Kada je vanjski strujni krug spojen na izvor struje, električno polje se širi duž vodiča brzinom svjetlosti i slobodni naboji u njima gotovo istodobno dolaze u uređeno gibanje. U krugu postoji struja.
Osnovne zakone istosmjerne struje utvrdio je 1826.-1827. njemački znanstvenik Georg Ohm i stoga nose njegovo ime.
Razmotrimo nehomogeni dio kruga u kojem djeluje EMF. Označavamo EMF u odjeljku 1-2 kroz ε 12, a potencijalnu razliku primijenjenu na krajevima odjeljka - kroz φ 1 -φ 2. Rad sila A 12 (treće strane i Coulomb) izveden na strujnim nosačima, prema zakonu održanja i transformacije energije, jednak je toplini, istaknutoj u području. Rad sila pri pomicanju naboja u području 1-2 jednak je
A 12 \u003d Q \u003d q 0 ε 12 + q 0 (φ 1 -φ 2) (13.12)
Tijekom vremena u vodiču se oslobađa toplina
gdje 
(13.14)
Na ovaj način, generalizirani ohmov zakon, ili Ohmov zakon za nehomogeni dio kruga(dio kruga koji sadrži izvor EMF), glasi:
Jačina struje u nehomogenom dijelu strujnog kruga izravno je proporcionalna zbroju EMF-a i potencijalne razlike na krajevima ovog odjeljka i obrnuto proporcionalna njegovom ukupnom otporu
(13.15)
gdje je r unutarnji otpor izvora EMF, R je otpor vanjskog kruga.
Primjenjujući generalizirani Ohmov zakon na jedan ili drugi aktivni dio kruga, prvo treba odabrati smjer zaobilaženja ovog odjeljka, slažući se da se jedan od njegovih krajeva smatra prvim (s potencijalom φ 1), a drugi kao drugi (s potencijalom - φ 2). Ako se ovaj smjer podudara sa smjerom struje koja teče kroz dionicu, jakost struje se smatra pozitivnom (I> 0), inače je negativna (I<0). ЭДС на рассматриваемом участке положительна тогда, когда направление обхода совпадает с направлением стороннего поля в источнике (это поле в нём направлено от отрицательного полюса к положительному); если же эти направления не совпадают, ЭДС считается отрицательной.
Iz generaliziranog Ohmovog zakona mogu se dobiti druga dva zakona.
Ohmov zakon za zatvoreno ( ilipotpun) lanac :
Struja u zatvorenom krugu izravno je proporcionalna EMF-u i obrnuto proporcionalna njegovom ukupnom otporu.
(13.16)
Budući da su krajevi zatvorenog kruga povezani, a potencijali φ 1 i φ 2 na njima postaju jednaki, tada je razlika potencijala φ 1 - φ 2 \u003d 0
Ohmov zakon za zatvoreni krug može se napisati kao
ε 12 =IR+Ir (13.17)
gdje su IR i Ir pad napona u vanjskom i unutarnjem dijelu strujnog kruga
Veza izvora u bateriji može biti serijska i paralelna.
Kod serijskog spoja dva susjedna izvora povezana su suprotnim polovima.
Kada je spojen u seriju, EMF baterije jednak je zbroju EMF pojedinačnih izvora koji čine bateriju.
Struja u takvom krugu
(13.18)
Ako spojite sve pozitivne i sve negativne polove dvaju izvora, tada se takav spoj izvora energije naziva paralelnim. U praksi se uvijek paralelno spajaju samo izvori s istim EMF-om.
Uz paralelni spoj istih izvora električne energije, EMF baterije jednaka je EMF jednog izvora.
Tada prema Ohmovom zakonu
(13.19)
Razmotrimo dva ograničavajuća slučaja kada se vanjski otpor pokaže vrlo velikim ili, obrnuto, zanemarivim .
R→∞ (iliR >> r). Slična situacija se događa kada je vanjski strujni krug isključen, tj. kada su polovi izvora struje otvoreni i između njih postoji zračni raspor kroz koji ne teče struja. Zamjenom I=0 u generalizirani Ohmov zakon dobivamo φ 1 - φ 2 = ε 12 . To znači da je napon na polovima otvorenog izvora struje jednak njegovom EMF-u.
