§ 38. Закон Ома для ділянки кола.

Тут ти дізнаєшся, що процеси, які відбуваються на ділянці електрично го кола, підпорядковані закону, який пов'язує між собою основні фізичні вели чини, які описують електричне коло.

Усі величини, які характеризують електричне коло, пов’язані між собою. Це дозволяє проводити розрахунки електричних кіл і конструювати різноманітні електричні пристрої, в яких використовуються електричні кола. Такий зв’язок відображений у законі Ома для ділянки кола, відкритий німецьким фізиком Георгом Омом у 1845 році.

Дію закона Ома можна легко спостерігати за наявності сучасних електровимірювальних приладів.

Дослід 1. Складемо електричне коло з джерела струму, напругу на клемах якого можна змінювати, провідників, спіралі з нікелінового дроту, амперметра, вольтметра і вимикача.

(мал. 115).

Увімкнемо джерело струму і замкнемо коло. Встановимо на спіралі напругу 2 В.

Амперметр покаже силу струму 0,3

A. Збільшимо напругу в два рази, до 4

B. Сила струму збільшиться до 0,6 А.

Збільшення напруги до 6 В приведе до збільшення сили струму до 0,9 А.

Напруга, В
Сила струму, Λ

Порівняння отриманих результатів дозволяє зробити висновок, що як змінилася напруга, так змінилася сила струму.

I₁Il₀Il₃--U₁IU₀IU₃ Отже, сила струму пропо-рціональна напрузі на ділянці кола:

Графічно залежність сили струму від напруги на ділянці кола виразиться прямою лінією (мал. 87).

І~ТІ

Дослід 2. У попередній установці замінимо спіраль на іншу — з такого ж дроту але удвічі довшу. Опір такої спіралі буде більшим за попередню в два рази.

Замкнемо коло і встановимо напругу 2 В. Амперметр покаже силу струму 0,15 А. При потрійній спіралі сила струму буде у три рази меншою — 0,05 А.

Опір
Сила струму, Λ

Сила струму в провіднику прямо пропо-рціональна напрузі і обернено пропорціо-нальна опору провідника.

Аналіз результатів показує, що сила струму при сталій напрузі обернено про-порціональна опору ділянки кола.

Графічно ця залежність зображається графіком, показаним на мал. 116а.

Якщо об’єднати обидві залежності, то отримаємо закон, який встановлює залежність сили струму від напруги і опору ділянки кола.

Сила струму в провіднику прямо про-норціональна напрузі і обернено пропо-рціопальна опору провідника.

Отримана залежність дозволяє розраховувати одну із трьох величин, які входять у формулу, якщо відомі інші дві:

Отримана залежність дозволяє розраховувати одну із трьох величин, які входять у формулу, якщо відомі інші дві

не означає, що опір провідника залежить від напруги і сили струму. Це — лише формула для розрахунку опору. Згідно з нею опір 1 Ом має провідник, у якому при напрузі

I В проходить струм 1 А.

Завдання додому.

Закон Ома.

Склади задачі до кожного з рядків, розв’яжи їх і заповни порожні клітинки .

Приклад. Яка сила струму в провіднику опором 20 Ом, якщо напруга на ньому дорівнює 40 В?

Вправи.

Напруга в кімнатній електромережі 220 В, а опір нагрівального елемента праски 50 Ом. Яка сила струму в нагрівальному елементі в момент його ввімкнення в мережу? (4,4 А)

У якому з електричних кіл (мал. 117) амперметр покаже струм 4 А?

Чи зміняться покази вольтметра (мал. 118), якщо повзунок реостата змістити ліворуч?

Визначити напругу на кінцях резистора, якщо його опір 40 Ом.(6 В)

На мал. 120 зображено графік, що ілюструє закон Ома для ділянки кола. Визначити за цим графіком струм, якщо напруга дорівнює 50 В. (10 А).

_ Провідником, на кінцях якого напруга 12 В, за 5 хв пройшов електричний заряд 60 Кл. Який опір провідника? (60 Ом)

Якого поперечного перерізу потрібно взяти мідний провід довжиною 10 м, щоб при струмі 1500 А спад напруги на ньому був 0,5 В? (850 мм²).

Прочитай і з'ясуй, що ти знаєш.

1. Яке обладнання необхідне для експериментальної перевірки закона Ома?

2. Яка послідовність досліду для встановлення залежності сили струму від напруги?

3. Як залежить сила струму від напруги при сталому опорі?

4. Яка послідовність досліду для встановлення залежності сили струму від опору провідника?

5. Як залежить сила струму від опору провідника при сталій напрузі?

6. Як формулюється закон Ома для ділянки кола?

7. У яких розрахунках використовується закон Ома?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА М3.

Вимірювання опору провідника за допомогою амперметра

і вольтметра.

Мета. Навчитися проводити вимірювання в електричному колі за допомогою амперметра і вольтметра.

Обладнання. Резистор (металева спіраль на колодці), джерело струму, амперметр, вольтметр, вимикач, реостат, провідники, омметр*.

Завдання.

1. Ознайомитися з приладами, потрібними для виконання роботи. Визначити ціну поділки амперметра і вольтметра.

2. Накреслити схему електричного кола з джерела струму, реостата, амперметра, вимикача, провідника на колодці та вольтметра для вимірювання напруги на ньому.

3. Зібрати електричне коло згідно з накресленою схемою.

4. Після перевірки кола вчителем встановити повзунок реостата для найбільшого опору і замкнути коло.

5. Переконавшись за показами амперметра, що в колі проходить струм, поставити повзунок реостата в середнє положення.

6. За показами амперметра і вольтметра визначити силу струму і напругу на досліджуваному провіднику.

7. Змістити повзунок реостата так, щоб струм у колі зріс. Визначити силу струму і напругу на провіднику.

8. Повторити дослідження за п.7 при іншому положенні повзунка реостата.

9. Результати вимірювань записати в таблицю.

Таблиця.