Калькулятор закона ома онлайн: Онлайн-калькулятор закона Ома — Вольтик.ру

Содержание

Закона Ома для участка цепи

В природе существует два основных вида материалов, проводящие ток и непроводящие (диэлектрики). Отличаются эти материалы наличием условий для перемещения в них электрического тока (электронов).

Из токопроводящих материалов (медь, алюминий, графит, и многие другие), делают электрические проводники, в них электроны не связаны и могут свободно перемещаться.

В диэлектриках электроны привязаны к атомам намертво, поэтому ток в них течь не может. Из них делают изоляцию для проводов, детали электроприборов.

Для того чтобы электроны начали перемещаться в проводнике (по участку цепи пошел ток), им нужно создать условия. Для этого в начале участка цепи должен быть избыток электронов, а в конце – недостаток. Для создания таких условий используют источники напряжения – аккумуляторы, батарейки, электростанции.

Формула Закона Ома

В 1827 году Георг Симон Ом открыл закон силы электрического тока. Его именем назвали Закон и единицу измерения величины сопротивления.

Смысл закона в следующем.

Чем толще труба и больше давление воды в водопроводе (с увеличением диаметра трубы уменьшается сопротивление воде) – тем больше потечет воды. Если представить, что вода это электроны (электрический ток), то, чем толще провод и больше напряжение (с увеличением сечения провода уменьшается сопротивление току) – тем больший ток будет протекать по участку цепи.

Сила тока, протекающая по электрической цепи, прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна величине сопротивления цепи.

где
I – сила тока, измеряется в амперах и обозначается буквой А;
U – напряжение, измеряется в вольтах и обозначается буквой В;
R – сопротивление, измеряется в омах и обозначается .

Если известны напряжение питания

U и сопротивление электроприбора R, то с помощью вышеприведенной формулы, воспользовавшись онлайн калькулятором, легко определить силу протекающего по цепи тока I.

С помощью закона Ома рассчитываются электрические параметры электропроводки, нагревательных элементов, всех радиоэлементов современной электронной аппаратуры, будь то компьютер, телевизор или сотовый телефон.

Применение закона Ома на практике

На практике часто приходится определять не силу тока I, а величину сопротивления R. Преобразовав формулу Закона Ома, можно рассчитать величину сопротивления R, зная протекающий ток I и величину напряжения U.

Величину сопротивления может понадобится рассчитать, например, при изготовлении блока нагрузок для проверки блока питания компьютера. На корпусе блока питания компьютера обычно есть табличка, в которой приведен максимальный ток нагрузки по каждому напряжению. Достаточно в поля калькулятора ввести данные величины напряжения и максимальный ток нагрузки и в результате вычисления получим величину сопротивления нагрузки для данного напряжения. Например, для напряжения +5 В при максимальной величине тока 20 А, сопротивление нагрузки составит 0,25 Ом.

Формула Закона Джоуля-Ленца

Величину резистора для изготовления блока нагрузки для блока питания компьютера мы рассчитали, но нужно еще определить какой резистор должен быть мощности? Тут поможет другой закон физики, который, независимо друг от друга открыли одновременно два ученых физика. В 1841 году Джеймс Джоуль, а в 1842 году Эмиль Ленц. Этот закон и назвали в их честь – Закон Джоуля-Ленца.

Потребляемая нагрузкой мощность прямо пропорциональна приложенной величине напряжения и протекающей силе тока.

Другими словами, при изменении величины напряжения и тока будет пропорционально будет изменяться и потребляемая мощность.

где
P – мощность, измеряется в ваттах и обозначается Вт;
U – напряжение, измеряется в вольтах и обозначается буквой В;
I – сила ток, измеряется в амперах и обозначается буквой А.

Зная напряжения питания и силу тока, потребляемую электроприбором, можно по формуле определить, какую он потребляет мощность. Достаточно ввести данные в окошки ниже приведенного онлайн калькулятора.

Закон Джоуля-Ленца позволяет также узнать силу тока, потребляемую электроприбором зная его мощность и напряжение питания. Величина потребляемого тока необходима, например, для выбора сечения провода при прокладке электропроводки или для расчета номинала.

Например, рассчитаем потребляемый ток стиральной машины. По паспорту потребляемая мощность составляет 2200 Вт, напряжение в бытовой электросети составляет 220 В. Подставляем данные в окошки калькулятора, получаем, что стиральная машина потребляет ток величиной 10 А.

Еще один пример, Вы решили в автомобиле установить дополнительную фару или усилитель звука. Зная потребляемую мощность устанавливаемого электроприбора легко рассчитать потребляемый ток и правильно подобрать сечение провода для подключения к электропроводке автомобиля. Допустим, дополнительная фара потребляет мощность 100 Вт (мощность установленной в фару лампочки), бортовое напряжение сети автомобиля 12 В.

Подставляем значения мощности и напряжения в окошки калькулятора, получаем, что величина потребляемого тока составит 8,33 А.

Разобравшись всего в двух простейших формулах, Вы легко сможете рассчитать текущие по проводам токи, потребляемую мощность любых электроприборов – практически начнете разбираться в основах электротехники.

Преобразованные формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца

Встретил в Интернете картинку в виде круглой таблички, в которой удачно размещены формулы Закона Ома и Джоуля-Ленца и варианты математического преобразования формул. Табличка представляет собой не связанные между собой четыре сектора и очень удобна для практического применения

По таблице легко выбрать формулу для расчета требуемого параметра электрической цепи по двум другим известным. Например, нужно определить ток потребления изделием по известной мощности и напряжению питающей сети. По таблице в секторе тока видим, что для расчета подойдет формула I=P/U.

А если понадобится определить напряжение питающей сети U по величине потребляемой мощности P и величине тока I, то можно воспользоваться формулой левого нижнего сектора, подойдет формула U=P/I.

Подставляемые в формулы величины должны быть выражены в амперах, вольтах, ваттах или Омах.


Андрей 14.12.2021

Добрый день Александр Николаевич.
Подскажите такой вопрос. Допустим есть электроприбор на 220 В и мощностью 2000 Вт. В этом случае потребляемый ток составит порядка 10 А. Но как известно, современные бытовые электроприборы рассчитаны на работу при напряжении от 210 до 240 В. В связи с этим меня интересует, будет ли изменяться потребляемый ток при изменении напряжения в сети?

Александр

Здравствуйте, Андрей!
Будет ли изменяться величина потребляемого тока зависит от принципа работы и устройства электроприбора.
Например, если это простейший обогреватель со спиральным нагревательным элементом, то согласно закону Ома, ток при увеличении напряжения будет пропорционально тоже увеличиваться.

Например, обогреватель или электроплита имеет мощность 2000 Вт. В таком случае сопротивление нагревателя составит 24,2 Ом. Ток потребления при напряжении 220 В составит 9,09 А. Если напряжение в сети достигнет предельно допустимого 242 В, то ток потребления увеличиться до 10 А, выделяемая мощность уже составит 2200 Вт.
А если в электроприборе имеется стабилизатор тока или напряжения, то потребляемый электроприбором ток при увеличении напряжения наоборот будет снижаться, а при уменьшении напряжения наоборот, увеличиваться.
К таким приборам относятся компьютеры, зарядные устройства, телевизоры, радиоприемники и многие другие. Это поведение тока связано с тем, что потребляемая мощность прибора при изменении питающего напряжения не изменяется. Ведь по формуле P=UI. Следовательно, ток будет изменяться обратно пропорционально изменению величины напряжения.

Закон Ома для участка цепи. Определение, формула расчета, калькулятор

В 1827 году  Георг Ом  опубликовал свои исследования, которые составляют основу формулы, используемую и по сей день. Ом выполнил большую серию экспериментов, которые показали связь между приложенным напряжением и током, протекающим через проводник.

Этот закон является эмпирическим, то есть основанный на опыте. Обозначение «Ом» принято в качестве официальной единицы СИ для электрического сопротивления.