R→0 (iliR<<r). Slična situacija događa se s kratkim spojem. U tom slučaju, snaga struje se povećava na vrijednost
do 
koji može premašiti vrijednost dopuštenu za ovaj krug. Oštar porast struje tijekom kratkog spoja može dovesti do velikog oslobađanja topline. Snaga polja unutar baterije tada nestaje. Žice se mogu rastopiti ili postati vrlo vruće i izazvati požar, a izvor napajanja se može oštetiti. Da bi se to izbjeglo, koriste se osigurači.
Ohmov zakon za homogenu dionicu kruga (dionicu koja ne sadrži EMF) : Struja u vodiču izravno je proporcionalna primijenjenom naponu, a obrnuto proporcionalna otporu vodiča.
Vrijednost
nazvao električna vodljivost vodiča . Jedinica za vodljivost je Siemens (Sm).
Nepoznavanje zakona nije opravdanje.
Aforizam
Pitam se o kojim zakonima će se raspravljati u lekciji broj tri. Postoji li doista cijelo brdo ili čak hrpa tih zakona u elektrotehnici, a sve ih treba zapamtiti? Sada ćemo saznati. Pozdrav draga! Vjerojatno mnogi od vas već gledaju na sljedeću lekciju s ljutnjom u očima i misleći u sebi: "Kakva dosadna stvar!", Ili možda čak napuštaju naše uredne redove? Ne žurite, sve tek počinje! Početna faza je uvijek dosadna ... Iz ove lekcije će otići sve najzanimljivije stvari. Danas ću vam reći tko je u elektrotehnici prijatelj, a tko neprijatelj, što će se dogoditi ako usred noći probudite studenta elektronike i kako s jednim prstom razumjeti pola sve elektrotehnike. Zanimljiv? Onda idemo!
U prošloj lekciji upoznali smo našeg prvog prijatelja - ovo je snaga struje. Karakterizira elektricitet u smislu brzine prijenosa naboja s jedne točke u prostoru na drugu pod djelovanjem polja. No, kao što je navedeno, jakost struje ovisi i o svojstvima vodiča kroz koji ta struja "teče". Veličina električne vodljivosti materijala izravno utječe na jakost struje. Sada zamislimo određeni vodič (prikladan kao na slici 3) u kojem se kreću elektroni. Glavnim nedostatkom elektrona nazvao bih nedostatak volana. Zbog tog nedostatka kretanje elektrona određeno je samo poljem koje na njih djeluje i strukturom materijala u kojem se kreću.
Budući da se elektroni “ne mogu” okretati, neki od njih se mogu sudariti s čvorovima kristalne rešetke koji fluktuiraju pod utjecajem temperature, izgubiti brzinu od sudara i time smanjiti brzinu prijenosa naboja, odnosno smanjiti jakost struje. Neki elektroni mogu izgubiti toliko energije da se "zalijepe" za ion i pretvore ga u neutralni atom. Sada, ako povećamo duljinu vodiča, očito je da će se povećati i broj takvih sudara, a elektroni će dati još više energije, odnosno smanjit će se jakost struje. Ali s povećanjem površine poprečnog presjeka vodiča, povećava se samo broj slobodnih elektrona, a broj sudara po jedinici površine ostaje praktički nepromijenjen, stoga, s povećanjem površine, struja također se povećava. Dakle, saznali smo da električna vodljivost (već je postala nespecifična, jer uzima u obzir geometrijske dimenzije određenog vodiča) ovisi odmah o tri karakteristike vodiča: duljini, površini poprečnog presjeka i materijalu.
Međutim, što materijal bolje provodi električnu struju, to se manje "opire" njenom prolasku. Ove izjave su ekvivalentne. Vrijeme je da upoznamo našeg drugog prijatelja - električni otpor. Ovo je recipročna vrijednost vodljivosti i ovisi o istim karakteristikama vodiča.
Slika 3.1 - Što određuje otpor vodiča
Kako bi se u numeričkim proračunima uzeo u obzir utjecaj vrste tvari na njen električni otpor, uvodi se vrijednost specifičnog električnog otpora, koja karakterizira sposobnost tvari da provodi električnu struju. Imajte na umu da su definicije električne vodljivosti i električnog otpora identične, kao i gornje izjave. Otpor se definira kao otpor vodiča duljine 1 m i površine poprečnog presjeka 1 m 2. Označava se latiničnim slovom ρ ("ro") i ima dimenziju Ohm m. Ohm je jedinica za otpor, koja je recipročna vrijednost Siemensa. Također, za određivanje otpora može se koristiti dimenzija Ohm mm 2 / m, koja je milijun puta manja od glavne dimenzije.
