При Увеличении Напряжения Сила Тока в Цепи Основные понятия

Закон Ома для участка цепи гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.

Если увеличить в несколько раз напряжение, действующее в электрической цепи, то ток в этой цепи увеличится во столько же раз. А если увеличить в несколько раз сопротивление цепи, то ток во столько же раз уменьшится. Подобно этому водяной поток в трубе тем больше, чем сильнее давление и чем меньше сопротивление, которое оказывает труба движению воды.

В популярной форме этот закон можно сформулировать следующим образом: чем выше напряжение при одном и том же сопротивлении, тем выше сила тока и в то же время чем выше сопротивление при одном и том же напряжении, тем ниже сила тока.

Чтобы выразить закон Ома математически наиболее просто, считают, что сопротивление проводника, в котором при напряжении 1 В проходит ток 1 А, равно 1 Ом.

Ток в амперах можно всегда определить, если разделить напряжение в вольтах на сопротивление в омах. Поэтому закон Ома для участка цепи записывается следующей формулой:

Любой участок или элемент электрической цепи можно охарактеризовать при помощи трёх характеристик: тока, напряжения и сопротивления.

Как использовать треугольник Ома: закрываем искомую величину — два других символа дадут формулу для её вычисления. Кстати, законом Ома называется только одна формула из треугольника – та, которая отражает зависимость тока от напряжения и сопротивления. Две другие формулы, хотя и являются её следствием, физического смысла не имеют.

Можно также рассчитывать ток в миллиамперах и микроамперах, при этом напряжение должно быть выражено в вольтах, а сопротивление — в килоомах и мегаомах соответственно.

Какое освещение Вы предпочитаете

ВстроенноеЛюстра

Другие статьи про электричество в простом и доступном изложении:

Закон Ома справедлив для любого участка цепи. Если требуется определить ток в данном участке цепи, то необходимо напряжение, действующее на этом участке (рис. 1), разделить на сопротивление именно этого участка.

Часто, зная ток и сопротивление, определяют с помощью закона Ома напряжение. Запишем формулу для определения напряжения

Напряжение на участке цепи часто называют падением напряжения . Это нередко приводит к недоразумению. Многие думают, что падение напряжения есть какое-то потерянное ненужное напряжение. В действительности же понятия напряжение и падение напряжения равнозначны. Потери и падение напряжения — в чем различие?

Как повысить напряжение постоянного и переменного тока?

На практике можно воспользоваться как покупными, так и самодельными устройствами. Большинство самодельных схем доступны для воспроизведения при наличии даже среднего уровня подготовки в области электротехники и схемотехники.

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Закон Ома для участка цепи » Школа для электрика: электротехника и электроника При колебаниях сетевого напряжения вместо обычного ЛАТР целесообразно использовать стабилизатор, куда он входит в виде одного из блоков. Спрашивайте, я на связи!

Повышение переменного напряжения

Разновидности трансформаторов

Наиболее простой способ увеличения переменного напряжения – установка между выходом сети и питаемой нагрузкой повышающего трансформатора. Применяемые на практике устройства делятся на две основные разновидности. Первая — классические трансформаторы, вторая — автотрансформаторы. Схемы этих устройств приведены на рисунке 2.

Классический трансформатор содержит две обмотки: первичную или входную с числом витков W1, а также вторичную или выходную с числом витков W2. Для трансформатора действует правило Uвыхода = K×Uвхода, где K = W2/W1 – коэффициент трансформации. Таким образом, в повышающем трансформаторе количество витков вторичной обмотки превышает таковое у первичной.

Особенности трансформаторов

Эффективность функционирования трансформаторов наращивают применением сердечника из электротехнической стали. Этот компонент

Неизбежные потери на вихревые тока уменьшают тем, что сердечник представляет собой наборный пакет из тонких профилированных изолированных пластин.

При прочих равных условиях целесообразно использовать трансформатор. Это связано с тем, что не пропускает постоянный ток, т.е. обеспечивает гальваническую развязку сети от приемника, позволяя добиться большей электробезопасности.