 

Закон Ома для участка цепи гласит, что электрический ток в проводнике прямо пропорционален разности потенциалов в нем и обратно пропорционален его сопротивлению. Принимая во внимание, что сопротивление проводника (не путать с удельным сопротивлением) величина постоянная, можно оформить это следующей формулой:

где

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

  • I — тока в амперах (А)
  • V — напряжение в вольтах (В)
  • R — сопротивления в омах (Ом)

Для наглядности: резистор имеющий сопротивление 1 Ом, через который протекает ток силой в 1 А на своих выводах имеет разность потенциалов (напряжение) в  1 В.

Немецкий физик Кирхгоф (известен своими правилами Кирхгофа) сделал обобщение, которое больше используется в физике:

где

  • σ – проводимость материала
  • J — плотность тока
  • Е — электрическое поле.

Закон Ома и резистор

Резисторы являются пассивными элементами, которые оказывают сопротивление потоку электрического тока в цепи. Резистор, который функционирует в соответствии с законом Ома, называется омическим сопротивлением. Когда ток проходит через такой резистор, то падение напряжения на его выводах пропорционально величине сопротивления.

Формула Ома остается справедливой и для цепей с переменным напряжением и током. Для конденсаторов и катушек индуктивности закон Ома не подходит, так как их ВАХ (вольт-амперная характеристика) по сути, не является линейной.

Формула Ома действует так же для схем с несколькими резисторами, которые могут быть соединены последовательно, параллельно или иметь смешанное соединение. Группы резисторов, соединенные последовательно или параллельно могут быть упрощены в виде эквивалентного сопротивления.

В статьях о параллельном и последовательно соединении более подробно описано как это сделать.

Немецкий физик Георг Симон Ом опубликовал в 1827 свою полную теорию электричества под названием «теория гальванической цепи».  Он нашел, что падение напряжения на участке цепи является результатом работы тока, протекающего через сопротивление этого участка цепи. Это легло в основу закона, который мы используем сегодня. Закон является одним из основных уравнений для резисторов. 

Закон Ома — формула

Формула закона Ома может быть использована, когда известно две из трех переменных. Соотношение между сопротивлением, током и напряжением может быть записано по-разному. Для усвоения и запоминания может быть полезен «треугольник Ома».

или

или

  Ниже приведены два примера использования такого треугольного калькулятора.

Имеем резистор сопротивлением в 1 Ом в цепи с падением напряжения от 100В до 10В на своих выводах. Какой ток протекает через этот резистор? Треугольник напоминает нам, что:  
Имеем резистор сопротивлением в 10 Ом через который протекает ток в 2 Ампера при напряжении 120В.  Какое будет падение напряжения на этом резисторе? Использование треугольника показывает нам, что:Таким образом, напряжение на выводе будет 120-20 = 100 В.  

Закон Ома — мощность

Когда через резистор протекает электрический ток, он рассеивает определенную часть мощности в виде тепла.

Мощность является функцией протекающего тока I (А) и приложенного напряжения V (В):

где

  • Р — мощность в ваттах (В)

В сочетании с законом Ома для участка цепи, формулу можно преобразовать в следующий вид:

или

Идеальный резистор рассеивает всю энергию и не сохраняет электрическую или магнитную энергию. Каждый резистор имеет предел мощности, которая может быть рассеяна, не оказывая повреждение резистору. Это мощность называется номинальной. 

Окружающие условия могут снизить или повысить это значение. Например, если окружающий воздух горячий, то способность рассеять излишнее тепло у резистора снижается, и на оборот, при низкой температуре окружающего воздух рассеиваемая способность резистора возрастает.

На практике, резисторы редко имеют обозначение номинальной мощности. Тем не менее, большинство из резисторов рассчитаны на 1/4 или 1/8 Вт.

Ниже приведена круговая диаграмма, которая поможет вам быстро определить связь между мощностью, силой тока, напряжением и сопротивлением. Для каждого из четырех параметров показано, как вычислить свое значение.

Закон Ома — калькулятор

Данный онлайн калькулятор закона Ома позволяет определить взаимосвязь между силой тока, электрическим напряжением, сопротивлением проводника и мощностью. Для расчета введите любые два параметра и нажмите кнопку расчет:

Для закрепления понимания работы закона Ома, приведем несколько задач для самостоятельного решения.

Что такое Ом

Ом (Ом, Ω) — единица измерения электрического сопротивления. Ом равен электрическому сопротивлению проводника, между концами которого возникает напряжение 1 вольт при силе постоянного тока 1 ампер.

\[ Ом = \frac{В}{А} \]

Ом — единица электрического сопротивления в системе СИ. Если проводник соединяет две точки с разными электрическими потенциалами, то через проводник течёт ток. Величина тока зависит от разности потенциалов, а также от сопротивления проводника этому току. Электрическое сопротивление является характеристикой цепи и измеряется в омах.

Что такое Ом?

1 ом представляет собой “электрическое сопротивление между двумя точками проводника, когда постоянная разность потенциалов 1 вольт, приложенная к этим точкам, создаёт в проводнике ток 1 ампер, а в проводнике не действует какая-либо электродвижущая сила”. CIPM, резолюция 2, 1946 год.

Это небольшое сопротивление, в применяемых на практике цепях сопротивление часто измеряется в мегаомах, то есть в миллионах ом. Единица ом названа в честь немецкого физика Георга Симона Ома (1787–1854). Имя Ома впервые было применено в качестве электрической единицы в 1861 году, когда Чарльз Брайт и Латимер Кларк предложили использовать название ohma для единицы электродвижущей силы. В качестве обозначения для ома применяется большая греческая буква омега Ω, поскольку букву O можно легко принять за ноль. Хотя в Юникоде и присутствует значок ома (Ω, Ohm sign, U+2126), но его каноническим разложением[1] является заглавная греческая буква омега (Ω, U+03A9), т. е. эти два символа должны быть неразличимы с точки зрения пользователя. Рекомендуется для обозначения ома использовать омегу.

Закон Ома

Закон Ома – полученный экспериментальным путём (эмпирический) закон, который устанавливает связь силы тока в проводнике с напряжением на концах проводника и его сопротивлением, был открыт в 1826 году немецким физиком-экспериментатором Георгом Омом.

Строгая формулировка закона Ома может быть записана так:
сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на его концах (разности потенциалов) и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника.

Формула закона Ома записывается в следующем виде:

\[ I = \frac{U}{R} \]

где

I – сила тока в проводнике, единица измерения силы тока — ампер [А];

U – электрическое напряжение (разность потенциалов), единица измерения напряжения- вольт [В];

R – электрическое сопротивление проводника, единица измерения электрического сопротивления — ом [Ом].

Ом и зависимости от других величин

Еще на заре исследования электричества ученые заметили, что сила тока, проходящего через разные материалы, отличается, хотя эксперимент проводится в одинаковых условиях, образцы подключаются одинаково к одинаковым источникам. Было сделано предположение, что разные образцы обладают разным сопротивлением электрическому току, которое и определяет силу этого тока.

Был экспериментально получен закон, связывающий силу тока и напряжение (закон Ома). Коэффициент в этом законе назвали сопротивлением электрическому току.

Раньше ученые работали только с постоянным током и только со средами, чье сопротивление электричеству не зависит от силы тока, напряжения, времени и условий, то есть постоянно. Сейчас представления усложнились, но для постоянного тока и постоянного сопротивления по-прежнему верен закон Ома.

Определение омического сопротивления электрическому току:

[Сила тока, А] = [Напряжение, В] / [Сопротивление, Ом]

Говорят, что проводник имеет сопротивление один Ом, если при напряжении в один Вольт через него течет ток один Ампер. 2 / [Сопротивление проводника, Ом]

[Действующая сила тока, А] = [Действующее напряжение, В] / [Сопротивление, Ом]

Кратные и дольные единицы

Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных приставок СИ.