Dakle, električni otpor vodiča može se opisati u smislu njegovih geometrijskih i fizičkih svojstava na sljedeći način: 
gdje je ρ specifični električni otpor materijala vodiča;
l je duljina vodiča;
S je površina poprečnog presjeka vodiča.
Iz ovisnosti je vidljivo da otpor vodiča raste s povećanjem duljine vodiča i opada s povećanjem površine poprečnog presjeka, a također izravno ovisi o vrijednosti otpora materijala.
A sada se prisjećamo da na veličinu struje u vodiču utječe jakost električnog polja pod čijim utjecajem nastaje električna struja. Oh, koliko milijuna tisuća puta je već spomenuto da električna struja nastaje pod utjecajem električnog polja! Tu činjenicu uvijek moramo imati na umu. Postoje, naravno, i drugi načini za stvaranje struje, ali za sada ćemo razmotriti samo ovaj. Kao što je gore spomenuto, povećanje jakosti polja dovodi do povećanja struje, a nedavno smo otkrili da što više energije elektron zadržava dok se kreće duž vodiča, to je veća vrijednost električne struje. Iz kolegija mehanike poznato je da je energija tijela određena njegovom kinetičkom i potencijalnom energijom. Dakle, točkasti naboj smješten u električno polje ima u početnom trenutku vremena samo potencijalnu energiju (jer mu je brzina nula). Za karakterizaciju ove potencijalne energije polja, koju ima naboj, uvedena je vrijednost elektrostatskog potencijala, jednaka omjeru potencijalne energije i vrijednosti točkastog naboja: 
gdje je W p potencijalna energija,
q je vrijednost točkastog naboja.
Nakon što naboj padne pod djelovanjem električnog polja, on će se početi gibati određenom brzinom i dio njegove potencijalne energije pretvorit će se u kinetičku energiju. Dakle, u dvije točke polja naboj će imati različitu vrijednost potencijalne energije, odnosno dvije točke polja mogu se karakterizirati različitim vrijednostima potencijala. Razlika potencijala se definira kao omjer promjene potencijalne energije (savršeni rad polja) i vrijednosti točkastog naboja: 
Štoviše, rad polja ne ovisi o putu kretanja naboja i karakterizira samo veličinu promjene potencijalne energije. Razlika potencijala naziva se i električni napon. Napon se obično označava engleskim slovom U ("y"), jedinica napona je vrijednost volt (V), nazvan po talijanskom fizičaru i fiziologu Alessandru Volti, koji je izumio prvu električnu bateriju.
Eto, u elektrotehnici smo upoznali tri nerazdvojna prijatelja: amper, volt i ohm ili struju, napon i otpor. Bilo koja komponenta električnog kruga može se jednoznačno okarakterizirati s ove tri električne karakteristike. Prvi koji je upoznao i postao prijatelj sa svom trojicom odjednom bio je Georg Ohm, koji je otkrio da su napon, struja i otpor međusobno povezani određenim omjerom:
koji je kasnije nazvan Ohmov zakon.
Jakost električne struje u vodiču upravno je razmjerna naponu na krajevima vodiča, a obrnuto razmjerna otporu vodiča.
Ova formulacija mora biti poznata od velikog slova C do točke na kraju. Priča se da će prva rečenica svakog studenta elektronike koji se probudi usred noći biti upravo formulacija Ohmovog zakona. Ovo je jedan od osnovnih zakona elektrotehnike. Ova se formulacija naziva integralom. Osim toga, postoji i diferencijalna formulacija koja odražava ovisnost gustoće struje o karakteristikama polja i materijala vodiča:
gdje je σ vodljivost vodiča,
E je jakost električnog polja.
Ova formulacija slijedi iz formule dane u drugoj lekciji, a razlikuje se od integralne po tome što ne uzima u obzir geometrijske karakteristike vodiča, već samo njegove fizičke karakteristike. Ova formulacija je zanimljiva samo sa stajališta teorije i ne primjenjuje se u praksi.
Da biste brzo zapamtili i koristili Ohmov zakon, možete koristiti dijagram prikazan na slici ispod. 
