Постоянный электрический ток

Закон Ома. Соединения проводников

Пёрышкин «Физика 8», §44–49

Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

I = \dfrac{U}{R}

закон выполняется для металлов при постоянной температуре

Как читать график ВАХ2

Для металла график $I(U)$ — прямая через начало координат. Её наклон задаёт сопротивление: чем круче прямая, тем меньше $R$ .

У лампы накаливания график изгибается: нить нагревается, её сопротивление растёт, и ток растёт медленнее, чем напряжение.

⚗

Опыт в Физлабе

Цепь постоянного тока

Меняй сопротивление и следи за током: зависимость обратная.

Ток один и тот же во всех участках, напряжения складываются, сопротивления складываются.

I = I_1 = I_2, \quad U = U_1 + U_2, \quad R = R_1 + R_2

цепь одна, деваться току некуда

Следствие, которое спрашивают3

Общее сопротивление больше любого из слагаемых.

Напряжение распределяется пропорционально сопротивлениям: на большем резисторе падает большее напряжение.

Одна перегоревшая лампа в гирлянде рвёт всю цепь — это как раз последовательное соединение.

Напряжение одно и то же на всех ветвях, токи складываются, а складываются обратные сопротивления.

U = U_1 = U_2, \quad I = I_1 + I_2, \quad \dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}

для двух резисторов удобна форма

R = \dfrac{R_1 R_2}{R_1 + R_2}

Проверка результата3

Общее сопротивление параллельного участка меньше наименьшего из ветвей. Если получилось больше — ошибка в вычислениях.

Два одинаковых резистора параллельно дают ровно половину: $R/2$ .

Розетки в квартире соединены параллельно — поэтому на каждой одинаковые 220 В, и приборы не зависят друг от друга.

Не подставляй в $1/R$ ответ как есть. Сложив обратные величины, ты получил

1/R

, а не

R

— надо ещё перевернуть. Это самая массовая арифметическая потеря балла.

⚗

Опыт в Физлабе

Конструктор цепей

Собери оба соединения руками и сравни токи в ветвях.

Разобранные примеры

К участку цепи с сопротивлением

20

Ом приложено напряжение

12

В. Найди силу тока.разбор

Ответ:

0{,}6

Два резистора по

6

Ом соединены параллельно. Найди общее сопротивление.разбор

При параллельном соединении складываются обратные величины: $\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{6} + \dfrac{1}{6} = \dfrac{2}{6}$ .
$\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{3}$ , значит $R = 3$ Ом.
Сложив обратные величины, ты получил $\dfrac{1}{R}$ , а не $R$ — не забудь перевернуть. При параллельном соединении общее сопротивление всегда меньше наименьшего.

Ответ:

3

Ом