Электрический ток. Закон Ома

I=U/R и обратные задачи. 100 заданий на отработку.

Простыми словами

Представим водопровод: напор воды — это напряжение, количество воды, протекающей за секунду, — сила тока, узкая или засорённая труба — большое сопротивление. Сильнее напор — больше поток; уже труба — меньше поток. Это и есть закон Ома.

Электрический ток — упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. В металлах это свободные электроны. За направление тока условно принято направление от «+» к «−» источника.

Три величины

Величина	Что показывает	Единица	Прибор
Сила тока $I$	заряд, проходящий через сечение проводника за 1 с: $I = \frac{q}{t}$	ампер (А)	амперметр — последовательно
Напряжение $U$	работа тока по переносу заряда 1 Кл: $U = \frac{A}{q}$	вольт (В)	вольтметр — параллельно
Сопротивление $R$	насколько проводник препятствует току	ом (Ом)	—

Сопротивление проводника зависит от материала, длины и площади сечения: $R = ρ \frac{l}{S}$ , где $ρ$ — удельное сопротивление, $l$ — длина, $S$ — площадь сечения. Длиннее и тоньше провод — больше сопротивление.

Закон Ома для участка цепи

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна его сопротивлению.

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

закон Ома и следствия

где $I$ — сила тока, А; $U$ — напряжение, В; $R$ — сопротивление, Ом. $1 Ом = \frac{1 В}{1 А}$ .

Сила тока: $U = 390 В$ , $R = 39 Ом$ → $I = \frac{390}{39} = 10 А$ .
Напряжение: $I = 10 А$ , $R = 27 Ом$ → $U = 10 \cdot 27 = 270 В$ .
Сопротивление: $U = 140 В$ , $I = 10 А$ → $R = \frac{140}{10} = 14 Ом$ .

Треугольник: сверху $U$ , внизу $I$ и $R$ . Закройте искомую величину: $U$ → $I \cdot R$ ; $I$ → $\frac{U}{R}$ ; $R$ → $\frac{U}{I}$ .

Переводите в основные единицы: $1 мА = 0, 001 А$ , $1 кОм = 1000 Ом$ , $1 кВ = 1000 В$ .

График зависимости I от U

Чем больше сопротивление, тем положе прямая: при

U = 8 В

токи 4 А и 2 А

Для металлического проводника график $I (U)$ — прямая из начала координат. По любой точке графика: $R = \frac{U}{I}$ .

Сопротивление проводника (при неизменной температуре) от напряжения не зависит: если увеличить $U$ вдвое, вдвое вырастет $I$ , а $R = \frac{U}{I}$ останется прежним.

Посмотреть и посчитать

Модели

Ток в металле: хаос и дрейф электронов

Калькуляторы

Физические формулы

Примеры заданий

Это несколько заданий из тренажёра, остальные — в тренажёре в начале страницы.

Найдите силу тока в проводнике.

Напряжение U = 390 В, сопротивление R = 39 Ом

Показать ответ

Ответ: 10
Решение. I = UR = 39039 = 10 А.

Найдите напряжение на концах проводника.

Сила тока I = 10 А, сопротивление R = 27 Ом

Показать ответ

Ответ: 270
Решение. U = I·R = 10·27 = 270 В.

Найдите сопротивление проводника.

Напряжение U = 400 В, сила тока I = 10 А

Показать ответ

Ответ: 40
Решение. R = UI = 40010 = 40 Ом.