Slika 3.2 - Ohmov "trokutasti" zakon
Pravilo za korištenje dijagrama je jednostavno: dovoljno je zatvoriti željenu vrijednost i dva druga simbola će dati formulu za njezin izračun. Na primjer. 
Slika 3.3 - Kako zapamtiti Ohmov zakon
Završili smo s trokutom. Vrijedno je dodati da se samo jedna od gornjih formula naziva Ohmov zakon - onaj koji odražava ovisnost struje o naponu i otporu. Druge dvije formule, iako su njezine posljedice, nemaju fizičko značenje. Dakle, nemojte se zbuniti!
Dobro tumačenje Ohmovog zakona je crtež koji najjasnije odražava bit ovog zakona: 
Slika 3.4 - Jasan Ohmov zakon
Kao što vidimo, ova slika prikazuje samo tri naša nova prijatelja: Ohm, Amper i Volt. Volt pokušava gurnuti Ampere kroz dio vodiča (snaga struje izravno je proporcionalna naponu), a Ohm, naprotiv, ometa to (i obrnuto je proporcionalna otporu). I što više Om "vuče" vodič, to će Amperu biti teže penjati se. Ali ako Volt udari jače...
Ostaje nam otkriti zašto se u naslovu lekcije pojavljuje pojam "mnogi zakoni", jer imamo jedan zakon - Ohmov zakon. Pa, prvo, postoje dvije formulacije za to, drugo, naučili smo samo takozvani Ohmov zakon za dio lanca, a postoji i Ohmov zakon za cijeli lanac, koji ćemo razmotriti u sljedećoj lekciji, treće, mi imaju najmanje dvije posljedice iz Ohmovog zakona, što vam omogućuje da pronađete vrijednost otpora dionice strujnog kruga i napon u ovoj dionici. Dakle, postoji samo jedan zakon, ali se može koristiti na različite načine.
Na kraju ću vam reći još jednu zanimljivost. 10 godina nakon pojave Ohmovog zakona, francuski fizičar (a Ohmov rad još nije bio poznat u Francuskoj) je na temelju pokusa došao do istih zaključaka. No istaknuo je da je zakon koji je on uspostavio davne 1827. otkrio je Ohm. Ispostavilo se da francuski školarci još uvijek proučavaju Ohmov zakon pod drugim imenom - za njih je to Poulierov zakon. To je to. Ovo zaključuje još jednu lekciju. Vidimo se uskoro!
- Svaki dio ili element električnog kruga može se jednoznačno karakterizirati pomoću tri karakteristike: struje, napona i otpora.
- Otpor (R)- karakteristika vodiča, koja odražava stupanj njegove električne vodljivosti i ovisi o geometrijskim dimenzijama vodiča i vrsti materijala od kojeg je izrađen.
- Napon (U)- isto što i razlika potencijala; vrijednost jednaka omjeru rada električnog polja za premještanje točkastog naboja iz jedne točke u prostoru u drugu.
- Struja, napon i otpor međusobno su povezani omjerom I = U/R, koji se naziva Ohmov zakon (jakoća električne struje u vodiču izravno je proporcionalna naponu na krajevima vodiča, a obrnuto proporcionalna otporu vodiča). ).
I također zagonetke:
- Ako se duljina žice istezanjem udvostruči, kako će se promijeniti njezin otpor?
- Koji vodič pruža veći otpor: puna bakrena šipka ili bakrena cijev čiji je vanjski promjer jednak promjeru šipke?
- Razlika potencijala na krajevima aluminijskog vodiča je 10V. Odredite gustoću struje koja teče kroz vodič ako je njegova duljina 3 m.
Veličina učinka koji struja može imati na vodič ovisi o tome je li riječ o toplinskom, kemijskom ili magnetskom učinku struje. To jest, podešavanjem jačine struje možete kontrolirati njezin učinak. Električna struja je pak uređeno kretanje čestica pod utjecajem električnog polja.
Ovisnost struje i napona
Očito, što jače polje djeluje na čestice, to je struja u krugu veća. Električno polje karakterizira veličina koja se naziva napon. Stoga zaključujemo da jakost struje ovisi o naponu.
Doista, bilo je moguće empirijski utvrditi da je jakost struje izravno proporcionalna naponu. U slučajevima kada se napon u krugu mijenjao bez promjene svih ostalih parametara, struja se povećavala ili smanjivala za isti iznos za koji se mijenjao napon.
