Закон Ома

Обзор

Закон Ома описывает фундаментальную зависимость между напряжением, током и сопротивлением в электрической цепи: ток через проводник прямо пропорционален напряжению на нём и обратно пропорционален сопротивлению.

Этот принцип применим к линейным (омическим) проводникам — большинству металлов при постоянной температуре. Неомические устройства, такие как диоды и термисторы, не подчиняются закону Ома.

Основные формулы

Закон Ома

$V = I \cdot R$

Рассеиваемая мощность

$P = V \cdot I = I^2 R = \frac{V^2}{R}$

Energy

$E = P \cdot t$

Переменные

Стандартные приставки СИ в электротехнике

Токи, напряжения и сопротивления в практических цепях часто охватывают множество порядков величины. Наиболее часто используемые приведены ниже.

Калькулятор закона Ома

Калькулятор мощности

Преобразователь единиц

Интерактивные номограммы

Исходные изображения номограмм сопротивления и мощности представлены ниже в виде интерактивных наборов данных закона Ома.

Эквивалентные выражения

Закон Ома можно преобразовать для нахождения любой одной переменной, если известны две другие:

$V = I \cdot R \qquad I = \frac{V}{R} \qquad R = \frac{V}{I}$

Аналогично, три формы уравнения мощности позволяют рассчитать мощность из любой пары имеющихся величин:

$P = V \cdot I \qquad P = I^2 R \qquad P = \frac{V^2}{R}$

Практические примеры

Пример 1 — Простая схема

Аккумулятор 12 V подает мощность на резистор 18 Ω:

$I = \frac{V}{R} = \frac{12}{18} = 0.667 \text{ A}$

Рассеиваемая мощность: $P = \frac{V^2}{R} = \frac{144}{18} = 8 \text{ W}$.

Пример 2 — Нахождение сопротивления

Ток 1 A протекает через цепь 230 V:

$R = \frac{V}{I} = \frac{230}{1} = 230 \; \Omega$

Пример 3 — Использование системных префиксов

Резистор 3.3 kΩ должен пропускать 20 mA. Необходимое напряжение:

$V = R \cdot I = 3300 \times 0.020 = 66 \text{ V}$

Пример 4 — Анализ прибора

Лампа накаливания 100 W при питании 230 V потребляет:

$I = \frac{P}{V} = \frac{100}{230} \approx 0.435 \text{ A}$

$R = \frac{V^2}{P} = \frac{230^2}{100} = 529 \; \Omega$

Сводка практических примеров

Восстановленные исходные таблицы

Следующие таблицы восстановлены с исходной страницы для сохранения полных справочных данных.

Формулы и соотношения закона Ома

Изображения исходных формул и соотношения калькулятора сохранены здесь в виде таблицы для удобного поиска, чтобы неизобразимое содержание было сохранено.

Исходные изображения

Следующие исходные изображения сохранены, чтобы избежать потери визуального справочного материала. Если изображение содержит диаграмму или табличные данные, извлечённые значения представлены в таблицах страницы, калькуляторах или интерактивных диаграммах; остальные изображения сохранены в качестве визуальных исходных ссылок.

закон Ома

Инженерные заметки

• Зависимость от температуры: Сопротивление металлических проводников увеличивается с ростом температуры. Закон Ома предполагает постоянную температуру; при больших токах возникающий нагрев изменяет сопротивление и может нарушить линейное приближение.
• Цепи переменного тока: Основная форма для постоянного тока $V = IR$ распространяется на переменный ток с использованием импеданса $Z$ вместо $R$: $V = I Z$. Реактивные компоненты (конденсаторы, катушки индуктивности) вводят сдвиг фаз между напряжением и током.
• Мощностные характеристики: Резисторы рассчитаны на максимальную рассеиваемую мощность. Её превышение вызывает перегрев и выход из строя. Всегда проверяйте, что расчётная мощность ниже номинальной характеристики компонента с соответствующим запасом.
• Безопасность измерений: При измерении тока мультиметром разорвите цепь и подключите амперметр последовательно. Никогда не подключайте амперметр параллельно источнику напряжения — его почти нулевое внутреннее сопротивление приведёт к протеканию разрушительного тока.
• Арифметика приставок: При расчётах используйте основные единицы СИ (V, A, Ω, W) и конвертируйте приставки при вводе/выводе. Смешивание приставок без пересчёта — частый источник ошибок.

Ссылки

• Закон Ома — Engineering ToolBox (оригинальный источник)