


• Открытие электричества приписывают многим великим ученым — Бенджамину Франклину, Фалесу, Гилберту, Алессандро Вольта, Томасу Альва Эдисону и Николе Тельсе.


• Ток измеряется амперметром.

Каждый металл обладает определенной способностью … приводить в движение электрическую жидкость.- Алессандро Вольта

Сопротивление

Природа каждого электрического проводника — препятствовать свободному протеканию тока через него. Это называется его сопротивлением. Это различно для каждого проводящего материала или проводника и является свойством его параметра, называемого удельным электрическим сопротивлением, обозначаемого греческой буквой ρ.

Сопротивление проводника, обозначенное R, определяется как R = ρ x l / A, где l — длина проводника, а A — площадь поперечного сечения проводника.

Помимо электропроводности, сопротивление материала зависит от:

• Площадь поперечного сечения — чем больше площадь поперечного сечения, тем меньше сопротивление.


• Длина жилы — чем больше длина, тем больше сопротивление.


• Температура проводника — выше температура, больше свободы для движения электронов, следовательно, меньше сопротивление.

Примечание: В зависимости от вышеупомянутых параметров изменяется только сопротивление, но не удельное сопротивление.Удельное сопротивление вещества определяется его природой.

Ключевые моменты сопротивления

• Элемент сопротивления не может накапливать энергию. Он может только рассеивать энергию и мгновенно выполнять работу.


• Примеры резисторов, которые мы используем в повседневной жизни, включают зарядное устройство для ноутбука, контроллер скорости вентилятора, мобильное зарядное устройство и датчики в электронных схемах.


• Единица сопротивления — Ом, обозначается греческой буквой Ω, произносимой как Омега.


• Сопротивление электрической цепи измеряется омметром.

Закон Ома и расчеты электроэнергии

Закон

Ома не ограничивается только расчетом тока, протекающего в электрической цепи. Это также помогает в расчете мощности, потребляемой резистивным элементом в электрической цепи.

Мощность P, потребляемая резистивным элементом, определяется как произведение падения напряжения на его выводах и тока, протекающего через него.Единица измерения мощности — Вт, обозначаемая символом W.

.

P = V x I, Вт

Из закона Ома:

Мы знаем, что V = I x R,

Электроэнергетика

Мощность, умноженная на время, в течение которого она используется, дает потребляемую электрическую энергию. Таким образом, электрическая энергия, потребляемая электроприбором, определяется произведением киловатт (или тысяч ватт) на время в часах.

При следующей покупке электроприбора:

Обратите внимание, что указано в киловатт-часах (кВтч).Приборы оцениваются в кВтч, потому что с этим устройством легче работать в повседневной жизни, чем работать с тысячами и миллионами джоулей.

Обычная единица электроэнергии — один киловатт-час или 1 кВтч. Мы оплачиваем счет за электроэнергию в зависимости от того, сколько киловатт-часов потребили наши приборы в конкретный месяц. Хотите узнать больше о том, как фиксируются цены на электроэнергию и почему мы иногда платим такие огромные счета за электроэнергию? Узнайте больше в нашем бесплатном онлайн-калькуляторе счетов за электроэнергию.

Некоторые интересные факты о законе Ома

• Закон Ома впервые соблюдал Генри Кавендиш, которого приписали открытию водорода. Однако Кавендиш вообще не публиковал свои исследования закона Ома при жизни. Следовательно, закон приписывают Георгу Симону Ому, от имени которого он получил широкую известность.


Георг Симон Ом, отец закона Ома.
Источник изображения: Википедия

• Закон Ома верен только для элементов сопротивления.Для других типов элементов, имеющих индуктивность и емкость, закон Ома не действует. Такие электрические материалы, для которых закон Ома не применим, называются неомическими материалами.


• Закон Ома применим только к цепям, работающим на постоянном токе (DC), но не к тем, которые работают с переменным током (AC). Это связано с тем, что в цепях переменного тока фигурируют индуктивность и емкость, которые не подчиняются закону Ома.


