⚡ Закон Ома
Напруга дорівнює добутку сили струму на електричний опір. Основний закон електрики, сформульований Георгом Симоном Омом у 1827 році.
📖 Визначення та фізичний зміст
Закон Ома для ділянки кола
Сила струму на ділянці кола прямо пропорційна напрузі на ній і обернено пропорційна опору ділянки.
Фізичні величини
- V (Voltage, U) — Напруга: різниця електричних потенціалів між двома точками кола. Вимірюється у Вольтах (В). Аналогія: тиск у трубі.
- I (Intensity) — Сила струму: кількість заряду, що проходить через переріз провідника за одиницю часу. Вимірюється в Амперах (А). Аналогія: витрата води.
- R (Resistance) — Опір: властивість матеріалу протидіяти проходженню струму. Вимірюється в Омах (Ом). Аналогія: звуження труби.
🔄 Три форми закону Ома
Напруга через струм та опір. Знаємо I та R — знаходимо V.
Струм через напругу та опір. Знаємо V та R — знаходимо I.
Опір через напругу та струм. Знаємо V та I — знаходимо R.
Потужність та закон Ома
Поєднуємо закон Ома з формулою потужності P = V·I:
| Формула | Що знаходимо | Що відомо |
|---|---|---|
| P = V · I | Потужність | Напруга і струм |
| P = I² · R | Потужність | Струм і опір |
| P = V² / R | Потужність | Напруга і опір |
| V = √(P · R) | Напруга | Потужність і опір |
| I = √(P / R) | Струм | Потужність і опір |
🔗 З'єднання резисторів
Послідовне з'єднання
Паралельне з'єднання
Для двох резисторів: Rtotal = (R₁ · R₂) / (R₁ + R₂)
✏️ Приклади розрахунків
📌 Приклад 1: Знайти силу струму
Дано: V = 12 В, R = 4 Ом
Формула: I = V / R
Підставляємо: I = 12 / 4 = 3 А
📌 Приклад 2: Знайти опір
Дано: I = 0.5 А, V = 220 В
Опір: R = V / I = 220 / 0.5 = 440 Ом
Потужність: P = V · I = 220 · 0.5 = 110 Вт
📌 Приклад 3: Паралельне з'єднання
Rtotal = (6 · 3) / (6 + 3) = 18 / 9 = 2 Ом
I = V / R = 12 / 2 = 6 А
Перевірка: I₁ = 12/6 = 2А; I₂ = 12/3 = 4А; I = 2+4 = 6А ✓
🎯 Застосування
💡 Освітлення
Розрахунок струму через лампочку, вибір запобіжника (I = P/V). Для 100 Вт лампи на 220 В: I ≈ 0.45 А.
📱 Електроніка
Делільники напруги, обмежувальні резистори для LED (R = (V_supply - V_LED) / I_LED).
🏭 Промисловість
Розрахунок потужності двигунів, нагрівальних елементів, вибір перетину кабелю.
⚕️ Медицина
Дефібрилятори, діатермія, ЕКГ — всі прилади базуються на точних розрахунках V, I, R.
Про ці формули
Цей розділ містить систематизований збірник формул з відповідної теми. Кожна формула наведена у загальному вигляді з поясненням позначень та вказівкою на область застосування.
Ключові формули: закон Ома U=IR, потужність P=UI, ємність Q=CU, індуктивне напруження UL=L·dI/dt.
Як застосовувати формули
Спочатку зрозумійте фізичний або математичний сенс формули, потім переходьте до числових підстановок. Перевіряйте розмірності одиниць перед обчисленням — це допомагає уникнути помилок.