Кратные Дольные
величина название обозначение величина название обозначение
101 Ом декаом даОм daΩ 10−1 Ом дециом дОм
102 Ом гектоом гОм 10−2 Ом сантиом сОм
103 Ом килоом кОм 10−3 Ом миллиом мОм
106 Ом мегаом МОм 10−6 Ом микроом мкОм µΩ
109 Ом гигаом ГОм 10−9 Ом наноом нОм
1012 Ом тераом ТОм 10−12 Ом пикоом пОм
1015 Ом петаом ПОм 10−15 Ом фемтоом фОм
1018 Ом эксаом ЭОм 10−18 Ом аттоом аОм
1021 Ом зеттаом ЗОм 10−21 Ом зептоом зОм
1024 Ом йоттаом ИОм 10−24 Ом йоктоом иОм
     применять не рекомендуется      не применяются или редко применяются на практике

Что такое резисторы?

Радиоэлектронные элементы, имеющие заданное постоянное омическое сопротивление, не проявляющие в разумных пределах индуктивность и емкость, называются в электронике резисторами.

В практике применяются резисторы от долей Ома до десятков мегаомов.

мегаом / мегом МОм MOhm 1E6 Ом 1000000 Ом
килоом кОм kOhm 1E3 Ом 1000 Ом
В вашем браузере отключен Javascript.
Чтобы произвести расчеты, необходимо разрешить элементы ActiveX!
Больше интересного в телеграм @calcsbox

Расчет резистора для светодиода. Онлайн калькулятор

Довольно часто у многих начинающих радиолюбителей возникает проблемы с расчетом сопротивления резистора для светодиода. И зачастую они не знают, для чего такой резистор вообще нужен. В данной статье попробуем разъяснить данный вопрос и для облегчения приведем онлайн калькулятор для расчета сопротивления резистора светодиода.

Важные параметры светодиодов

С точки зрения проблемы подбора резистора для светодиода нас в первую очередь интересуют всего два параметра светодиодов:

  1. IF — прямой ток светодиода
  2. VF — прямое напряжение светодиода (рабочее напряжение)

Рассмотрим это на примере светодиода L-53IT. Вот его краткие характеристики:

  • Материал: gaasp/gap
  • Цвет свечения: красный
  • Длина волны: 625нм
  • Максимальное прямое напряжение: 2,5 В
  • Максимальное обратное напряжение: 5В
  • Максимальный прямой ток: 30мА
  • Рабочая температура: -40…85С

В datasheet светодиода L-53IT в разделе «Absolute Maximum Ratings» (значения, которые нельзя превышать) мы находим информацию о максимальном непрерывном постоянном токе, который может протекать через данный светодиод, не вызывая ее повреждения (30мА):

Затем мы проверяем по datasheet, какое типичное прямое напряжение светодиода (падение напряжения на диоде):

и мы видим, что:

  • тестовые данные указаны для тока IF= 20мА,
  • типичное прямое напряжение составляет VF = 2В.

Ток 20мА обеспечивает нам хороший световой поток, а так как светодиоды не вечны, и со временем испускаемый поток света уменьшается, то в большинстве случаев для данного светодиода этот ток будет достаточен.

Светодиод без резистора

Для начала рассмотрим, что произойдет, если мы подключим светодиод к источнику питания без резистора ограничивающего ток. В качестве примера мы будем использовать источник питания с напряжением 5В.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

В этом случае, в соответствии со вторым законом Кирхгофа:

сумма падений напряжения в замкнутом контуре равна нулю

Получается, что все напряжение питания сосредоточено на нашем светодиоде:

Что означает появление напряжения 5В на нашем светодиоде? Давайте посмотрим на график зависимости тока светодиода от напряжения в прямом направлении:

То есть, при превышении 2,05 вольт, ток будет расти очень быстро, достигнув высокого значения.

В нашем случае, питание светодиода без ограничительного резистора приведет к генерации тока большего, чем допустимо (30 мА), что в свою очередь произойдет его повреждение.

Здесь следует добавить, что причиной, разрушающим светодиод является не ток как таковой, а выделяемая мощность в виде тепла.

Ограничение тока протекающего через светодиод

Таким образом, мы должны ограничить ток светодиода. У нас есть два варианта:

  • использовать питание стабильным током (не более 30мА в соответствии с технической спецификацией светодиода)
  • ограничить ток по-другому.

В данной статье мы займемся вторым способом, а именно, мы подключим резистор последовательно со светодиодом. На этом резисторе будет происходить падение части напряжения источника питания, который обозначим как VR:

В соответствии с приведенным выше вторым законом Кирхгофа, распределение напряжений будет определяться по формуле:

VCC = VR + VF

 

В нашем случае мы знаем типовое значение напряжения нашего светодиода, которое составляет 2 вольт, а также напряжение питания 5 вольт:

Таким образом, мы можем вычислить необходимое падение напряжения на резисторе R, для того чтобы на диоде было только необходимые 2 вольта:

VR = VCC — VF

VR = 5В — 2В = 3В

то есть, мы стремимся к получению следующих напряжений в нашей схеме:

Теперь мы используем первый закон Кирхгофа:

сумма значений силы токов, входящих в узел равна сумме значений силы токов, вытекающей из этого узла

Нашим узлом является место соединения резистора и светодиода, и это означает, что через резистор будет проходить тот же ток, что и через светодиод. Поскольку мы предположили, что через светодиод может течь ток IF= 20мА, то:

Сопротивление резистора вычислим с помощью Закона Ома:

то есть в нашем случае:

и наконец, мы можем вывести общую формулу:

После расчета сопротивления, выбирается резистор из номинального ряда. В нашем случае это резистор  точно такой  же, как рассчитали, то есть, 150 Ом, который имеется в номинальных рядах E24, E12 и E6.

А что делать,  когда сопротивление резистора не соответствует ни одному значению из номинального ряда? В этом случае следует выбрать одно из двух ближайших к расчетному сопротивлению, при этом необходимо учитывать следующее:

Если сопротивление будет меньше, чем рассчитывали, то это увеличит значение тока, протекающего через светодиод.

Если сопротивление будет больше, чем рассчитывали, то это уменьшит световой поток, испускаемый светодиодом.

Калькулятор расчета резистора для светодиода

Ниже приводим калькулятор для расчета сопротивления резистора светодиода:

Закон Ома

Закон Ома — Один из самых применяемых законов в электротехнике. Данный закон раскрывает связь между тремя важнейшими величинами: силой тока, напряжением и сопротивлением. Выявил эту связь Георгом Омом в 1820-е годы именно поэтому этот закон и получил такое название.

Формулировка закона Ома следующая:
Величина силы тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку, и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Эту зависимость можно выразить формулой:

I=U/R

Где I – сила тока, U — напряжение, приложенное к участку цепи, а R — электрическое сопротивление участка цепи.
Так, если известны две из этих величин можно легко вычислить третью.
Понять закон Ома можно на простом примере. Допустим, нам необходимо вычислить сопротивление нити накаливания лампочки фонарике и нам известны величины напряжения работы лампочки и сила тока, необходимая для ее работы (сама лампочка, чтобы вы знали имеет переменное сопротивление, но для примера примем его как постоянное). Для вычисления сопротивления необходимо величину напряжения разделить на величину силы тока. Как же запомнить формулу закона Ома, чтобы правильно провести вычисления? А сделать это очень просто! Вам нужно всего лишь сделать себе напоминалку как на указанном ниже рисунке.
Теперь закрыв рукой любую из величин вы сразу поймете, как ее найти. Если закрыть букву I, становится ясно, что чтобы найти силу тока нужно напряжение разделить на сопротивление.
Теперь давайте разберемся, что значат в формулировке закона слова « прямо пропорциональна и обратно пропорциональна. Выражение «величина силы тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку» означает, что если на участке цепи увеличится напряжение, то и сила тока на данном участке также увеличится. Простыми словами, чем больше напряжение, тем больше ток. И выражение «обратно пропорциональна его сопротивлению» значит, что чем больше сопротивление, тем меньше будет сила тока.
Рассмотрим пример с работой лампочки в фонарике. Допустим, что для работы фонарика нужны три батарейки, как показано на схеме ниже, где GB1 — GB3 — батарейки, S1 — выключатель, HL1 — лампочка.