• То, что называется сопротивлением для цепей постоянного тока, называется импедансом для цепи переменного тока.Наш бесплатный онлайн-калькулятор реактивного сопротивления поможет вам лучше.

• Электрический прибор, который может измерять различные электрические параметры, включая сопротивление, напряжение и ток цепи, называется мультиметром.


• На практике сопротивление является одновременно полезным ресурсом и пустой тратой — мы используем сопротивление во многих формах для хороших целей, однако большее сопротивление означает большую мощность, необходимую для выполнения работы, и большие потери на нагрев.

Как вам помогает калькулятор закона Ома от CalculatorHut?

CalculatorHut — это идеальное место для всех ваших научных расчетов.Калькулятор закона Ома от CalculatorHut — это бесплатный онлайн-калькулятор, который позволяет мгновенно вычислить напряжение, сопротивление, ток и мощность электрической цепи!

Вы также можете проверить огромную базу данных бесплатных онлайн-калькуляторов физики и бесплатных онлайн-калькуляторов химии у нас. Кроме того, вы также можете найти наши бесплатные онлайн-калькуляторы здоровья, бесплатные онлайн-калькуляторы транспортных средств тоже интересными и полезными!

Если вы влюбились в какой-либо из наших калькуляторов и хотите использовать их в качестве виджетов для своего блога или веб-сайта, напишите нам на [адрес электронной почты защищен]. Мы разработаем виджет, абсолютно бесплатно для вас!

Кроме того, наши бесплатные научные онлайн-калькуляторы можно носить в кармане! Наше приложение CalculatorHut можно бесплатно загрузить и использовать, и оно станет вашим универсальным решением для всех ваших расчетов.

Мы пропустили какой-нибудь калькулятор, который вы хотели получить бесплатно? Дайте нам знать, и мы будем рады добавить его к нашему огромному ассортименту из более чем 100 бесплатных научных и прочих онлайн-калькуляторов. С CalculatorHut вычисления всегда просты и увлекательны !! Удачного расчета!

«Вначале сопротивляться легче, чем в конце». — Леонардо да Винчи

Закон

Ома

Закон Ома гласит, что

«ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален разности потенциалов или напряжению между двумя точками, и обратно пропорционален сопротивлению между ними».

Закон Ома может быть выражен как

I = U / R (1)

где

I = ток (ампер, А)

U = электрический потенциал (вольт, В)

R = сопротивление (Ом, Ом )

Пример — закон Ома

A 12-вольтовая батарея обеспечивает питание до сопротивления 18 Ом . Ток в электрической цепи можно рассчитать как

I = (12 вольт) / (18 Ом)

= 0.67 ампер

Эквивалентные выражения закона Ома

Закон Ома (1) также может быть выражен как

U = RI (2)

или 9169 R = 9000 U2 I (3)

Скачайте и распечатайте диаграмму закона Ома!

Пример — сопротивление электрической цепи

Ток 1 ампер протекает через электрическую цепь 230 В, .На приведенной выше диаграмме это означает сопротивление

R ≈ 220 Ом

Его можно также вычислить по закону Ома

R = (230 В) / (1 А)

= 230 Ом

Пример — Закон Ома и кратные и подмножители

Токи, напряжения и сопротивления в электрических цепях часто могут быть очень маленькими или очень большими, поэтому часто используются кратные и подмножители.

Требуемое напряжение, подаваемое на 3.Резистор 3 кОм для создания тока 20 мА можно рассчитать как

U = (3,3 кОм) (1000 Ом / кОм) (20 мА) (10 ^-3 А / мА)

= 66 В

Номограмма электрического сопротивления

Загрузите и распечатайте номограмму зависимости электрического сопротивления от вольт и ампер!

Значения по умолчанию на номограмме выше: 230 вольт , сопротивление 24 Ом и ток 10 ампер .

