Ток, напряжение, сопротивление. Закон Ома

Ток, напряжение, сопротивление. Закон Ома.

Мы начинаем публикацию материалов новой рубрики «Основы электроники«, и в сегодняшней статье речь пойдет о фундаментальных понятиях, без которых не проходит обсуждение ни одного электронного устройства или схемы. Как вы уже догадались, я имею ввиду ток, напряжение и сопротивление Кроме того, мы не обойдем стороной закон Ома, который определяет взаимосвязь этих величин, но не буду забегать вперед, давайте двигаться постепенно.

Итак, давайте начнем с понятия напряжения.

Чем сила тока отличается от напряжения

При изучении электрического тока различают понятие силы тока и напряжения. Это разные параметры, но связанные между собой. От их изучения зависит понимание принципов работы электрических цепей.

Силой тока является определенное количество электричества, а напряжение обозначает меру потенциальной энергии. Данные величины зависят одна от другой. К факторам, которые влияют на величину силы тока и напряжения относятся материал проводника, температура и внешняя среда.

Ток и напряжение получают различными способами. Если при воздействии на электрические заряды возникает напряжение, то ток создаётся при этом благодаря потенциалу между точками. Напряжение характеризует потенциальную энергию, а сила тока – кинетическую.

Кулон и электрический заряд

Одна из основных единиц электрических измерений, которую часто преподают в начале курсов электроники, но нечасто используют впоследствии, – это кулон – единица измерения электрического заряда, пропорциональная количеству электронов в несбалансированном состоянии. Один кулон заряда соответствует 6 250 000 000 000 000 000 электронов. Символом количества электрического заряда является заглавная буква «Q», а единица измерения кулонов обозначается «Кл». Единица измерения тока, ампер, равна 1 кулону заряда, проходящему через заданную точку в цепи за 1 секунду. В этом смысле, ток – это скорость движения электрического заряда через проводник.

Как указывалось ранее, напряжение – это мера потенциальной энергии на единицу заряда, доступная для стимулирования протекания тока из одной точки в другую. Прежде чем мы сможем точно определить, что такое «вольт», мы должны понять, как измерить эту величину, которую мы называем «потенциальной энергией». Общей метрической единицей измерения энергии любого вида является джоуль, равный количеству работы, совершаемой силой в 1 ньютон при движении на 1 метр (в том же направлении). В этих научных терминах 1 вольт равен 1 джоулю электрической потенциальной энергии на (деленному на) 1 кулон заряда. Таким образом, 9-вольтовая батарея выделяет 9 джоулей энергии на каждый кулон заряда, проходящего через цепь.

Эти единицы и символы электрических величин станут очень важны, когда мы начнем исследовать отношения между ними в цепях.

Закон Ома.

И тут на помощь нам приходит основополагающий закон всей электроники – закон Ома:

Сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению рассматриваемого участка цепи.

Рассмотрим простейшую электрическую цепь:Как следует из закона Ома напряжение и сила тока в цепи связаны следующим образом:

Пусть напряжение составляет 10 В, а сопротивление цепи равно 200 Ом. Тогда сила тока в цепи вычисляется следующим образом:

I = frac<10> <200>= 0.05 = 50medspaceмА

• Найти и оформить в виде сносок ссылки на авторитетные источники, подтверждающие написанное.

• Физические величины по алфавиту
• Электричество

Wikimedia Foundation . 2010 .

Полезное

Смотреть что такое «Сила тока» в других словарях:

СИЛА ТОКА — скалярная хар ка электрического тока; равна отношению заряда Dq, переносимого через сечение проводника за интервал времени Dt, к этому интервалу: i=Dq/Dt. Единица С. т. ампер. Для измерения С. т. используют амперметры. Физический… … Физическая энциклопедия

СИЛА ТОКА — СИЛА ТОКА, равна электрическому заряду, проходящему через поперечное сечение проводника в 1 с. В СИ измеряется в амперах. Максимально безопасная сила тока, проходящего через тело человека, >1 мА, сила тока, проходящего через бытовую осветительную … Современная энциклопедия

СИЛА ТОКА — величина тока, количество электричества, проходящего через поперечное сечение проводника в единицу времени (в 1 сек.). С. т. является основной величиной, характеризующей электр. ток; измеряется в амперах. Технический железнодорожный словарь. М.:… … Технический железнодорожный словарь

СИЛА ТОКА — равна электрическому заряду, проходящему через поперечное сечение проводника в 1 с … Большой Энциклопедический словарь

СИЛА ТОКА — (Conducting power) см. Ток электрический. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь

сила тока — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN electric power The rate at which electric energy is converted to other forms of energy, equal to the product of the current and the voltage drop. (Source: MGH)… … Справочник технического переводчика

сила тока — равна электрическому заряду, проходящему через поперечное сечение проводника в 1 с. * * * СИЛА ТОКА СИЛА ТОКА, количественная характеристика электрического тока (см. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК). Силой тока называют физическую величину, равную количеству… … Энциклопедический словарь

сила тока — [current intensity, current] скалярная характериска электрического тока i; равна отношению заряда Δq, переносимого через поперечное сечение проводника за время Δt, t = Δq/Δt. Единица силы тока ампер (А). Для измерения сила тока используют… … Энциклопедический словарь по металлургии

сила тока — электрический ток (величина); полный ток; сила тока Скалярная величина, равная сумме токов проводимости, переноса и смещения сквозь рассматриваемую поверхность … Политехнический терминологический толковый словарь

сила тока — srovės stipris statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. current strength vok. Stromstärke, f rus. сила тока, f pranc. intensité de courant, f … Automatikos terminų žodynas

Примеры нахождения силы тока в задачах

Задача №1

Определите силу тока проводнике, имеющем сопротивление 55 Ом при напряжении в сети 220В.

Решение

Вычисление

Ответ: сила тока в проводнике 4,4 А.

Задача №2

Сила тока в резисторе при напряжении 100В (U1) составляет 4 А (I1). Если напряжение увеличить на 20В (Δ U), как изменится сила тока (I2), протекающего через этот резистор?

Решение

По условию задачи сопротивление резистора не изменяется. Тогда:

Вычисление

Ответ: сила тока станет 4,8 А.

Задача №3

Определите силу тока в цепи с внешним сопротивлением 10 Ом и источником постоянного тока, ЭДС которого составляет 15В, а внутреннее сопротивление – 1 Ом.

Решение

Вычисление

Задача №4

При какой силе тока (I) проволока с сопротивлением (R) 20 Ом за 300 секунд (t) выделит 6 кДж теплоты (Q)?

Характеристики тока

Сила тока — скалярная величина, определяется по формуле

Если ток изменяется, то заряд, прошедший через поперечное сечение проводника, определяется как площадь фигуры, ограниченной зависимостью I(t).

Плотность тока — векторная величина, определяется по формуле

Прибор для измерения силы тока называется амперметром. Включается в сеть последовательно. Собственное сопротивление амперметра должно быть мало, поскольку включение амперметра не должно изменять силу тока в цепи.