Na lekcji Fizyki badamy prąd stały w obwodzie. Aby to zrozumieć, musimy przestrzegać kilku praw, z których jednym jest prawo Ohma.
Prawo Ohma to stwierdzenie, które stwierdza, że prąd elektryczny (I) płynący w przewodniku jest proporcjonalny do różnicy potencjałów (V), która jest przyłożona do końców. Oznacza to, że im większa różnica potencjałów, tym większy przepływ prądu. I odwrotnie, jeśli dana różnica potencjałów zostanie zmniejszona, tym mniejszy będzie płynął prąd. Możemy to sformułować w następujący sposób.
I = V
Gdy prąd elektryczny I płynie w przewodzie z różnicą potencjałów na końcach V, wówczas prąd będzie odwrotnie proporcjonalny do rezystancji, co daje następujący wzór.
I α 1 / R
Opierając się na dwóch powyższych równaniach, wzór na prawo Ohma jest następujący.
I = V / R lub V = IR
Wielkość R to rezystancja przewodu.
Prawo Ohma można również wyrazić jako „prąd przepływający przez przewodnik jest wprost proporcjonalny do różnicy potencjałów między dwoma końcami, podczas gdy warunki fizyczne przewodnika, takie jak temperatura, odkształcenie itp., Pozostają stałe”.
Wykres zmiany różnicy potencjałów z prądem płynącym w przewodzie jest liniowy, jak pokazano na poniższym rysunku.
(obrazek)
Ograniczenia prawa Ohma
Jednak prawo Ohma ma również ograniczenia. Prawo to zostało wyprowadzone przy założeniu, że opór jest niezależny od prądu. Zatem rezystancja lub rezystancja jest zawsze stała i nie zależy od prądu (I). Oznacza to, że prawo Ohma nie ma zastosowania do płynów, materiałów półprzewodnikowych ani izolatorów. Materiały, które nie są zgodne z prawem Ohma, nazywane są materiałami nie-omowymi. Poniżej znajduje się wykres prądów i różnic potencjałów dla materiałów innych niż omowe.
(obrazek)
Aby lepiej zrozumieć prawo Ohma, przyjaciele mogą odpowiedzieć na poniższe pytania praktyczne.
(Przeczytaj również: Pojęcie i zastosowanie prawa Archimedesa)
Ćwiczenia
Student łączy dwa rezystory R.1 i R.2 szeregowo do źródła prądu stałego o napięciu 20 V. Czy możesz obliczyć prąd przepływający przez obwód, jeśli kod koloru rezystora:
(obrazek)
R1 = Żółty, fioletowy, pomarańczowy
R2 = Brązowy, czarny, czerwony
Jeśli tak, omówmy i dopasujmy razem odpowiedzi.
Odpowiedź
Zgodnie z kodem koloru rezystora węglowego, pasmo kolorów R1 reprezentuje następujące liczby:
Żółty = 4, Fioletowy = 7 i Pomarańczowy = 3
R1 = 47 x 103 Ω = 47 k Ω
Pasmo kolorów rezystora R.2 reprezentuje następujące liczby:
Brązowy = 1, Czarny = 0 i Czerwony = 2
R2 = 10 x 102 Ω = 1k Ω
Tak więc wartość rezystancji zastępczej wynosi
R = R1 + R.2
= 47 kΩ + 1 kΩ
R = 48 kΩ
Prąd płynący w obwodzie, I = V / R
V = 20 V, R = 48 kΩ
>> I = 20 V / 48 kΩ = 4,16 x 10-4 A.