Мощность

Электрическая мощность может быть выражена как

P = UI

= RI ²

= U ² / R (4)

где

P = электрическая мощность (Вт, Вт)

Пример — потребляемая мощность

Мощность, потребляемая в указанной выше электрической цепи 12 В , может быть рассчитана как

P = (12 вольт) ² / ( 18 Ом)

= 8 Вт

Пример — мощность и электрическое сопротивление

Электрическая лампочка 100 Вт подключена к источнику питания 230 В. .Текущий ток можно рассчитать путем преобразования (4) в

I = P / U

= (100 Вт) / (230 В)

= 0,43 ампера

Сопротивление может быть вычислено путем реорганизации (4) в

R = U ² / P

= (230 В) ² / (100 Вт)

= 529 Ом

Номограмма электрической мощности

Эта номограмма может использоваться для оценки зависимости мощности отнапряжение и ампер.

Скачайте и распечатайте номограмму зависимости электрической мощности от вольт и ампер!

Значения по умолчанию на номограмме выше: 240 вольт, , сопротивление 10 ампер и мощность 2,4 кВт, для постоянного или однофазного переменного тока и 4 кВт, для трехфазного переменного тока.

Калькулятор расчета закона Ома расчет мощности формулы математический закон Ома круговая диаграмма электрическое падение напряжения электрический ток формула сопротивления закон Ватта ЭДС магический треугольник подсказка онлайн напряжение вольт сопротивление резистора амперы аудиотехника EV = IR — P = VI вычисление проводимости соотношение удельного сопротивления соотношение

Калькулятор расчета закона Ома рассчитать формулы мощности математический закон Ома круговая диаграмма падение электрического напряжения формула сопротивления электрическому току закон Ватта ЭДС магический треугольник уравнение наконечник онлайн напряжение вольт сопротивление резистора амперы амперы аудиотехника EV = IR — P = VI вычисление зависимости удельного сопротивления проводимости — sengpielaudio Sengpiel Берлин


= сбросить.

Формулы: V = I R I = V / R R = V / I

Математические формулы закона Ома

Закон

Ома можно переписать тремя способами для расчета тока, сопротивления и напряжения.
Если ток I должен протекать через резистор R , можно рассчитать напряжение В .
Первая версия формулы (напряжения): V = I × R

Если есть напряжение В на резисторе R , через него протекает ток I . I можно вычислить.
Вторая версия (текущей) формулы: I = V / R

Если через резистор протекает ток I , а на резисторе имеется напряжение В . R можно рассчитать.
Третья версия формулы (сопротивления): R = V / I

Все эти вариации так называемого «закона Ома» математически равны друг другу.

Имя	Знак формулы	Блок	Символ
напряжение	V или E	вольт	В
текущий	I	ампер (ампер)	А
сопротивление	R	Ом	Ом
мощность	п	ватт	Вт

Какая формула для электрического тока? При постоянном токе: I = Δ Q / Δ t I — ток в амперах (A) Δ Q — электрический заряд в кулонах (C), , который течет во время продолжительности Δ t в секундах (с). Напряжение В = ток I × сопротивление R Мощность P = напряжение В × ток I

В электрических проводниках, в которых ток и напряжение пропорциональны
друг другу, применяется закон Ома: В ~ I или В ⁄ I = const.

Проволока из константана или другая металлическая проволока, выдерживаемая при постоянной температуре, хорошо соответствует закону Ома.

« V ⁄ I = R = const.» ist не закон Ома. Это определение сопротивления.
После этого в каждой точке, даже с изогнутой кривой, можно рассчитать значение сопротивления.

На многие электрические компоненты, например диоды, закон Ома не распространяется.

«Закон Ома» не был изобретен господином Омом

« U ⁄ I = R = конст.»- это , а не закон Ома или закон Ома. Это определение сопротивления. После этого в каждой точке — даже с изогнутой кривой — может быть вычислено значение сопротивления. Закон Ома» постулирует «следующую взаимосвязь: Когда к объекту прикладывается напряжение, электрический ток , протекающий через него, изменяет силу, пропорциональную напряжению. Другими словами, электрическое сопротивление , определяемое как отношение напряжения к току, является постоянным, и оно равно независимо от напряжения. и ток.Название закона «почитает» Георга Симона Ома, который смог доказать эту взаимосвязь для некоторых простых электрических проводников в качестве одного из первых исследователей. «Закон Ома» действительно не был изобретен Омом.