Особенность трансформатора — его обратимый характер, т.е. в зависимости от ситуации он может одинаково успешно выполнять функции повышающего и понижающего устройства. Единственное серьезное ограничение — необходимость соблюдения штатных режимов работы первичной и вторичной обмоток.

Лабораторные автотрансформаторы ЛАТР

Сильная сторона автотрансформатора – простота регулирования выходного напряжения простым перемещением токосъемного контакта по обмотке. Устройства, допускающие выполнение этой опции, известны как лабораторные автотрансформаторы ЛАТР. Отличаются характерным внешним видом за счет наличия регулятора напряжения и вольтметра для его контроля, рисунок 4.

ЛАТР востребованы не только в лабораториях. Они массово применяются в гаражах, на садовых участках и других местах, где из-за перегрузки и износа линии напряжение в розетке оказывается ниже минимально допустимого.

При колебаниях сетевого напряжения вместо обычного ЛАТР целесообразно использовать стабилизатор, куда он входит в виде одного из блоков.

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Физика | Большая детская энциклопедия | 2I. SU Угол β характеризует степень наклона прямой графика к оси абсцисс I н , то есть характеризует быстроту падения напряжения с ростом тока нагрузки. Спрашивайте, я на связи!

Вариант 1

1. За 20 минут через утюг проходит электрический заряд 960 Кл. Определите силу тока в утюге.

1) 0,6 А 2) 0,8 А 3) 48 А 4) 1920 А

2. На рисунке изображен график зависимости силы тока от напряжения на одной секции телевизора. Каково сопротивление этой секции?

1) 250 кОм 2) 0,25 Ом 3) 10 кОм 4) 100 Ом

3. Если увеличить в 2 раза напряжение между концами проводника, а площадь его сечения уменьшить в 2 раза, то сила тока, протекающего через проводник

1) увеличится в 2 раза 2) уменьшится в 2 раза 3) не изменится 4) увеличится в 4 раза

4. Сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно

1) 3 Ом 2) 5 Ом 3) 8 Ом 4) 21 Ом

5. На штепсельных вилках некоторых бытовых электрических приборов имеется надпись: «6 А, 250 В». Определите максимально допустимую мощность электроприборов, которые можно включать, используя такие вилки.

1) 1500 Вт 2) 41,6 Вт 3) 1,5 Вт 4) 0,024 Вт

6. Чему равно время прохождения тока по проводнику, если при напряжении на его концах 120 В совершается работа 540 кДж? Сопротивление проводника 24 Ом.

1) 0,64 с 2) 1,56 с 3) 188 с 4) 900 с

7. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются. К каждой позиции первого столбца подберите соответ­ствующую позицию второго.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЛИЧИНА

А) Сила тока Б) Напряжение В) Сопротивление

ФОРМУЛА

1) A/q 2) I2R 3) ρl/S 4) IUt 5) q/t

Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

8. С помощью кипятильника, имеющего КПД 90%, нагрели 3 кг воды от 19 °С до кипения за 15 минут. Какой ток при этом потреблял кипятильник в сети напряжением 220 В? Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°С).

Повышение постоянного напряжения

Общий принцип увеличения постоянного напряжения в произвольное число раз

Структурная схема такого преобразователя показана на рисунке 5.

Отдельные разновидности схем отличаются между собой:

• формой сигнала, снимаемого с выхода генератора (синусоидальное или близкое к нему, пилообразное, импульсное и т.д.);
• принципом увеличения генерируемого напряжения (трансформатор, умножитель);
• типом выпрямления и сглаживания напряжения перед подачей его на выход устройства.

В продаже доступны микроэлектронная элементная база, которая позволяет собирать преобразователи данной разновидности при наличии даже начальных навыков радиомонтажника.

Умножители

Умножители применяют в тех случаях, когда из переменного входного напряжения нужно получить постоянное, которое в кратное количество раз превышает входное.

Существует большое количество схем умножителей. Одна из них показана на рисунке 6.

Коэффициент умножения можно нарастить увеличением количества каскадов.

Рис. 7. Еще пример: умножитель в 6 и 8 раз Рис. 8. Учетверитель напряжения

Вариант 3

1. Время разряда молнии равно 3 мс. Сила тока в канале молнии около 30 кА. Какой заряд проходит по каналу молнии?