Примем, что сопротивление лампочки условно постоянно, хотя нагреваясь её сопротивление увеличивается. Яркость лампочки будет зависеть от силы тока, чем она больше, тем ярче горит лампочка. А теперь, представьте, что вместо одной батарейки мы вставили перемычку, уменьшив тем самым напряжение.
Что случится с лампочкой?
Она будет светить более тускло (сила тока уменьшилась), что подтверждает закон Ома:
чем меньше напряжение, тем меньше сила тока.

Вот так просто работает этот физический закон, с которым мы сталкиваемся в повседневной жизни.
Бонус специально для вас шуточная картинка не менее красочно объясняющая закон Ома.

Это была обзорная статья. Более подробно об этом законе, мы говорим в следующей статье «Закон Ома для участка цепи», рассматривая всё на других более сложных примерах.

Если не получается с физикой, английский для детей (http://www. anylang.ru/order-category/?slug=live_language) как вариент альтернативного развития.


Если материал был полезен, вы можете отправить донат или поделиться данным материалом в социальных сетях:

Закон Ома

Закон Ома показывает линейную зависимость между напряжением и током в электрической цепи.

Падение напряжения и сопротивление резистора задают постоянный ток, протекающий через резистор.

По аналогии с потоком воды мы можем представить себе электрический ток как ток воды по трубе, резистор как тонкую трубку, которая ограничивает поток воды, напряжение как разница высот воды, которая обеспечивает поток воды.

Формула закона Ома

Ток резистора I в амперах (А) равен напряжение V в вольтах (В), деленное на сопротивление R в омах (Ом):

В — падение напряжения на резисторе, измеренное в вольтах (В).В некоторых случаях закон Ома использует букву E для обозначения напряжения. E обозначает электродвижущую силу.

I — электрический ток, протекающий через резистор, измеренный в Амперах (А)

R сопротивление резистора, измеренное в Омах (Ом)

Расчет напряжения

Когда мы знаем ток и сопротивление, мы можем рассчитать напряжение.

Напряжение V в вольтах (В) равно произведению силы тока I в амперах (А) на сопротивление R в омах (Ом):

Расчет сопротивления

Когда мы знаем напряжение и силу тока, мы можем рассчитать сопротивление.

Сопротивление R в омах (Ом) равно напряжению V в вольтах (В), деленному на силу тока I в амперах (А):

Поскольку ток определяется значениями напряжения и сопротивления, формула закона Ома может показать, что:

  • Если мы увеличим напряжение, увеличится ток.
  • Если мы увеличим сопротивление, ток уменьшится.
Пример №1

Найдите силу тока в электрической цепи с сопротивлением 50 Ом и напряжением питания 5 Вольт.

Решение:

В = 5 В

R = 50 Ом

I = В / R = 5 В / 50 Ом = 0,1 А = 100 мА

Пример #2

Найдите сопротивление электрической цепи с напряжением 10 В и силой тока 5 мА.

Решение:

В = 10 В

I = 5 мА = 0,005 А

R = В / I = 10 В / 0,005 А = 2000 Ом = 2 кОм

Закон Ома для цепи переменного тока

Ток нагрузки I в амперах (A) равен напряжению нагрузки V Z =V в вольтах (В), деленному на импеданс Z в омах (Ом):

В падение напряжения на нагрузке, измеренное в Вольтах (В)

I — электрический ток, измеренный в амперах (А)

Z полное сопротивление нагрузки, измеренное в Омах (Ом)

Пример №3

Найти ток в цепи переменного тока с напряжением питания 110В∟70° и нагрузкой 0.5кОм∟20°.

Решение:

В = 110В∟70°

Z = 0,5 кОм∟20° = 500 Ом∟20°

I = В / Z = 110 В ∟ 70° / 500 Ом ∟ 20° = (110 В / 500 Ом) ∟ (70°-20°) = 0,22 А ∟ 50°

Калькулятор закона Ома (краткая форма)

Калькулятор закона Ома: вычисляет соотношение между напряжением, током и сопротивлением.

Введите 2 значений, чтобы получить третье значение, и нажмите кнопку Вычислить :

 

Калькулятор закона Ома II ►

 


См. также

Калькулятор закона

Ом

Сопротивление



Рассчитать Прозрачный

Закон Ома является важным фундаментальным законом физики и электричества.Он был предложен немецким физиком Георгом Симоном Омом.

Закон Ома утверждает, что:

Ток, протекающий по цепи с определенным сопротивлением, прямо пропорционален разности напряжений в двух точках.

Утверждая в виде выражения, закон Ома говорит:

R= V/I, где V, I и R — напряжение, ток и сопротивление данной цепи соответственно.

Закон Ома популярен во всех его трех формах: V = IR, I = V/R и R = V/I

В этом выражении мы должны соблюдать три основных термина электричества: напряжение, ток и сопротивление электрической цепи.

Давайте лучше поймем эти термины здесь:

Электрическая цепь

Это путь, по которому различные электрические компоненты, такие как источник питания и электроприборы, работающие за счет использования энергии, соединяются через электрический проводник.

Обратите внимание, что ток течет только в замкнутых цепях, что означает, что должен быть замкнутый путь для прохождения тока.

В электрической цепи может быть много типов элементов: потребляющие энергию, вырабатывающие энергию, сопротивления, индуктивности и емкости и многое другое.

Обратите внимание, что закон Ома действителен только для электрических цепей, в которых присутствует чистое сопротивление.

Напряжение

Для протекания тока должна существовать разница потенциалов или электрического заряда. Например, возьмем аналогию с потоком воды из одной области в другую. Вода течет только там, где есть разница в высоте или давлении между областями. В противном случае вода не течет.

Точно так же, чтобы между ними протекал ток, между ними должна быть разница в электрическом потенциале или заряде.Эта разница в заряде называется напряжением между этими двумя точками. Чем выше разность потенциалов или напряжение между двумя точками. Об этом говорит закон Ома.

  • Единицей измерения напряжения является вольт, который обозначается буквой «В».

  • Концепция напряжения была впервые изучена и объяснена итальянским физиком Алессандро Вольта, создателем химических батарей.

  • Напряжение измеряется прибором, называемым вольтметром.

Текущий

Ток – это поток электрического заряда.Все мы знаем, что электроны ответственны за течение тока. При возбуждении из-за любой формы внешней энергии, такой как свет, тепло, магнетизм или электрический заряд, электроны определенных веществ получают энергию и разрывают свои связи, становятся свободными электронами, и их заряд течет по цепи, к которой они подключены. Этот поток заряда и составляет электрический ток.

  • Единицей электрического тока является «ампер» или сокращенно «ампер(ы)». Обозначается буквой «я» или «я».

  • Открытие электричества приписывают многим великим ученым – Бенджамину Франклину, Фалесу, Гилберту, Алессандро Вольте, Томасу Альве Эдисону и Николе Телсе.

  • Ток измеряется прибором под названием Амперметр.

Каждый металл обладает определенной силой… приводить в движение электрическую жидкость. – Алессандро Вольта

Сопротивление

Природа каждого электрического проводника состоит в том, чтобы препятствовать свободному протеканию тока через него.Это называется его сопротивлением. Это различно для каждого проводящего материала или проводника и является свойством его параметра, называемого удельным электрическим сопротивлением, обозначаемым греческой буквой ρ.

Сопротивление проводника, обозначаемое R, равно R= ρ x l/A, где l — длина проводника, а A — площадь поперечного сечения проводника.

Помимо электропроводности сопротивление материала зависит от:

  • Площадь поперечного сечения – чем больше площадь поперечного сечения, тем меньше сопротивление.

  • Длина проводника – чем больше длина, тем больше сопротивление.

  • Температура проводника – чем выше температура, тем больше свободы для движения электронов и, следовательно, меньше сопротивление.

Примечание: От вышеуказанных параметров зависит только сопротивление, но не удельное сопротивление. Удельное сопротивление вещества определяется его внутренней природой.

Ключевые моменты о сопротивлении

  • Элемент сопротивления не может накапливать энергию.Он может только рассеивать энергию и мгновенно выполнять работу.