Совет: магический треугольник Ома Магический треугольник V I R можно использовать для расчета всех формулировок закона Ома. Используйте палец, чтобы скрыть вычисляемое значение. Затем два других значения показывают , как производить расчет.

Обозначение I или J = латиница: приток, международный ампер и R = сопротивление. В = напряжение или
разность электрических потенциалов, также называемая падением напряжения, или E = электродвижущая сила (ЭДС = напряжение).

Расчет падения напряжения — расчет постоянного / однофазного тока Падение напряжения В в вольтах (В) равно току в проводе I в амперах (А), умноженных на удвоение длины провода L в футах (футах), умноженном на сопротивление провода на 1000 футов R в омах (Ω / kft) деленное на 1000: V падение (В) = I провод (A) × R провод (Ом) = I провод (A) × (2 × L (фут) × R провод (Ом / kft) / 1000 (ft / kft)) Падение напряжения В в вольтах (В) равно току провода I в амперах (А), умноженному на два , длина провода L в метрах (м), умноженная на сопротивление провода на 1000 метров R в омах (Ом / км) разделить на 1000: В падение (В) = I провод (A) × R провод (Ом) = I провод (A) × (2 × L (м) × R провод (Ом / км) / 1000 (м / км))

Если требуется блок питания P = I × V и напряжение V = I · R ,
ищите » Формулы большой мощности »:
Расчеты: мощность (ватт), напряжение, ток, сопротивление

Некоторые думают, что Георг Симон Ом рассчитал «удельное сопротивление».
Поэтому они думают, что только следующее может быть истинным законом Ома.

Величина сопротивления R = сопротивление Ом ρ = удельное сопротивление Ом × м l = двойная длина кабеля кв.м A = поперечное сечение мм 2

Электропроводность (проводимость) σ (сигма) = 1/ ρ
Удельное электрическое сопротивление (удельное сопротивление)

2 = 1/ σ

Разница между удельным электрическим сопротивлением и электропроводностью

Проводимость в сименсах обратно пропорциональна сопротивлению в омах.

Просто введите значение слева или справа. Калькулятор работает в обоих направлениях знака ↔ .

Значение электропроводности (проводимости) и удельного электрического сопротивления (удельное сопротивление) зависит от температуры материала постоянной. Чаще всего его дают при 20 или 25 ° C. Сопротивление R = ρ × ( л / A ) или R = σ × A )

Для всех проводников удельное сопротивление изменяется в зависимости от температуры.В ограниченном диапазоне температур это примерно линейно: где α — температурный коэффициент, T — температура, а T 0 — любая температура, , например, T 0 = 293,15 K = 20 ° C, при котором удельное электрическое сопротивление ρ ( T 0 ) известен.

Площадь поперечного сечения — поперечное сечение — плоскость среза

Теперь возникает вопрос:
Как можно рассчитать площадь поперечного сечения (плоскость среза) A
из диаметра проволоки d и наоборот?

Расчет поперечного сечения A (плоскость среза) от диаметра d :

r = радиус проволоки
d = диаметр проволоки

Расчетный диаметр d из поперечного сечения A (плоскость среза ) :

Поперечное сечение A провода в мм ² , вставленное в эту формулу, дает диаметр d в мм.

Расчет — Круглые кабели и провода:
• Диаметр к поперечному сечению и наоборот •

Электрическое напряжение В = I × R (Закон Ома VIR)
Электрическое напряжение = сила тока × сопротивление (закон Ома)
Введите два значения , будет рассчитано третье значение.
Электроэнергия P = I × V (Power law PIV)
Электрическая мощность = сила тока × напряжение (закон Ватта)
Введите два значения , будет рассчитано третье значение.