Odnos s otporom
Međutim, svaki krug ili dio strujnog kruga karakterizira još jedna važna vrijednost koja se zove otpor električnoj struji. Otpor je obrnuto proporcionalan struji. Ako se vrijednost otpora promijeni u bilo kojem dijelu strujnog kruga bez promjene napona na krajevima ovog odjeljka, jakost struje će se također promijeniti. Štoviše, ako smanjimo vrijednost otpora, tada će se jakost struje povećati za isti iznos. Obrnuto, kako se otpor povećava, struja proporcionalno opada.
Formula Ohmovog zakona za dio lanca
Uspoređujući ove dvije ovisnosti, može se doći do istog zaključka do kojeg je došao njemački znanstvenik Georg Ohm 1827. godine. On je povezao tri gore navedene fizikalne veličine i izveo zakon koji je po njemu dobio ime. Ohmov zakon za dio kruga glasi:
Jačina struje u dijelu strujnog kruga izravno je proporcionalna naponu na krajevima tog odjeljka i obrnuto proporcionalna njegovom otporu.
gdje sam ja trenutna snaga,
U - napon,
R je otpor.
Primjena Ohmovog zakona
Ohmov zakon je jedan od temeljni zakoni fizike. Njegovo otkriće svojedobno je omogućilo veliki skok u znanosti. Trenutačno je nemoguće zamisliti bilo koji najelementarniji izračun osnovnih električnih veličina za bilo koji krug bez korištenja Ohmovog zakona. Ideja ovog zakona nije stvar isključivo elektroničkih inženjera, već nužan dio temeljnog znanja svake više ili manje obrazovane osobe. Nije ni čudo što postoji izreka: "Ako ne znate Ohmov zakon, ostanite kod kuće."
U=IR i R=U/I
Istina, treba imati na umu da je u sastavljenom krugu vrijednost otpora određenog dijela kruga stalna vrijednost, stoga, kada se trenutna snaga promijeni, samo će se napon promijeniti i obrnuto. Za promjenu otpora dijela strujnog kruga, strujni krug se mora ponovno sastaviti. Izračun potrebne vrijednosti otpora tijekom projektiranja i sastavljanja kruga može se izvršiti prema Ohmovom zakonu, na temelju procijenjenih vrijednosti struje i napona koji će proći kroz ovaj dio kruga.
Osnovni zakon elektrotehnike, pomoću kojeg možete proučavati i izračunavati električne krugove, je Ohmov zakon, koji uspostavlja odnos između struje, napona i otpora. Potrebno je jasno razumjeti njegovu bit i moći ga ispravno koristiti u rješavanju praktičnih problema. U elektrotehnici se često griješi zbog nemogućnosti pravilne primjene Ohmovog zakona.
Ohmov zakon za dio kruga kaže da je struja izravno proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna otporu.
Ako se napon koji djeluje u električnom krugu poveća nekoliko puta, tada će se struja u tom krugu povećati za isti iznos. A ako povećate otpor kruga nekoliko puta, struja će se smanjiti za isti iznos. Isto tako, protok vode u cijevi je veći što je pritisak veći i što cijev pruža manji otpor kretanju vode.
U popularnom obliku, ovaj se zakon može formulirati na sljedeći način: što je veći napon za isti otpor, to je veća jakost struje, a istovremeno, što je veći otpor za isti napon, to je manja jakost struje.
Da bismo najjednostavnije matematički izrazili Ohmov zakon, razmislite o tome otpor vodiča u kojem teče struja od 1 A pri naponu od 1 V je 1 ohm.
Struja u amperima uvijek se može odrediti dijeljenjem napona u voltima s otporom u ohmima. Zato Ohmov zakon za dio kruga piše se sljedećom formulom:
I = U/R.
čarobni trokut
Svaki dio ili element električnog kruga može se karakterizirati pomoću tri karakteristike: struja, napon i otpor.
Kako koristiti Ohmov trokut: zatvorite željenu vrijednost - druga dva znaka će dati formulu za njezin izračun. Usput, samo jedna formula iz trokuta naziva se Ohmov zakon - onaj koji odražava ovisnost struje o naponu i otporu. Druge dvije formule, iako su njezine posljedice, nemaju fizičko značenje.
Izračuni Ohmovog zakona za dio kruga bit će točni kada se napon izrazi u voltima, otpor u ohmima, a struja u amperima. Ako se koristi više jedinica ovih veličina (na primjer, miliampera, milivolta, megaoma itd.), tada ih treba pretvoriti u ampere, volte i ome. Kako bismo to naglasili, ponekad se formula za Ohmov zakon za dio lanca piše ovako:
amper = volt/om
Također možete izračunati struju u miliamperima i mikroamperima, dok napon treba izraziti u voltima, a otpor u kiloomima, odnosno megaomima.
Ostali članci o struji u jednostavnom i pristupačnom prikazu:
Ohmov zakon vrijedi za bilo koji dio kruga. Ako je potrebno odrediti struju u određenom dijelu strujnog kruga, tada je potrebno podijeliti napon koji djeluje na ovaj dio (slika 1) s otporom ovog određenog odjeljka.
Slika 1. Primjena Ohmovog zakona za dio kruga
Navedimo primjer izračunavanja struje prema Ohmovom zakonu. Neka je potrebno odrediti struju u žarulji koja ima otpor od 2,5 ohma, ako je napon primijenjen na žarulju 5 V. Podijelimo li 5 V s 2,5 ohma, dobivamo vrijednost struje jednaku 2 A. U drugom primjeru , određujemo struju koja će teći pod djelovanjem napona od 500 V u krugu čiji je otpor 0,5 MΩ. Da bismo to učinili, izražavamo otpor u ohmima. Dijeljenjem 500 V na 500 000 ohma, nalazimo vrijednost struje u krugu, koja je jednaka 0,001 A ili 1 mA.
Često, znajući struju i otpor, napon se određuje pomoću Ohmovog zakona. Napišimo formulu za određivanje napona
U=IR
Iz ove formule se vidi da napon na krajevima određenog dijela strujnog kruga izravno je proporcionalan struji i otporu. Značenje ove ovisnosti nije teško razumjeti. Ako ne promijenite otpor dijela kruga, tada možete povećati struju samo povećanjem napona. To znači da uz konstantan otpor veća struja odgovara većem naponu. Ako je potrebno dobiti istu struju na različitim otporima, tada s većim otporom mora postojati odgovarajući veći napon.
Napon na dijelu kruga često se naziva pad napona. To često dovodi do nesporazuma. Mnogi misle da je pad napona neka vrsta izgubljenog nepotrebnog napona. Zapravo, koncepti napona i pada napona su ekvivalentni.
Izračun napona pomoću Ohmovog zakona može se prikazati na sljedećem primjeru. Neka struja od 5 mA prolazi kroz dio kruga s otporom od 10 kΩ, a potrebno je odrediti napon u tom dijelu.
Množenje I \u003d 0,005 A pri R -10000 ohma, dobivamo napon jednak 5 0 V. Mogli bismo dobiti isti rezultat množenjem 5 mA s 10 kOhm: U \u003d 50 V
U elektroničkim uređajima struja se obično izražava u miliamperima, a otpor u kiloomima. Stoga je prikladno koristiti ove mjerne jedinice u izračunima prema Ohmovom zakonu.
Prema Ohmovom zakonu otpor se također izračunava ako su poznati napon i struja. Formula za ovaj slučaj je napisana na sljedeći način: R = U/I.
Otpor je uvijek omjer napona i struje. Ako se napon poveća ili smanji nekoliko puta, tada će se struja povećati ili smanjiti za isti broj puta. Omjer napona i struje, jednak otporu, ostaje nepromijenjen.
Formulu za određivanje otpora ne treba shvatiti u smislu da otpor danog vodiča ovisi o protoku i naponu. Poznato je da to ovisi o duljini, površini presjeka i materijalu vodiča. Izgledom, formula za određivanje otpora nalikuje formuli za izračunavanje struje, ali postoji temeljna razlika između njih.
Struja u određenom dijelu strujnog kruga stvarno ovisi o naponu i otporu i mijenja se kada se oni mijenjaju. A otpor određenog dijela kruga je konstantna vrijednost, neovisna o promjenama napona i struje, ali jednaka omjeru ovih veličina.
Kada ista struja teče u dva dijela strujnog kruga, a naponi koji se na njih primjenjuju su različiti, jasno je da dio na koji je primijenjen veći napon ima odgovarajući veći otpor.
A ako pod utjecajem istog napona različita struja prolazi u dva različita dijela strujnog kruga, tada će manja struja uvijek biti u onom dijelu koji ima veći otpor. Sve to proizlazi iz osnovne formulacije Ohmovog zakona za dio kruga, tj. iz činjenice da je struja veća što je napon veći, a otpor manji.
