Закон Ома

Закон Ома — фундаментальное соотношение между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи

Закон Ома — один из основополагающих законов электричества, который устанавливает связь между тремя основными параметрами электрической цепи: напряжением, током и сопротивлением. Закон был открыт немецким физиком Георгом Омом в 1827 году и получил название в его честь.

Формулировка закона Ома

Закон Ома гласит, что напряжение ($U$) на участке цепи прямо пропорционально силе тока ($I$), протекающего через этот участок, и сопротивлению ($R$) данного участка:

Объяснение компонентов

1. Напряжение ($U$) — это разность электрических потенциалов между двумя точками цепи, измеряемая в вольтах (В). Напряжение определяет работу, которую необходимо совершить для перемещения заряда между этими точками.
2. Сила тока ($I$) — это количество электрического заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени, измеряемое в амперах (А). Ток определяется количеством свободных зарядов, перемещаемых через цепь.
3. Сопротивление ($R$) — это мера противодействия проводника прохождению электрического тока, измеряемая в омах (Ом). Сопротивление зависит от длины, площади поперечного сечения и материала проводника.

Важные аспекты

• Линейность: Закон Ома справедлив только для линейных цепей, где сопротивление не изменяется при изменении напряжения или силы тока. Например, он применяется к металлическим проводникам, таким как медь или алюминий, при нормальных условиях эксплуатации.
• Температура: Сопротивление большинства материалов увеличивается с повышением температуры, что приводит к отклонениям от закона Ома. Поэтому при проектировании сложных схем учитывают изменение сопротивления в зависимости от температуры.
• Активные компоненты: Закон Ома не применим к активным компонентам, таким как транзисторы или диоды, где зависимость между напряжением и током нелинейна.

Пример применения

Рассмотрим простую цепь, состоящую из источника питания с напряжением 12 В и лампочки с сопротивлением 6 Ом. Используя закон Ома, можно рассчитать силу тока в цепи:

Таким образом, сила тока в цепи составит 2 ампера.

Закон Ома является основой анализа электрических цепей и помогает инженерам и ученым предсказывать поведение различных элементов схемы. Его простота и универсальность делают его незаменимым инструментом в электротехнике и электронике.