На данной странице представлен калькулятор закон Ома, который позволяет выполнить расчет силы тока, электрического напряжения и сопротивления по двум из трех известных величин. Вычисления справедливы для участка электрической цепи постоянного тока.

Результаты расчетов представлены в единицах СИ: Вольтах (В), Амперах (А), Омах (Ом).

Что такое закон Ома для участка цепи?

Закон Ома — один из фундаментальных законов электричества, устанавливающий количественную взаимосвязь между тремя основными параметрами электрической цепи: напряжением, током и сопротивлением. Он показывает, как изменение одной из этих величин влияет на две другие, и является основой для расчёта всех линейных электрических цепей.

Он был сформулирован немецким физиком Георгом Симоном Омом в 1827 году на основе экспериментальных исследований проводимости металлических проводников.

Формулировка закона Ома в наиболее общем виде звучит так:

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению участка.

Математически это выражается формулой:

I = U / R

I — сила тока (в Амперах, А);
U — напряжение (в Вольтах, В);
R — сопротивление (в Омах, Ом).

Формула закон Ома - сопротивление, напряжение, ток

Эта формула справедлива для линейных (омических) проводников — материалов, сопротивление которых не зависит от приложенного напряжения или протекающего тока. К ним относятся большинство металлов (медь, алюминий, железо) при постоянной температуре, а также специально изготовленные резисторы. Для нелинейных элементов, таких как диоды, транзисторы, газоразрядные лампы и др., зависимость тока от напряжения описывается более сложными нелинейными характеристиками.

Физический смысл закона Ома

Физический смысл закона Ома заключается в установлении количественной связи между процессами направленного движения заряженных частиц и свойствами проводящей среды. При рассмотрении электрической цепи как единой системы закон Ома описывает равновесное состояние между внешним воздействием в виде напряжения и внутренним противодействием материала в виде сопротивления.

Напряжение представляет собой разность потенциалов, создающую электрическое поле, которое действует на свободные носители заряда, сообщая им направленное движение.

Сила тока количественно характеризует интенсивность направленного переноса заряда через поперечное сечение проводника. Эта величина отражает количество электричества, проходящее через заданную точку цепи в единицу времени.

Сопротивление проводника обусловлено процессами рассеяния энергии движущихся заряженных частиц при их взаимодействии с атомами кристаллической решётки. Это взаимодействие проявляется в виде столкновений электронов с ионами, примесными атомами и дефектами кристаллической структуры, что приводит к преобразованию части энергии направленного движения в тепловую энергию колебаний решётки.

Т.е. эта формула отражает баланс между «стремлением» поля двигать заряды (напряжение) и «препятствием» среды этому движению (сопротивление). Она показывает, что ток — это результат действия напряжения, ослабленного сопротивлением.

Как рассчитать электрические характеристики на участке цепи по закону Ома?

Основное уравнение можно преобразовать в несколько эквивалентных форм:

для расчёта напряжения: U = I × R;
для расчёта силы тока: I = U / R
для расчёта сопротивления: R = U / I

Закон Ома — это формулы пропорциональности между напряжением и током и их обратной зависимости от сопротивления.

Расчет электрического напряжения

Напряжение — это разность электрических потенциалов между двумя точками цепи, которая определяет способность электрического поля совершать работу по перемещению зарядов.

Согласно закону Ома, напряжение на участке цепи прямо пропорционально силе тока и сопротивлению:

U = I × R

I — сила тока, А;
R — сопротивление, Ом.

Расчет силы электрического тока

Сила тока характеризует количество электрического заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени.

По закону Ома ток обратно пропорционален сопротивлению и прямо пропорционален напряжению:

I = U / R

U — напряжение, В;
R — сопротивление, Ом.

Расчет электрического сопротивления

Сопротивление — это свойство материала или компонента ограничивать поток электрического тока. Хотя сопротивление определяется физическими характеристиками проводника (длиной, сечением, материалом).

В отличие от тока и напряжения, сопротивление само по себе не пропорционально ни току, ни напряжению. Наоборот: оно определяет, как ток и напряжение связаны между собой: