Закон Ома

Закон Ома – основное правило электротехники, связывающее силу тока с электрическим напряжением и величиной электросопротивления проводника. Он, как и единица электросопротивления (Ом), был назван в честь Георга Симона Ома, который в 1926 году сформулировал и подтвердил экспериментально зависимость силы тока от напряжения и сопротивления. Закон Ома для участка цепи устанавливает прямую пропорциональность тока и напряжения и обратную пропорциональность сопротивления и тока. Этот закон справедлив для металлов и электролитов.

Как можно объяснить закон Ома на простом примере? Лучше всего для этого привести аналогию с водопроводными трубами.

На рисунке выше изображена водонапорная башня. Так вот, чем она будет выше, тем сильнее будет напор воды, а в случае с электричеством – напряжение. Ведь не случайно напряжение называется также разностью потенциалов. При большем напряжении возможна большая сила тока в цепи.

А вот током будет являться количество воды, проходящее через эти трубы. Слово «ток» и происходит от слова «течь». Сопротивление определяет, какой силы ток потечёт через проводник: чем оно больше – тем ток меньше. По аналогии с водопроводом – это толщина труб. Сопротивление проводника зависит не только от рода его вещества и длины, но и от площади его сечения.

Формула этого закона для участка цепи выглядит следующим образом:

Где I– сила тока (измеряется в амперах [А]);

U–электрическое напряжение (измеряется в вольтах [В]);

R–сопротивление проводника (измеряется в омах [Ом]).

Запомнить это можно при помощи так называемого«Треугольника Ома».

Если искомую величину прикрыть пальцем, то оставшиеся две образуют формулу для её нахождения.

Следует отметить, что, хоть сопротивление и можно найти при известных напряжении и силе тока, оно не зависит от этих величин.

Для примера возьмём светодиод с напряжением питания 2 В и номинальным током 20 мА (0,02 А) и источник питания на 5 В. R = UI. Напряжение на резисторе в данном случае будет равно Uпитания- Uсветодиода, то есть 3 В. Сопротивление R = 30,02= 150 Ом.

С помощью закона Ома при известных силе тока и сопротивлении резистора можно узнавать напряжение на резисторе, не прибегая к помощи мультиметра.