Закон Ома - ключевое правило для анализа электрических цепей, описывающее взаимосвязь между тремя ключевыми физическими величинами: напряжением, током и сопротивлением. Это означает, что ток пропорционален напряжению в двух точках, а константа пропорциональности является сопротивлением.
Используя закон Ома
Отношения, определенные законом Ома, обычно выражаются в трех эквивалентных формах:
я = В / р
р = В / я
В = инфракрасный
с этими переменными, определенными через проводник между двумя точками следующим образом:
- я представляет электрический ток, в единицах ампер.
- В представляет вольтаж измеряется через проводник в вольтах, и
- р представляет сопротивление проводника в омах.
Одним из способов осмыслить это концептуально является то, что япротекает через резистор (или даже через неидеальный проводник, который имеет некоторое сопротивление), ртогда ток теряет энергию. Поэтому энергия до того, как он пересечет проводник, будет выше, чем энергия после того, как он пересечет проводник, и эта электрическая разница представлена в разности напряжений, Вчерез проводника.
Разность напряжений и ток между двумя точками могут быть измерены, что означает, что само сопротивление является производной величиной, которая не может быть измерена непосредственно экспериментально. Однако, когда мы вставляем какой-либо элемент в цепь, которая имеет известное значение сопротивления, то вы возможность использовать это сопротивление вместе с измеренным напряжением или током для идентификации других неизвестных количество.
История закона Ома
Немецкий физик и математик Георг Симон Ом (16 марта 1789 г. - 6 июля 1854 г. до н. Э.) исследования в области электричества в 1826 и 1827 годах, опубликовав результаты, которые стали известны как закон Ома в 1827. Он смог измерить ток с помощью гальванометра, и попробовал несколько различных установок, чтобы установить его разницу напряжения. Первой была гальваническая батарея, похожая на оригинальные батареи, созданные в 1800 году Алессандро Вольта.
В поисках более стабильного источника напряжения он позже переключился на термопары, которые создают разность напряжений в зависимости от разности температур. На самом деле он непосредственно измерил то, что ток был пропорционален разности температур между двумя электрическими соединениями, но так как разница напряжения была напрямую связана с температурой, это означает, что ток был пропорционален напряжению разница.
Проще говоря, если вы удвоили разницу температур, вы удвоили напряжение, а также удвоили ток. (Предполагая, конечно, что ваша термопара не плавится или что-то. Есть практические пределы, где это сломалось бы.)
На самом деле Ома не был первым, кто исследовал подобные отношения, несмотря на то, что сначала опубликовал. Предыдущая работа британского ученого Генри Кавендиша (10 октября 1731 г. - 24 февраля 1810 г. до н. Э.) В 1780-е годы привели к тому, что он делал комментарии в своих журналах, которые, казалось, указывали на то же отношения. Без того, чтобы это было опубликовано или иным образом передано другим ученым его времени, результаты Кавендиша не были известны, оставляя Ому возможность сделать открытие. Вот почему эта статья не называется «Закон Кавендиша». Эти результаты были позже опубликованы в 1879 году Джеймс Клерк Максвелл, но к этому моменту кредит уже был установлен для Ома.
Другие формы закона Ома
Другой способ представления закона Ома был разработан Густавом Кирхгофом (из Законы Кирхгофа славу), и принимает форму:
J = σЕ
где эти переменные обозначают:
- J представляет плотность тока (или электрический ток на единицу площади поперечного сечения) материала. Это векторная величина, представляющая значение в векторном поле, то есть оно содержит как величину, так и направление.
- сигма представляет проводимость материала, которая зависит от физических свойств отдельного материала. Проводимость является обратной величиной удельного сопротивления материала.
- Е представляет электрическое поле в этом месте. Это также векторное поле.
Первоначальная формулировка закона Ома в основном идеализированная модель, который не учитывает индивидуальные физические изменения в проводах или электрическое поле, движущееся через него. Для большинства базовых схемных схем это упрощение прекрасно, но при более подробном рассмотрении или работе с более точными схемными элементами это может быть важно учитывать, как текущие отношения различны в разных частях материала, и именно здесь возникает более общая версия уравнения играть в.