Закон Ома. В = I × R , где В, — это потенциал на элементе схемы, I — это ток через него, а R — его сопротивление. Это не общеприменимое определение сопротивления . Это применимо только к омическим резисторам, сопротивление которых R равно постоянным во всем интересующем диапазоне, а В, подчиняется строго линейной зависимости от I . Материалы называются омическими, если V линейно зависит от R .Металлы являются омическими до тех пор, пока поддерживает их постоянную температуру. Но изменение температуры металла немного меняет R . Когда ток изменяется быстро, например, при включении света или при использовании источников переменного тока , может наблюдаться слегка нелинейное и неомическое поведение. Для неомических резисторов R зависит от тока, и определение R = d V / d I гораздо более полезно. Это значение иногда называют динамическим сопротивлением.Твердотельные устройства, такие как термисторы, неомичны и нелинейны. Сопротивление термистора уменьшается по мере его нагрева, поэтому его динамическое сопротивление отрицательно. Туннельные диоды и некоторые электрохимические процессы имеют сложную кривую от I до V с рабочей областью отрицательного сопротивления. Зависимость сопротивления от тока частично связана с изменением температуры устройства с увеличением тока, но другие тонкие процессы также способствуют изменению сопротивления в твердотельных устройствах.

Расчет: калькулятор параллельного сопротивления (резистора)

Калькулятор цветового кода для резисторов

Электрический ток, электрическая мощность, электричество и электрический заряд

Колесо формул — формулы электротехники

In acoustics используйте «закон Ома в качестве акустического эквивалента »

Как работает электричество. Закон Ома ясно объяснен.

[начало страницы]

Закон Ома • Закон Ома

Закон

Ома объясняет взаимосвязь между напряжением и током, протекающим через резисторы.

Закон Ома : Ток, протекающий через любой резистор, прямо пропорционален напряжению, приложенному к его концам.

Математически закон Ома определяется выражением V = IR
, где

В = напряжение,

I = ток,

R = Сопротивление

Закон

Ома широко используется в электротехнике для решения схем.Схема представляет собой комбинацию источника напряжения и резисторов, образующих замкнутый контур (как показано выше).

Утверждение закона Ома получено экспериментальным путем. Джордж провел различные эксперименты с резистором 1 кОм и, наконец, опубликовал трактат в 1827 году.

Основы закона Ома: напряжение, ток и сопротивление

Закон

Ома связывает три основных электрических свойства: напряжение, ток и сопротивление. Давайте разбираться в них по отдельности.

Напряжение: Все мы знаем о магните, который притягивает к себе железо.Магнит делает это, потому что у него есть магнитное поле, которое сильнее в непосредственной близости и ослабевает с увеличением расстояния. Подобное магнитному полю такое же электрическое поле существует в природе. Технически это электрическое поле называется электрическим потенциалом. Напряжение или разность потенциалов — это измерение напряженности электрического поля между двумя точками.

Ток: металлический проводник имеет большое количество свободных валентных электронов, которые непрерывно движутся внутри него.Источник напряжения, подключенный к проводнику, заставляет эти электроны течь от отрицательной клеммы батареи к положительной клемме. Электрический ток является мерой расхода заряда.

Сопротивление: Хотя электрический проводник несет большое количество свободных электронов, он также содержит атомы и другие связанные электроны. Во время своего движения свободные электроны также сталкиваются со связанными электронами и атомами. При этом они теряют энергию. Сопротивление является мерой этого противодействия, с помощью которого связанные электроны и атомы сопротивляются движению свободных электронов.

Зачем нужен закон Ома?

Поскольку мы практически изучаем закон, важно ответить на вопрос БОЛЬШОЙ ПОЧЕМУ. Мы уже знаем, что ток, напряжение и сопротивление — три основных электрических свойства. Давайте посмотрим, как мы можем применить соотношение Ома (V = IR) в реальной жизни.

