Народна Освіта » Фізика » § 20. Закон ома для ділянки кола

НАРОДНА ОСВІТА

§ 20. Закон ома для ділянки кола

Вимірюючи напругу на кінцях ділянки кола і силу струму в провідниках цієї ділянки, ми переконалися, що чим більша напруга на кінцях ділянки, тим більша сила струму в ній (§ 17). Окрім того, сила струму в колі залежить і від опору

 

провідника.

У 1827 р. німецький вчений Г. Ом (1789—1854 рр.) уперше сформулював і обґрунтував закон, який встановлює взаємозв’язок між силою струму, напругою і опором у електричному колі. Цей закон було названо його ім’ям.

Складемо електричне коло за схемою, зображеною на мал. 2.74, а. Загальний вигляд кола наведено на мал. 2.74, б. Використовуване нами джерело струму дає змогу змінювати напругу, в нього вмонтовано вимикач. Тому на мал. 2.74, б вимикач не зображено. За допомогою магазину опорів (штепсельного реостата) можна змінювати опір ділянки кола.

Дослідимо спочатку залежність сили струму, який протікає через магазин опорів, від напруги на ньому. Встановимо на магазині опорів значення R = 2 Ом і дослідимо, як змінюватиметься сила струму в провідниках магазину опорів унаслідок зміни напруги. Послідовно встановлюючи напругу на затискачах магазину опорів 1, 2, 3 В, можна переконатися, що амперметр при цьому показує силу струму 0,5, 1,0, 1,5 А. Якщо встановити опір 4 Ом, то значення сили струму за напруг 2, 4, 6, 8 В будуть становити відповідно 0,5, 1, 1,5 2 А. Результати дослідів наведено нижче.

На підставі результатів дослідів можна дійти такого висновку: сила струму на ділянці кола прямо пропорційна напрузі на кінцях ділянки.

     

Значення

   

Параметр

             
             
 

R = 2 Ом

 

R = 4 Ом

 

Напруга, В

1

2

4

2

4

6

8

Сила струму, А

0,5

1

2

0,5

1

1,5

2

Залежність сили струму в провіднику від прикладеної до його кінців напруги називають вольтамперною характеристикою провідника.

 

 

Вольтамперні характеристики провідників можна подати у вигляді графіків залежності сили струму від напруги (мал. 2.75). Зверніть увагу, вольтамперна характеристика (графік залежності сили струму від напруги) для провідника опором 4 Ом має менший кут нахилу до осі напруги, ніж вольтамперна характеристика для провідника опором 2 Ом.

З’ясуємо, як залежить сила струму в провіднику (ділянці кола) від опору провідника, якщо на кінцях ділянки напруга не змінюється. Для цього встановимо початковий опір магазину опорів 1 Ом і напругу на ньому 2 В. Виявиться, що сила струму становить 2 А. Підтримуючи напругу на затискачах магазину опорів 2В, збільшуватимемо його опір. Результати дослідів наведено нижче.

Параметр

Значення

U=2 В

U =4 В

Опір, Ом

1

2

4

2

4

8

Сила струму, А

2

1

0,5

2

1

0,5

 

 

За опору 2 Ом сила струму становить 1 А, за опору 4 Ом — 0,5 А. Можна підтримувати на ділянці кола напругу 4 В. Тоді за опорів ділянки 2, 4, 8 Ом сила струму також становитиме відповідно 2, 1, 0,5 А. Отже, за постійної напруги на кінцях ділянки кола сила струму змінюється обернено пропорційно до опору провідників цієї ділянки. Графіки залежності сили струму від опору провідників для напруг 2 і 4 В наведено на мал. 2.76.

На підставі результатів багатьох дослідів було встановлено закон Ома для ділянки кола.

Сила струму в провідниках ділянки кола прямо пропорційна напрузі на кінцях цієї ділянки і обернено пропорційна її опору.


Закон Ома для ділянки кола не виконується, якщо ділянка кола не однорідна, змінюється температура або тиск. Адже у таких випадках опір провідників теж змінюється.

ЗАПИТАННЯ ТА ЗАВДАННЯ

1.    Зв’язок між якими величинами встановлює закон Ома для ділянки кола?

2.    Сформулюйте закон Ома для ділянки кола. Запишіть формулу закону Ома.    у

3.    Із закону Ома випливає, що R = — . Чи можна стверджувати, що

I

опір провідника прямо пропорційний напрузі і обернено пропорційний силі струму в ньому?

4.    Напруга на затискачах реостата, увімкнутого в ділянку кола, зросла в 2 рази. Як змінилася сила струму в реостаті, якщо повзун реостата залишився на місці?

5.    Як змінюватимуться показання амперметра, увімкнутого послідовно з реостатом у коло, якщо його ковзний контакт, що був встановлений посередині обмотки, перемістити спочатку до одного кінця обмотки, а потім до іншого? Чому?

6.    Якої сили струм буде в реостаті зі встановленим опором 6 Ом, якщо до нього прикласти напругу 9 В?

7.    За напруги на електричній лампочці 6,3 В сила струму в ній становить 0,3 А. Який опір має лампочка, коли до неї прикладена така напруга?

8.    Якщо напруга на резисторі 10 В, то сила струму в ньому 0,2 А. Яку напругу слід подати на резистор, щоб сила струму в ньому становила 0,6 А?

Який опір цього резистора?

9.    За графіками залежності сили струму в резисторах від напруги (мал. 2.77) визначте опір кожного з резисторів.

10.    Розрахуйте силу струму, що проходить через реостат, виготовлений з нікелінового дроту довжиною 50 м і площею поперечного перерізу 1 мм2, якщо напруга на затискачах реостата 45 В.

11.    У нагрівальному елементі електричного чайника сила струму 4 А за напруги 120 В. Знайдіть опір елемента і питомий опір матеріалу, з якого зроблено його спіраль, якщо площа поперечного перерізу дроту 0,24 мм2, а довжина 18 м.

 

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Бойко

 

Категорія: Фізика

Автор: evg от 7-08-2016, 20:55, Переглядів: 4464