  • Примеры резисторов, которые мы используем в повседневной жизни, включают зарядное устройство для ноутбука, регулятор скорости вращения вентилятора, зарядное устройство для мобильных устройств и датчики в электронных схемах.

  • Единицей сопротивления является Ом, обозначаемый греческой буквой Ω, произносится как Омега.

  • Сопротивление электрической цепи измеряется прибором под названием омметр.

Закон Ома и расчет электрической мощности

Закон Ома не ограничивается только расчетом тока, протекающего в электрической цепи.Это также помогает в расчете мощности, используемой резистивным элементом в электрической цепи.

Мощность P, потребляемая резистивным элементом, определяется как произведение падения напряжения на его клеммах и тока, протекающего через него. Единицей мощности является ватт, обозначаемый символом Вт.

.

P = В x I, Ш

Из закона Ома:

Мы знаем, что V = I x R,

Электроэнергия

Мощность, умноженная на время, в течение которого она используется, дает потребляемую электрическую энергию.Таким образом, электрическая энергия, потребляемая электроприбором, определяется произведением киловатт (или тысяч ватт) на время в часах.

При следующей покупке электроприбора:

Обратите внимание, что указано в киловатт-часах (кВтч). Приборы оцениваются в кВтч, потому что с этой единицей легче работать в повседневной жизни, а не с тысячами и миллионами джоулей.

Общепринятой единицей электроэнергии является один киловатт-час или 1 кВтч.Мы оплачиваем счет за электроэнергию в зависимости от того, сколько киловатт-часов наши приборы потребили в данном месяце. Хотите узнать больше о том, как устанавливаются цены на электроэнергию и почему иногда нам приходится оплачивать такие огромные счета за электроэнергию? Проверьте больше фактов в нашем бесплатном онлайн-калькуляторе счетов за электроэнергию.

Несколько интересных фактов о законе Ома

  • Закон Ома впервые наблюдал Генри Кавендиш, которому приписывают открытие водорода. Однако Кавендиш при жизни вообще не публиковал своих исследований по закону Ома.Следовательно, закон приписывается Георгу Симону Ому, благодаря имени которого он стал широко известен.

  • Георг Саймон Ом, отец закона Ома.
    Источник изображения: Википедия

  • Закон Ома справедлив только для элементов сопротивления. Для других типов элементов, имеющих индуктивность и емкость, закон Ома не действует. Такие электрические материалы, для которых закон Ома неприменим, называются неомическими материалами.

  • Закон Ома применим только к цепям, работающим от постоянного тока (DC), а не к тем, которые работают от переменного тока (AC). Это связано с тем, что в цепях переменного тока в игру вступают индуктивность и емкость, которые не подчиняются закону Ома.

  • То, что называется сопротивлением для цепей постоянного тока, называется импедансом для цепи переменного тока. Наш бесплатный онлайн-калькулятор реактивного сопротивления поможет вам лучше.
  • Электрический прибор, который может измерять различные электрические параметры, включая сопротивление, напряжение и силу тока в цепи, называется мультиметром.

  • На практике сопротивление является как полезным ресурсом, так и расточительством — мы используем сопротивление во многих формах для хороших целей, однако большее сопротивление означает большую мощность, необходимую для выполнения работы, и большие тепловые потери.

Как вам помогает калькулятор закона Ома от CalculatorHut?

CalculatorHut — идеальное место для всех ваших научных расчетов. Калькулятор закона Ома от CalculatorHut — это бесплатный онлайн-калькулятор, который позволяет вам быстро рассчитать напряжение, сопротивление, силу тока и мощность электрической цепи!

Вы также можете ознакомиться с огромной базой данных бесплатных онлайн-калькуляторов физики и бесплатных онлайн-калькуляторов химии у нас. Кроме того, вы также можете найти наши бесплатные онлайн-калькуляторы здоровья, бесплатные онлайн-калькуляторы транспортных средств интересными и полезными!

Если вы влюбились в какой-либо из наших калькуляторов и хотите использовать их в качестве виджетов для своего блога или веб-сайта, напишите нам по адресу [email protected]ком. Мы разработаем для вас виджет абсолютно бесплатно!

Кроме того, вы также можете носить наши бесплатные онлайн-калькуляторы в кармане! Наше приложение CalculatorHut можно загрузить и использовать бесплатно, и оно станет вашим универсальным решением для всех ваших потребностей в расчетах.

Мы пропустили какой-нибудь калькулятор, который вы хотели получить бесплатно? Дайте нам знать, и мы будем рады добавить его в наш огромный ассортимент из более чем 100 бесплатных научных и прочих онлайн-калькуляторов. С CalculatorHut расчеты всегда просты и веселы!! Удачных расчетов!

«Легче сопротивляться в начале, чем в конце.― Леонардо да Винчи

Калькулятор закона

Ом — Рассчитайте мощность, сопротивление, напряжение или ток.

Колесо формулы закона Ома.

Используйте этот калькулятор закона Ома, чтобы легко рассчитать мощность, сопротивление, напряжение или электрический ток на основе двух известных параметров. Введите два любых параметра для расчета двух других . Поддерживает ампер, миллиампер, ватт, киловатт, мегаватт, вольт, милливольт и киловольт, ом, килоом и мегаом. Формулы, уравнения и колесо закона Ома для справки.

    Быстрая навигация:

  1. Использование калькулятора закона Ома
  2. Закон и формула Ома
  3. Колесо закона Ома

    Использование калькулятора закона Ома

С помощью вышеуказанного многоцелевого калькулятора закона Ом можно:

  • Рассчитать мощность и сопротивление по напряжению и току
  • Рассчитать мощность и ток заданное напряжение и сопротивление
  • Рассчитать мощность и напряжение при данных токе и сопротивлении
  • Рассчитать ток и сопротивление заданное напряжение и мощность
  • Рассчитать ток и напряжение заданную мощность и сопротивление
  • Рассчитать напряжение и сопротивление при заданной мощности и токе

Просто введите две известные величины, описывающие электрический ток, и две другие будут рассчитаны на их основе. Результат будет отображаться в метриках, выбранных с поддерживаемыми метриками: ампер, миллиампер, милливатт, ватт, киловатт, мегаватт, гигаватт, милливольт, вольт, киловольт, мегавольт, ом, килоом и мегаом. (А, мА, мВт, Вт, кВт, МВт, ГВт, мВ, В, кВ, МВ, Ом, кОм и МОм).

С помощью этого инструмента вы можете легко вычислять омы в ватты, омы в вольты, омы в амперы, вольты в омы, ватты в омы, амперы в омы и так далее.

    Закон Ома и формула

Закон Ома гласит, что сила тока между любыми двумя точками электрического проводника прямо пропорциональна напряжению в этих двух точках.Отношение математически описывается уравнениями:

, где I — ток в амперах, V — напряжение в вольтах, а R — сопротивление в омах (Ом). Эти три являются эквивалентными преобразованиями формулы закона Ома и используются при анализе цепей и планировании электрических сетей.

Закон Ома

применим для электрических цепей, содержащих только резистивные элементы (конденсаторы и катушки индуктивности не допускаются), и он работает одинаково для постоянного (постоянного) или изменяющегося во времени (переменного) управляющего напряжения или тока.

Для расчета электрической мощности , то есть скорости, с которой электрическая энергия передается по проводнику в единицу времени, нам нужно знать, что P = V x I (из закона Джоуля), где P — мощность в ваттах. , V и I в соответствии с приведенными выше определениями. Это основное уравнение может быть преобразовано в различные формулы в зависимости от известных электрических измерений и того, как работает наш калькулятор Ома.

    Закон Ома

Когда вы объединяете формулы, вы получаете колесо формул закона Ома, показанное ниже, которое отражает то, как работает наш калькулятор.Колесо Закона Ома представляет все возможные соотношения между мощностью (P), сопротивлением (R), током (I) и напряжением (V).

Чтобы использовать колесо, выберите необходимое количество из внутреннего круга колеса, а затем соответствующую формулу в этом квадранте, исходя из того, что вы знаете об электрическом токе, с которым работаете. Несмотря на то, что использование калькулятора более удобно, схематическое представление, подобное приведенному выше, облегчает понимание основных формул и уравнений, а также их взаимосвязей.