Prikazat ćemo izračun otpora pomoću Ohmovog zakona za dio kruga u sljedećem primjeru. Neka se traži pronaći otpor odsječka kroz koji, pri naponu od 40 V, prolazi struja od 50 mA. Izražavajući struju u amperima, dobivamo I \u003d 0,05 A. Podijelite 40 s 0,05 i ustanovite da je otpor 800 ohma.
Ohmov zakon se može vizualizirati u obliku tzv volt-amperska karakteristika. Kao što znate, izravni proporcionalni odnos između dviju veličina je ravna linija koja prolazi kroz ishodište. Takva se ovisnost naziva linearnom.
Na sl. 2 prikazuje, kao primjer, grafikon Ohmovog zakona za dio strujnog kruga s otporom od 100 ohma. Na vodoravnoj osi je napon u voltima, a na okomitoj osi struja u amperima. Ljestvica struje i napona može se odabrati po želji. Ravna linija je nacrtana tako da je za bilo koju točku na njoj omjer napona i struje 100 ohma. Na primjer, ako je U = 50 V, tada je I = 0,5 A i R = 50: 0,5 = 100 Ohma.
Riža. 2. Ohmov zakon (naponska karakteristika)
Grafika Ohmovog zakona za negativne vrijednosti struje i napona ima isti oblik. To znači da struja u krugu teče jednako u oba smjera. Što je veći otpor, manja je struja dobivena pri danom naponu i to je ravna crta ravnija.
Uređaji u kojima je strujno-naponska karakteristika ravna linija koja prolazi kroz ishodište, tj. otpor ostaje konstantan kada se napon ili struja mijenjaju, nazivaju se linearni uređaji. Također se koriste izrazi linearni krugovi, linearni otpori.
Postoje i uređaji u kojima se otpor mijenja s promjenom napona ili struje. Tada se odnos između struje i napona izražava ne prema Ohmovom zakonu, već kompliciranije. Za takve uređaje, strujno-naponska karakteristika neće biti ravna crta koja prolazi kroz ishodište, već je ili krivulja ili izlomljena linija. Ovi uređaji se nazivaju nelinearni.
Mnemotehnički dijagram za Ohmov zakon
Ciljevi lekcije: razumjeti primjenu proučavanih fizikalnih veličina i veličina koje ih povezuju.
Ciljevi lekcije:
- Učenici trebaju naučiti da je količina topline koju oslobađa vodič sa strujom jednaka umnošku kvadrata jakosti struje, otpora vodiča i vremena Q \u003d I?Rt;
- Studenti moraju naučiti rješavati zadatke za određivanje količine topline u određenim situacijama;
- Konsolidacija vještina učenika u rješavanju problema naselja, kvalitativno
- i eksperimentalni;
- Formiranje savjesnog odnosa prema radu kod učenika, pozitivno
- odnos prema znanju, odgoj discipline, estetski pogledi.
Tijekom nastave
Ažuriranje znanja. Anketa frontalni.
1. Koje su tri veličine povezane Ohmovim zakonom?
I, U, R; struja, napon, otpor.
2. Kako je formuliran Ohmov zakon?
Jačina struje u dijelu strujnog kruga izravno je proporcionalna naponu na krajevima tog odjeljka i obrnuto proporcionalna njegovom otporu.
3. Kako se zapisuje formula Ohmovog zakona?
4. Mjerne jedinice fizikalnih veličina uključenih u Ohmov zakon.
Amper, Volt, Ohm.
5. Kako izraziti rad struje za neko vrijeme?
6. Što se naziva moć?
Da bismo pronašli prosječnu snagu električne struje, potrebno je njen rad podijeliti s vremenom P=A/t.
8. Što se uzima kao jedinica za snagu?
Jedinica snage je 1 W, jednaka je 1 J/s, 1 W=1 J/s.
9. Koji se spoj vodiča naziva serijskim?
10. Koja je ista vrijednost za sve vodiče spojene u seriju?
Snaga struje, I \u003d I 1 \u003d I 2 \u003d I n
11. Kako pronaći ukupni otpor strujnog kruga, poznavajući otpor pojedinih vodiča, uz serijski spoj?
R=R1 +R2 +:+Rn.
