Закон Ома можна сміливо назвати одним з основних в електротехніці. Він встановлює залежність між трьома основними показниками – силою струму, опором і різницею потенціалів.
Для подальшого вивчення предмета вкрай важливо запам’ятати визначення закону Ома для ділянки кола, зрозуміти його сутність і навчитися його використовувати при вирішенні різних завдань.
Основне поняття
Для швидкого запам’ятовування формули Ома для ділянки кола необхідно розібратися з фізичними величинами, що входять до його складу. Першою серед них стане сила струму.
В результаті можна встановити одну залежність – через поверхню провідника за деякий відрізок часу протікає електрозаряд, рівний сумі зарядів всіх частинок, що пройшли через провідник. Силою струму називається величина, яка відповідає відношенню величини заряду до відрізка часу. Вимірюється вона в амперах (А).
Другий показник, що входить у формулу для ділянки кола, називається різницею потенціалів або напругою. Саме завдяки йому електрони переміщаються, а в провіднику з’являється електричний струм.
Таким чином, напруга являє собою фізичну величину, відповідну за показником роботі, виконуваної електрополем для пересування заряду. Вона вимірюється в вольтах (В). 1 В являє собою напругу, яка переміщує заряд, рівний 1 Кл, виконуючи для цього роботу в 1 Дж.
Зараз відомі дві величини, що входять до складу формули закону Ома:
- струм;
- напруга.
Останньою величиною, з якою необхідно познайомитися при вивченні закону Ома, є опір. При русі під впливом електрополя електрони постійно стикаються з атомами матеріалу, з якого виготовлений провідник. Це призводить до його нагрівання і подальших коливань атомів в кристалічній решітці.
В результаті рух електронів ще сильніше ускладнюється. Це явище і є опором. На його величину впливають наступні параметри:
- перетин дроту;
- температура;
- матеріал провідника.
Формулювання і пояснення
Людиною, яка змогла отримати основний закон електротехніки, став вчений Георг Ом з Німеччини. Виведений ним постулат має досить просте визначення:
Вивчивши формулювання закону Ома для ділянки електричного кола, формулу написати не складе труднощів:
I = U/R
Знаючи два показники з трьох, останній можна визначити математично без вимірювання, наприклад, вивести формулу опору ділянки ланцюга.
При цьому вона є найпростішою і застосовується для зовнішньої однорідної ділянки кола, на якому відсутні джерела ЕРС. Говорячи простіше, в розглянутому електроланцюзі не повинна знаходитися батарейка, інакше формула, що виражає закон, прийме злегка змінений вигляд:
I = E/(R + r)
У цій формулі E відповідає потенційній енергії джерела ЕРС, а r являє собою його внутрішній опір. Таким чином, з’явилося ще кілька нових понять:
- однорідна ділянка електричного кола;
- повний ланцюг;
- зовнішня і внутрішня ділянка.
Повне електричне коло містить 2 частини – внутрішню і зовнішню. Перша являє собою джерело живлення, а друга складається зі сполучних провідників, споживачів енергії і т.д.
Знаючи найпростішу формулу закону Ома, на іспиті можна легко дати його визначення і вирішувати нескладні практичні завдання. При подальшому вивченні електротехніки належить заглибитися в тонкощі цього предмета, наприклад, познайомитися з поняттями реактивного і активного опору, а також записати більш складну формулу.