    Ссылки

[1] Роберт А.М., епископ Э.С. (1917) «Элементы электричества» Американское техническое общество стр.54

Калькулятор закона Ома • Электрические, радиочастотные и электронные калькуляторы • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Определения и формулы

Схема простой схемы, иллюстрирующая параметры закона Ома цепи в нашей повседневной жизни.От компьютеров, планшетов, смартфонов и автомобилей до кредитных карт и ключей от наших машин и домов — все они сделаны из электрических цепей. И все они работают по закону Ома:

Мы все (ладно, не все, только некоторые) знаем эту простую формулу со школы, а некоторые из нас знают ее даже с более раннего возраста. Европейцы знают первую формулу, а те, кто живет в Северной Америке, знают вторую. Европейцы предпочитают U по напряжению, в то время как американцы предпочитают V по той же физической величине.Итак, можно сказать, что закон Ома действует везде. Попробуем лучше понять этот закон.

Закон Ома

Георг Симон Ом (1789–1854)

Закон Ома назван в честь немецкого физика и математика Георга Симона Ома (1789–1854), который, будучи школьным учителем в школе с хорошо оборудованной физической лабораторией , исследовал недавно изобретенный (в 1799 г.) гальванический столб и термопару, изобретенную в 1821 г. Он обнаружил, что ток в проводнике прямо пропорционален разности потенциалов на проводнике.Он опубликовал результаты своего исследования в 1827 году в известной книге Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet (Гальваническая цепь, исследованная математически) . В результате его работы единица сопротивления названа его именем. Эта взаимосвязь между током, напряжением и сопротивлением, теперь известная как закон Ома, является основной основой всей электроники. Ом много лет боролся за признание своей работы.

Элемент схемы, основным назначением которого является создание электрического сопротивления, называется резистором.На схемах представлены два вида символов: один используется в основном в Европе и стандартизирован Международной электротехнической комиссией (IEC), а другой — в Северной Америке и стандартизирован Институтом инженеров по электротехнике и электронике (IEEE).

Резисторы и их электронные обозначения — европейские, стандартизированные IEC (слева) и американские, стандартизированные IEEE (справа)

По закону Ома сопротивление, измеренное в омах, представляет собой просто константу пропорциональности между током и напряжением:

, где I — ток, V и U — напряжение, а R — сопротивление.Обратите внимание, что в этом выражении R ≥ 0. Отметим также, что в этом выражении мы предполагали, что резистор имеет постоянное сопротивление, не зависящее от напряжения или тока. Если значение R или отношение U/I постоянно, то ток можно изобразить как функцию напряжения в виде прямой линии.

В резистивных цепях, например в проводах и резисторах, ток и напряжение линейно пропорциональны. В математике линейная функция — это функция, график которой представляет собой прямую линию (см. рисунок ниже).Например, y = 2 x — это линейная функция. В линейных отношениях, если одну из величин увеличить или уменьшить, например, в три раза, другая также увеличится или уменьшится на ту же величину. По закону Ома это означает, что если напряжение на резисторе утроится, ток также утроится. При этом предполагается, что его сопротивление постоянно.

График, показывающий зависимость между током и напряжением для конкретного электронного компонента, называется вольт-амперной характеристикой.Резисторы имеют линейную вольтамперную характеристику.

Дополнительную информацию о резисторах и других электронных компонентах можно найти в наших Калькуляторах для электротехники, ВЧ и электроники, а также Электротехнических преобразователях.

Неомические компоненты

Графическое изображение вольтамперных характеристик нескольких устройств: 1 — резистор, 2 — диод, 3 — лампа накаливания, 4 — стабилитрон; как мы видим, только резистор имеет линейную вольт-амперную характеристику

Хотя при изучении закона Ома мы всегда предполагаем, что вольт-амперные характеристики резисторов линейны, важно заметить, что многие очень полезные электрические и электронные компоненты Подобно лампам накаливания, диоды и транзисторы, которые широко используются в электрических цепях, имеют нелинейную характеристику сопротивления.То есть вольтамперная зависимость для них не является прямой линией, проходящей через начало координат.

В этой цепи увеличение напряжения не приведет к пропорциональному увеличению тока, потому что сопротивление горячей лампы при ее номинальном напряжении 12 В выше, чем ее сопротивление при 4 или 6 В. увеличивается напряжение и увеличивается сопротивление лампы (см. рисунок выше)

Во многих случаях это предположение о линейности резисторов неверно. Рассмотрим, например, схему с лампой накаливания и блоком питания с переменным напряжением. Эту схему можно найти во многих школьных учебниках, где обсуждается зависимость тока от напряжения при условии, что сопротивление лампы постоянно. Они объясняют, что если напряжение на клеммах 12-вольтовой лампы увеличивается, ток также пропорционально увеличивается. Тем не менее, это не так! Если мы поставим амперметр и измерим ток, то заметим, что он не прямо пропорционален напряжению.Это связано с тем, что сопротивление лампы изменяется, когда ее нить накала начинает светиться — лампа имеет нелинейную вольт-амперную характеристику.

Когда молодые люди начинают изучать электричество, первыми двумя законами, которые они узнают, являются законы Ома и Джоуля, и довольно часто они видят их в форме колеса закона Ома, что действительно пугает, особенно когда они понимают, что им придется запомнить это колесо — потому что их учителям гораздо проще проверить память учеников, чем проверить их понимание. Учителя часто заставляют своих учеников запоминать все 12 формул вместо того, чтобы запоминать или, что гораздо лучше, понимать только две из них, а именно:

и

Хотя это обычно называют колесом закона Ома, это колесо на самом деле объединяет два закона — закон Ома и закон нагревания Джоуля, также называемый первым законом Джоуля, и закон Джоуля-Ленца.И даже эти две формулы не нужно запоминать. Что действительно необходимо помнить и понимать, так это то, что ток через компонент прямо пропорционален разности потенциалов, приложенной к этому компоненту, и обратно пропорционален его сопротивлению. Это закон Ома. А что мощность прямо пропорциональна току и напряжению — это закон Джоуля.

Эти два закона очень понятны, если учащиеся понимают, что такое ток, напряжение, сопротивление и мощность.Они поймут, если поиграют с батарейкой, несколькими резисторами и мультиметром. Они также могут играть с этим калькулятором.

Это легко сделать, если использовать аналогию с водяным насосом, ограничением и трубой, в которой насос создает давление (представляющее напряжение), чтобы проталкивать воду (ток) по контуру (трубе) с ограничением (сопротивлением). Все другие формулы, показанные в колесе закона Ома, могут быть получены из этих двух формул, и если человек ежедневно использует другие формулы, он в конечном итоге запомнит их без каких-либо усилий.

Закон Джоуля

Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889)

Для молодого английского пивовара Джеймса Прескотта Джоуля, который зарабатывал на жизнь управляющим пивоварней, наука была просто хобби. Его отец был богатым пивоваром, и юный Джеймс начал работать на пивоварне в возрасте пятнадцати лет. Когда Джоулю было всего 23 года, он открыл закон, который теперь носит его имя, проводя эксперименты, пытаясь выяснить, что более эффективно в их пивоварне: паровой двигатель или недавно изобретенные электродвигатели.В результате он установил зависимость между током, протекающим через сопротивление (провод), и выделяемым теплом.

Закон Джоуля гласит, что мощность нагрева P , создаваемая электрическим током I в проводнике, пропорциональна произведению квадрата тока на сопротивление провода R :

Если мы объединим Закон Джоуля с законом Ома, мы можем вывести несколько полезных формул, которые можно использовать для расчета мощности, рассеиваемой на резисторе, сопротивления по известному напряжению и току, тока, протекающего через резистор, и напряжения на резисторе. Эти формулы часто отображаются в виде страшного колеса закона Ома или (менее страшного) треугольника закона Ома. Нажмите на приведенные ниже примеры, чтобы узнать, как использовать эти формулы. Этот нагрев провода электрическим током также называется омическим нагревом, джоулевым нагревом или резистивным нагревом.