Электронагреватель

Рассмотрим нагреватель, подключенный к розетке 220 В переменного тока с сопротивлением 20 Ом.Если мы хотим узнать ток, протекающий через нагреватель, мы можем легко сделать это, используя уравнение: V = IR,

I = V / R = 220 В переменного тока / 50 Ом = 4,4 A

Чтобы найти неизвестный резистор

Рассмотрим неизвестный резистор, к которому приложено 120 вольт. Сила тока составляет 6 А. Опять же, изменив исходное уравнение, мы можем вычислить неизвестное сопротивление, то есть

.

R = V / I = 120 В / 12 A = 10 Ом

Чтобы узнать, сколько входных напряжений предусмотрено

Рассмотрим третий случай, когда резистивный элемент на 35 Ом подключен к неизвестному источнику напряжения.В то время как ток, протекающий по цепи, составляет 10 А, нас интересует определение вольт, связанных с входным источником. К счастью, мы можем использовать исходное утверждение, чтобы найти это, V = IR = 10 A * 35 Ω = 350 V

Роль метрических префиксов в законе Ома

Метрические префиксы — это буквы, которые используются вместе с цифрами. В настоящее время действует 21 метрический префикс (приблизительно). Каждый префикс представляет собой конкретное число. Существование метрических префиксов избавляет нас от выражения очень маленького и очень большого числа.Давайте сначала взглянем на метрические префиксы:

.

1. лет = 10 ^-24 = 0 000 000 000 000 000 000 000 001
2. zepto = 10 ^-21 = 0 000 000 000 000 000 000 0001
3. atto = 10 ^-18 = 0 000 000 000 000 000 001
4. фемто = 10 ^-15 = 0 000 000 000 000 001
5. пико = 10 ^-12 = 0 000 000 000 001
6. нано = 10 ^-9 = 0 000 000 001
7. микро = 10 ^-6 = 0.000 001
8. милли = 10 ^-3 = 0,001
9. санти = 10 ^-2 = 0,01
10. деци = 10 ^-1 = 0,1
11. ед. = 10 ⁰ = 1
12. дека = 10 ¹ = 1 0
13. га = 10 ² = 1 00
14. кг = 10 ³ = 1 000
15. мега = 10 ⁶ = 1 000 000
16. гига = 10 ⁹ = 1 000 000 000
17. тера = 10 ¹² = 1 000 000 000 000
18. пета = 10 ¹⁵ = 1 000 000 000 000 000
19. exa = 10 ¹⁸ = 1 000 000 000 000 000 000
20. дзета = 10 ²¹ = 1 000 000 000 000 000 000 000
21. йотта = 10 ²⁴ = 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000

Допустим, вы измеряете ток, имеющий значение 0.000 001 A. Написание такого числа — сложная задача, а упоминание нулей кому-то еще более утомительно. Знание метрического префикса здесь пригодится, и вы можете просто выразить 0 000 001 1 микроампер. Из всех 21 строки есть несколько значений, которые вы должны держать под рукой:

Почему они важны?

1. Часто резисторы имеют номинал , , кОм (кОм), и мегаом (МОм), .
2. Ток рассчитан на мА (мА) и мкА (мкА) .

Как мы используем их в наших омических цепях?

Рассмотрим резистор 5 кОм (5000 Ом), подключенный к источнику 12 В. Давайте воспользуемся нашим уравнением I = V / R, чтобы найти ток, протекающий по цепи.

I = V / R = 12 В / 5000 Ом = 0,0024 A = 2,4 * 10-3 A = 20,4 мА

Приведенный выше расчет довольно утомителен. Для сложных вычислений это может быть проблематично.

Есть альтернативный способ работы с префиксами. В то время как мА представляет собой 0,001, оно является обратным значению кА.1 мА = (1 / кА). Мы можем использовать эту обратную технику:

• милли = 1 / килограмм
• микро = 1 / мега
• нано = 1 / Гига

Давайте применим это правило к предыдущему случаю:

I = V / R = 12 В / 5 кОм = (12 В / 5 Ом) m = 20,4 мА

Новичок может запутать эти расчеты.

No related posts.