Закон Ома

Закон Ома є одним з основних законів електротехніки. Він широко застосовується для аналізів та розрахунків електричних кіл і формулюється так:

величина струму в замкненому електричному колі прямо пропорційна електрорушійній силі і овбернено пропорційна опору електричного кола:

I=E/(R+r),

де I— величина струму, А; Е — ЕРС джерела, В; R — опір зовнішньої ділянки кола, 0м; r — внутрішній опір джерела, Oм.

Фізична суть закону полягає в тому, що чим більше ЕРС джерела, тим більше носіїв зарядів надходить на його затискачі, і збільшується швидкість руху зарядів. При цьому в одиницю часу по провіднику проходить більше носіїв зарядів, а тому збільшується величина струму. Якщо опір електричного кола збільшується, то збільшується протидія руху носіїв заряду, зменшується швидкість Їх і зменшується величина струму.

Закон Ома застосовується для будь-якого електричного кола і йоге ділянки. Для замкненого кола можна зробити такі висновки.

1. Електрорушійна сила дорівнює добутку величини струму на опір всього кола:

E=I(R+r).

2.Опір всього кола чисельно дорівнює відношенню ЕРС до струму: R+r=E/I .

З формули маємо Е = IR +Ir.

Це означає, що ЕРС джерела витрачає енергію для подо­лання опору кола і поділяється на дві частини — зовніш­ню частину кола, IR = U, і внутрішню, Ir = Uo. Тодi з формули IR = U можна записати закон Ома для ділянки електричного кола:

I=U/R,

тобто сила струму на ділянці електричного кола прямо .пропорційна спаду напруги на цій ділянці і обернено пропорційна опору даної ділянки.

Для ділянки кола можна зробити такі висновки.

1. Напруга на ділянці електричного кола дорівнює добут­ку величин струму і опору:

U=IR.

Цей добуток визначається як спад напруги на даному опорі при певній величині струму.

2. Опір ділянки електричного кола дорівнює відношенню напруги, прикладеної на цій ділянці, до величини струму на ній: R=U/I.

Згідно з формулою, А = EQ. Оскільки Q = It, то

A=EIt.

Таким чином , визначається робота ЕРС джерела по всьому електричному колу. Якщо замінити Е на U + Uо, то матимемо:

А=UIt+UoIt=Aк+Aо,

де Aк — корисна робота на зовнішній ділянці кола, Ао — безкорисна робота на внутрішньому опорі джерела.

На підставі закону Ома корисну роботу можна виразити так:

A_K=UIt=I²Rt=U²t/R.