Эмиль Ленц (1804–1865)

Омический нагрев был независимо изучен русским физиком Эмилем Ленцем, изучавшим электромагнетизм с 1831 года и наиболее известным открытием закона, связывающего направление индуцированного электрического тока с движущимся магнитным полем. который назван в его честь.Он также самостоятельно открыл закон Джоуля, который часто носит также имя Ленца — «закон Джоуля-Ленца».

Следует также отметить, что в некоторых учебниках этот закон ошибочно называют законом Уатта, особенно если ссылаются на формулу P = UI .

Закон Ома в цепях переменного тока

Закон Ома используется не только для описанного выше анализа цепей постоянного тока. Когда к цепи прикладывается переменное во времени напряжение, например, синусоидальное, закон Ома по-прежнему действует.Если к резистору приложить синусоидальное напряжение, то в нем будет протекать синусоидальный ток. Этот ток находится в фазе с приложенным напряжением, потому что, когда напряжение меняет полярность, ток также меняет ее. Когда напряжение достигает своего максимума, ток также достигает своего максимума.

При применении закона Ома для анализа цепи переменного тока всегда необходимо последовательно выражать напряжение и ток. Это означает, что напряжение и ток должны быть выражены как в виде среднеквадратичных значений, так и в виде пиковых или размаховых значений.При применении закона Джоуля для определения мощности, рассеиваемой на резисторе, применяется то же правило: и ток, и напряжение должны быть выражены с использованием одних и тех же величин. Например:

, где субиндекс RMS обозначает среднеквадратичное значение, или

Здесь p означает пиковое значение. Если цепь переменного тока содержит реактивные компоненты, такие как конденсаторы и катушки индуктивности, к ним также применяется закон Ома. В этом случае вместо сопротивлений используются их реактивные сопротивления:

, где X может быть реактивным сопротивлением конденсатора X C или катушки индуктивности X L , которые рассчитываются по следующим формулам :

и

Дополнительную информацию о реактивном сопротивлении различных компонентов и их последовательных и параллельных комбинациях можно найти в наших электрических, радиочастотных и электронных калькуляторах и электротехнических преобразователях.

Что касается мощности в реактивных компонентах, то они не преобразуют энергию в тепло и, следовательно, энергия не теряется и истинная (активная, реальная) мощность P равна нулю. Мгновенная мощность переходит туда и обратно между конденсатором или катушкой индуктивности и источником питания. Скорость, с которой реактивная составляющая накапливает или отдает энергию, называется ее реактивной мощностью Q и определяется по следующим формулам:

десятичные префиксы, например, квар, мвар и т. д.

Параллельная RLC-цепь

В цепях, содержащих активные и реактивные компоненты, применение закона Ома предполагает использование комплексных величин импеданса Z , напряжения U и тока I . Поскольку для законов Ома и Джоуля используются расчеты, умножения и деления, комплексные величины удобно выражать в полярной форме. Вы можете использовать наш Калькулятор преобразования прямоугольного вектора в полярный для преобразования значений комплексной мощности, тока, напряжения и импеданса между комплексными и полярными формами.Чтобы определить полное сопротивление различных параллельных и последовательных цепей с активными и реактивными компонентами, используйте наши электрические, радиочастотные и электронные калькуляторы.

Формулы закона Ома переменного тока

Примечание для читателей, не знакомых с обозначениями углов, используемыми в американских учебниках по электронике и электротехнике. Специальная запись, называемая векторной или угловой записью, используется с символом угла (∠). Он используется для описания фазовращателей. Вектор представляет собой комплексное число U , используемое для представления синусоиды.Он представлен в полярных координатах вектором с величиной U и углом φ , который обычно выражается в градусах. Векторы предоставляют простые средства анализа электрических цепей. Формула Эйлера лежит в основе векторного анализа:

Это U∠φ — просто сокращение для Ue .

Ниже приведены формулы, используемые в этом калькуляторе. Расчеты сделаны со значениями в области фазора в соответствии с правилами умножения фазора и разделения:

, где Φ U , Φ I и Φ Z являются напряжением, током фазовые углы импеданса.

Все комплексные значения вводятся в форму калькулятора либо в прямоугольной, либо в векторной форме. Хотя импеданс и комплексная мощность не являются векторными величинами, они могут быть представлены в комплексной форме, потому что, подобно напряжению и току, они являются комплексными числами и имеют как модуль, так и угол. Если они вводятся в прямоугольной форме, перед расчетом они преобразуются в векторную форму по формулам, описанным в нашем Комплексном калькуляторе векторов.

В качестве примера рассчитаем общий ток I T в параллельной RLC-цепи с R = 10 Ом, L = 100 мкГн и C = 1 мкФ.Источник переменного тока подает синусоидальное напряжение 0,5 В частотой 10 кГц (нажмите, чтобы посмотреть результат расчетов).

Величина импеданса этой RLC-цепи в прямоугольной форме равна

Фазовый угол равен

Положительный фазовый угол означает, что нагрузка является индуктивной, а ток отстает от напряжения. Полное сопротивление в полярной форме равно

Используя закон Ома и правило деления чисел в полярной форме, определим полный ток: активный P , реактивный Q , кажущийся | С | а комплексная мощность S может быть рассчитана по следующим формулам:

и

Опять же, поскольку при расчете мощности используются операции умножения и деления, удобно представлять комплексные значения в полярной форме. .Математически можно показать, что комплексная мощность равна произведению напряжения вектора и комплексно-сопряженного вектора тока, то есть

комплексная форма и I* , U* и Z* являются сопряженными тока, напряжения и импеданса в комплексной форме. Жирный шрифт означает, что эти значения являются векторными величинами.Обратите внимание, что здесь комплексная мощность S измеряется в вольт-амперах (ВА). В векторной форме мы имеем

, где φ U — фазовый угол напряжения, а φ I Эти формулы были использованы для создания колеса закона Ома переменного тока.

Колесо закона Ома переменного тока; полужирный шрифт используется для отображения комплексных значений тока, напряжения, мощности и импеданса. Звездочка, например, в I * показывает комплексное сопряжение комплексного тока I

Дополнительную информацию о расчетах мощности переменного тока вы найдете в нашем Калькуляторе мощности переменного тока. Ниже приведены несколько примеров расчетов с помощью этого калькулятора.

Примеры расчетов

Пример 3 . Электронагреватель сопротивлением 10 Ом подключается к розетке 120 В. Рассчитать потребляемую мощность и ток, потребляемый нагревателем.

Пример 4 . Небольшая лампочка сопротивлением 2300 Ом в холодильнике подключена к линии электропередач 120 В. Рассчитать потребляемую мощность и ток, потребляемый лампой.

Пример 5 . Ток 0,15 А от солнечной панели протекает через резистор 220 Ом. Рассчитайте напряжение на этом резисторе и мощность, которую он рассеивает в виде тепла.

Пример 6 . Рассчитайте сопротивление галогенной лампочки и мощность, которую она рассеивает, если она потребляет 1,5 А от 12-вольтового автомобильного аккумулятора.

Пример 7 . Рассчитайте ток через резистор сопротивлением 12 кОм и напряжение на нем, если резистор рассеивает мощность 1 Вт.

RC-цепь серии

(см. пример 6). Дано: R = 10 Ом, C = 0,1 мкФ, I T = 0,2∠0°. Требуется: U T

Пример 8 . Резистор сопротивлением 10 Ом и конденсатор емкостью 0,01 мкФ подключены последовательно к источнику синусоидального питания частотой 1 МГц. Определите напряжение источника в полярной форме, если ток, потребляемый от источника, равен I = 0,2∠0° A. Совет: используйте наш калькулятор импеданса RC-цепи для определения импеданса RC-цепи в полярной форме (Z = 18.8 ∠–57,86°), затем с помощью этого калькулятора определите напряжение источника (V = 3,76∠–57,8° В).

Эта статья была написана Анатолием Золотковым

Калькулятор закона Ома — Калькулятор P, I, V, R с формулами и уравнениями Напряжение и сопротивление в однофазной и трехфазной цепи переменного и постоянного тока.