1) 90 Кл 2) 0,1 мкКл 3) 90 кКл 4) 0,1 мКл

2. На рисунке изображен гра­фик зависимости силы тока в проводнике от напряжения на его концах. Чему равно сопротивление проводника?

1) 0,25 Ом 2) 2 Ом 3) 8 Ом 4) 4 Ом

3. Если уменьшить в 2 раза напряжение между концами проводника, а его длину увеличить в 2 раза, то сила то­ка, протекающего через проводник

1) не изменится 2) уменьшится в 4 раза 3) увеличится в 4 раза 4) увеличится в 2 раза

4. Сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, равно

1) 9 Ом 2) 8 Ом 3) 4 Ом 4) 3 Ом

5. На корпусе электродрели укреплена табличка с надпи­сью: 220 В, 500 Вт. Найдите силу тока, потребляемого электродрелью при включении в сеть.

1) 55 000 А 2) 2,27 А 3) 1,14 А 4) 0,88 А

6. Какую работу совершит электрический ток в течение 2 минут, если сила тока в проводнике 4 А, а его сопротивление 50 Ом?

1) 1600 Дж 2) 96 кДж 3) 24 кДж 4) 400 Дж

7. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым эти величины определяются. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА

А) Сила тока Б) Напряжение В) Сопротивление

ФОРМУЛА

1) ρl/S 2) I2R 3) A/q 4) q/t 5) IUt

Запишите выбранные цифры под соответствующими буквами.

8. Кипятильник нагревает 1,2 кг воды от 12 °С до кипения за 10 минут. Определите ток, потребляемый кипятиль­ником, если он рассчитан на напряжение 220 В. КПД кипятильника 90%. Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/(кг·°С).

Примеры задач на применение закона Ома для замкнутой цепи

К источнику ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключен реостат, сопротивление которого 4 Ом. Найти силу тока в цепи и напряжение на зажимах источника.

• ε = 10 В
• r = 1 Ом
• R = 4 Ом

• I – ?
• U – ?

• Запишем закон Ома для замкнутой цепи — I=ε/(R+r) .
• Падение напряжения на зажимах источника найдем по формуле U=ε-Ir=εR/(R+r).
• Подставим заданные значения и вычислим I=(10 В)/((4+1)Ом)=2 А, U=(10 В∙4Ом)/(4+1)Ом=8 В.
• Ответ: 2 А, 8 В.

При подключении к батарее гальванических элементов резистора сопротивлением 20 Ом сила тока в цепи была 1 А, а при подключении резистора сопротивлением 10 Ом сила тока стала 1,5 А. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.

Урок 8. переменный электрический ток — Физика — 11 класс — Российская электронная школа

В этой статье мы рассмотрим, как повысить напряжение постоянного и переменного тока и как это делать правильно.

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Как изменяется сила тока при изменении напряжения? Лучшие ответы на вопросы Для таких приборов вольт-амперная характеристика не будет прямой линией, проходящей через начало координат, а является либо кривой, либо ломаной линией. Спрашивайте, я на связи!

Повышение силы тока в цепи: несколько возможных вариантов действий

У различных категорий пользователей достаточно часто возникают такие ситуации, при которых необходимо внести определенные изменения в параметры действующей. Ранее собранной и апробированной сети. Увеличить силу постоянного тока, протекающего в замкнутом контуре той или иной цепи можно, есть даже несколько различных вариантов и способов практических действий. Но при этом важно понимать – сделать это безопасно удастся только в том случае, если обеспечить принятие мер по защите электроприборов. Для этого потребуется использовать ряд специальных устройств.

1 способ

Самое простое решение задачи – увеличение подаваемого на вход в цепь напряжения. Так, например, если в цепи с сопротивлением в 20 Ом установлено напряжение 3 вольта, то сила тока здесь по закону Ома, составляет 0,15 А. Если ввести в цепь дополнительное устройство, еще один источник питания с тем же U = 3В, то и сила тока возрастет вдвое и составит 3А.