12. Kako pronaći napon dijela kruga koji se sastoji od serijski spojenih vodiča, znajući napon na svakom od njih?
U=U 1 +U 2 +:+U n .
13. Koji se spoj vodiča naziva paralelnim?
14. Kolika je ista vrijednost za sve paralelno spojene vodiče?
Napon, U \u003d U 1 \u003d U 2 \u003d U n.
15. Kako pronaći ukupni otpor kruga, poznavajući otpor pojedinih vodiča, uz paralelni spoj?
R \u003d R 1 * R 2 * R n / (R 1 + R 2 + R n).
16. Kako pronaći jakost struje u odsječku strujnog kruga s paralelnim spojem?
I=I 1 +I 2 +I n .
17. Električna struja se naziva:
uredno kretanje slobodnih elektrona.
18. Formula za izračunavanje otpora vodiča?
19. Ampermetar je uključen u krug:
sekvencijalno.
20. Svi potrošači su pod istim naponom kada:
paralelna veza.
21. Pogodi zagonetku.
Vrlo strog kontrolor sa zida gleda u prsa,
Gleda, ne trepće. Sve što trebate učiniti je upaliti svjetlo
Ili uključite štednjak -
Sve se vrti. (Mjerilo električne energije).
A što električno brojilo namotava na "brk"?
Potrošnja električne energije.
Demonstracija pokusa.
Određivanje snage žarulje.
A=U*I*t=2,6V*1,4A*240s=873,6 J.
Q \u003d c * m * (t 2 -t 1) \u003d 4200 J / (kg * 0 C) * 0,1 kg * 2 0 C \u003d 840 J.
Vježba 27(2) iz .
Pitanje: U koju svrhu su žice na spojevima ne samo upletene, već i lemljene? Obrazloži odgovor.
Jačina struje u obje žice je ista, jer su vodiči spojeni u seriju.
Ako kontaktna točka dva vodiča nije zalemljena, tada će njegov otpor biti prilično velik u usporedbi s otporom samih vodiča. Tada će se u tom mjestu osloboditi najveća količina topline. To će otopiti kontaktnu točku dva vodiča i otvoriti električni krug.
Formulacija Joule-Lenzovog zakona.
Količina topline koju oslobađa vodič sa strujom jednaka je umnošku kvadrata struje, otpora vodiča i vremena.
Organizacija samostalnih aktivnosti učenika.
I opcija.
1. Kako će se promijeniti količina topline koju oslobodi vodič kroz koji teče struja ako se struja u vodiču udvostruči?
A. Povećat će se 2 puta. B. Smanji za 2 puta. B. Povećat će se 4 puta.
Odgovor. Prema Joule-Lenzovom zakonu, Q=I 2 *R*t, stoga će se povećati 4 puta.
B. Povećat će se 4 puta.
2. Koliko će topline žičana spirala otpora 20 ohma osloboditi za 30 minuta ako je struja u krugu 2A?
A. 144000 J. B. 28800 J. W. 1440 J.
Odgovor. A. 144000J.
3. Bakrena i nikromska žica, istih dimenzija, spojene su paralelno i spojene na izvor struje. Koji će dati više topline?
A. Nikrom. B. Bakar. B. Jednako.
Odgovor. B. Bakar.
II opcija.
1. Kako će se promijeniti količina topline koju oslobađa vodič kroz koji teče struja ako se jakost struje smanji 4 puta?
A. Smanjit će se 2 puta. B. Smanji 16 puta. B. Povećat će se 4 puta.
Odgovor. Prema Joule-Lenzovom zakonu, Q=I 2 *R*t će se, dakle, smanjiti 16 puta.
B. Smanji 16 puta.
2. U električnoj pećnici napona 220 V struja 30 A. Koliko će topline pećnica osloboditi za 10 minuta?
A. 40000 J. B. 39600 J. C. 3960000 J.
Odgovor. 3960000 J.
3. Žice od nikla i čelika istih dimenzija spojene su u seriju i spojene na izvor struje. Koji će dati više topline?
A. Nikal. B. Čelik. B. Jednako.
Odgovor. nikal.
Dodatni zadatak.
Zadaci iz .
Odgovor. 500 J
Domaća zadaća.
Paragraf 53, vježba 27 (1, 3) od .
Bibliografija:
- Udžbenik "Fizika", 8. razred. A.V. Periškin.
- “Zbirka zadataka iz fizike”. U I. Lukashik.