Введите известные значения и выберите конверсию из кнопок ниже и нажмите «Рассчитать».В результате отобразятся желаемые значения, которые вы хотите рассчитать.

Формулы электрической энергии

Формулы электрической мощности в цепях постоянного тока

Формулы электрической мощности в однофазных цепях переменного тока

  • P = VxI Cosθ
  • P = I 2 х R Cosθ
  • P = (V 2 /R) Cosθ

Формулы электрической мощности в трехфазных цепях переменного тока

  • P =√3 x V L xI L  Cosθ
  • P =3 x V P xI P  Cosθ
  • P =3 I 2  x R Cosθ
  • P = 3 (V 2 /R) x R Cosθ

Где

  • I = ток в амперах (А)
  • В = напряжение в вольтах (В)
  • P = мощность в ваттах (Вт)
  • R = сопротивление в Ом (Ом)

Связанный пост: Калькулятор мощности, напряжения, тока и сопротивления

Текущий калькулятор

Формулы электрического тока

Формулы электрического тока в цепи постоянного тока

Формулы электрического тока в однофазной цепи переменного тока

  • I = P/(V x Cosθ)
  • I = (V/Z)… Где Z = импеданс = сопротивление цепей переменного тока

Формулы электрического тока в трехфазной цепи переменного тока

I = P / √3xVxCosθ ​​

Где

  • I = ток в амперах (А)
  • В = напряжение в вольтах (В)
  • P = мощность в ваттах (Вт)
  • R = сопротивление в Ом (Ом)

Связанный калькулятор: Калькулятор среднеквадратичного значения напряжения — от среднего значения, пикового и пикового до пикового значения

Калькулятор напряжения
Формулы напряжения или электрического потенциала

Формула электрического потенциала или напряжения в цепях постоянного тока

  • В = I x R
  • В = П/Я
  • В = √ (П х Р)

Формулы напряжения или электрического потенциала в однофазных цепях переменного тока

  • В = P/(IxCosθ)
  • V = I / Z… Где Z = импеданс = сопротивление цепей переменного тока

Где

  • I = ток в амперах (А)
  • В = напряжение в вольтах (В)
  • P = мощность в ваттах (Вт)
  • P = мощность в ваттах (Вт)
  • R = сопротивление в Ом (Ом)

Связанный калькулятор: Калькулятор ближайшего значения стандартного резистора

Калькулятор сопротивления
Формулы электрического сопротивления
  • Р = В/И
  • Р = П/И 2
  • Р = В 2 /P

Где

  • I = ток в амперах (А)
  • В = напряжение в вольтах (В)
  • P = мощность в ваттах (Вт)
  • R = сопротивление в Ом (Ом)


Связанные электротехнические калькуляторы

Расчет мощности по закону Ома

В четырех таблицах ниже вы можете ввести два из четырех факторов закона Ома. Это Мощность (P) или (Вт), измеренная в ваттах, напряжение (В) или (E), измеренное в вольтах , ток или сила тока (I), измеренная в амперах ( амперах ), и сопротивление (R), измеренное в Ом . Необходимый коэффициент будет рассчитан для вас, когда вы нажмете кнопку «Рассчитать» для этой таблицы.

Хотя это и не было частью первоначальной теории, в более поздние годы мы также приписали коэффициент мощности Ому. Мощность обычно обозначается (Вт) и измеряется в Вт .Формула, обычно приводимая для мощности:
. W = V x I или W = I 2 x R или W = V 2 / R. Другие базовые формулы, включающие мощность:
I = W / V или I = (W / R) 2
V = (W x R) 2 или V = W / I
R = V 2 / W или R = W / I 2

Для исходных расчетов по закону Ома нажмите здесь . Чтобы проверить цветовые коды резисторов, используйте нашу таблицу цветовых кодов резисторов и калькулятор . Этот преобразователь требует использования браузеров с поддержкой Javascript и поддержкой.

Факторы закона Ома с мощностью

Рассчитать мощность

Рассчитать ампер

Рассчитать вольт

Вычислить Ом

Удельное сопротивление (Вт-см) для обычных металлов при комнатной температуре
Алюминий 2. 828 x 10 -6
Медь 1,676 x 10 -6
Серебро 1,586 x 10 -6
Золото 2,214 x 10 -6
Вольфрам 5,510 x 10 -6

Например, провод 10 калибра равен 2.Диаметр 588 мм.
Сопротивление на 1 см медного провода такой толщины составляет
Ом. 3,186 x 10 -5 Вт/см. Миля этого провода имеет сопротивление 5,13 Вт.

Освободите время проектирования с помощью онлайн-калькулятора закона Ома от Mouser Electronics

28 октября 2020 г. — Mouser Electronics, Inc., авторизованный глобальный дистрибьютор новейших полупроводников и электронных компонентов, также является единым центром всех технических ресурсов и инструментов, помогающих инженерам-проектировщикам на протяжении всего процесса проектирования, включая калькулятор закона Ома для экономии времени.

Закон Ома гласит, что ток, протекающий по цепи, пропорционален напряжению, приложенному к обеим точкам. Онлайн-калькулятор закона Ома от Mouser экономит время инженеров, упрощая быстрый поиск необходимых значений. После ввода любых двух известных значений схемы инженеры могут легко определить оставшиеся значения одним нажатием кнопки, экономя драгоценное время в процессе проектирования.

Более того, калькулятор может помочь инженерам выполнять преобразования по закону Ватта, вычисляя мощность, ток, напряжение или сопротивление.Кроме того, страница калькулятора включает в себя печатную таблицу преобразования для удобной справки.

Бесплатный Центр технических ресурсов Mouser включает в себя обширную линейку онлайн-калькуляторов, предназначенных для того, чтобы помочь инженерам всех уровней квалификации сэкономить время при выполнении любых задач, от расчетов преобразования мощности до цветовых кодов резисторов.

Чтобы просмотреть все калькуляторы преобразования Mouser, перейдите по адресу https://www. mouser.com/technical-resources/conversion-calculators. Чтобы узнать больше о технических ресурсах, предлагаемых Mouser, посетите https://www.mouser.com/technical-resources/ или щелкните Технические ресурсы в верхней панели навигации любой страницы на mouser.com.

Являясь глобальным авторизованным дистрибьютором, Mouser предлагает самый широкий в мире выбор новейших полупроводников и электронных компонентов — в наличии и готовых к отправке. Клиенты Mouser могут рассчитывать на 100% сертифицированную, подлинную продукцию, которую можно полностью отследить от каждого из ее партнеров-производителей. Чтобы ускорить процесс проектирования для клиентов, на веб-сайте Mouser размещена обширная библиотека технических ресурсов, в том числе Центр технических ресурсов, а также листы технических данных, эталонные проекты для конкретных поставщиков, примечания по применению, информация о технических проектах, инженерные инструменты и другие полезные сведения. Информация.

О Mouser

2022 — Mouser Electronics, компания Berkshire Hathaway, является авторизованным дистрибьютором полупроводников и электронных компонентов, ориентированным на внедрение новых продуктов от своих ведущих партнеров-производителей. Веб-сайт глобального дистрибьютора mouser.com, предназначенный для инженеров-конструкторов электроники и покупателей со всего мира, доступен на нескольких языках и в разных валютах и ​​содержит более 5 миллионов продуктов от более чем 1100 торговых марок производителей.Mouser предлагает 27 точек поддержки по всему миру, чтобы обеспечить лучшее в своем классе обслуживание клиентов на местных языках, в валютах и ​​часовых поясах. Дистрибьютор осуществляет поставки более чем 630 000 клиентов в 223 странах/территориях со своих современных распределительных центров площадью 1 миллион квадратных футов в районе Далласа, штат Техас, с пригородами. Для получения дополнительной информации посетите https://www.mouser.com.

Товарные знаки

Mouser и Mouser Electronics являются зарегистрированными товарными знаками Mouser Electronics, Inc.Все другие продукты, логотипы и названия компаний, упомянутые здесь, могут быть товарными знаками соответствующих владельцев.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.