2 способ

Уменьшение сопротивления. Если в цепи снизить нагрузку вдвое, с 2 Ом до 1 Ом, то получим следующий результат: 2 В: 1 Ом = 2 А. Таким образом, удвоение происходит автоматически на аналогичную величину (если в цепи нет других источников, потребителей и устройств, способных оказывать воздействие на эффективность функционирования цепи и ее параметры). Естественно, если увеличить сопротивление, то сила тока уменьшится.

3 способ

Меняем параметры проводников. Для этого потребуется собрать цепь, в которую войдут: источник, потребитель и провода. Параметры проводников также играют важную роль в формировании силы тока в цепи. Сначала необходимо понять, из каких материалов сделаны исходные проводники, по специальным таблицам, зная размер сечения, можно установить точные показатели. Увеличение тока можно обеспечить путем снижения сопротивления, а для этого можно подобрать проводники, изготовленные их других металлов.

Также можно регулировать параметры, укорачивая длину имеющихся проводников. Если увеличить вдвое силу тока не получается, то кроме изменения параметров проводников потребуется принять другие решения, из числа тех, что были описаны выше.

Также можно увеличить поперечное сечение проводника, что приведет к параллельному росту тока.

Интересный вариант действий по увеличению силы постоянного тока при помощи магнита, для чего необходимо изменить, увеличить показатели магнитной индукции поля, внутри которого располагается этот проводник.

Электрическая цепь и закон Ома

Три величины — напряжение, электрический ток и сопротивление — могут быть четко представлены в электрической цепи. В простейшем случае она состоит из источника постоянного напряжения и резистора. Резистор подключен к источнику напряжения, а для упрощения возьмем, что сопротивление проводов равно 0 Ом.

Направление электрического тока.

В электротехнике ток течет от плюса до минуса (смотрите рисунок 1). Другими словами, как только возникает замкнутая цепь, ток начинает течь от положительного полюса к отрицательному полюсу источника напряжения. Мы говорим о замкнутой цепи, когда два полюса источника напряжения соединены друг с другом сопротивлением.

Как и чем измерять ток и напряжение?

Есть два способа определения силы тока и напряжения. С одной стороны, их можно определить арифметически с помощью закона Ома для участка цепи. С другой стороны, две переменные также могут быть определены путем измерения.

Однако для арифметического определения тока или напряжения должны быть известны две другие величины (напряжение и сопротивление либо ток и сопротивление).

С другой стороны, метрологический метод также работает с любой электрической цепью. Для этого в электрическую цепь необходимо вставить амперметр и вольтметр . Они используются для измерения силы тока и напряжения. Но здесь также применяется закон Ома, поскольку сопротивление нельзя измерить напрямую, но его можно будет рассчитать, когда будут измерены значения тока и напряжения.

Итак, ток измеряется так амперметром, который последовательно подключается к потребителю (резистору, лампе накаливания и т. д.), Через который нужно определять ток. На принципиальной схеме он изображен как A внутри круга (см. рисунок 1). Амперметр имеет очень низкое внутреннее сопротивление, чтобы не влиять на ток, который должен протекать через потребителя. В идеале, внутреннее сопротивление амперметра принимается равным 0 Ом и поэтому просто опускается.

Измерение напряжения производится с помощью вольтметра, который замеряет разность потенциалов между двумя его точками подключения. На электрической схеме он обозначен буквой V внутри круга (см. рисунок 1). В отличие от амперметра, вольтметр подключается параллельно нагрузке, на которой измеряется напряжение. Добавление вольтметра параллельно некоторому потребителю (например, резистору) создает току еще один «обходной» путь, что резко изменяет параметры цепи. Чтобы избежать этих нежелательных последствий, надо применять вольтметры с максимально большим сопротивлением.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ).

Вольт-амперная характеристика или характеристика UI резистора может быть записана путем приложения к нему различных напряжений и последующего измерения тока. Обычно при омическом сопротивлении достаточно одной точки измерения, которая затем соединяется с началом системы координат. Однако на практике, для целей контроля, выполняют серию измерений с тремя точками измерения.

Затем эти точки измерения отмечаются в системе координат и соединяются. Напряжение откладывают по оси абсцисс, а ток — по оси ординат. Пример ВАХ смотрите на рисунке ниже

ВАХ может быть использована для определения тока через резистор при определенном напряжении.