Закон Ома. Запам'ятовуємо, розуміємо, застосовуємо

Закон Ома – це закон про пропорційність сили струму прикладеній напрузі, альфа і омега електроніки. Формула закону проста, але запам'ятати формулу мало. Вона має застосовуватись рефлекторно, “на автоматі”.

Історія і формула

Про залежність між величинами вольтів, ампер, та омів в електричному колі вперше повідомив у 1826 році німецький фізик Георг Ом. Він стверджував, що струм між двома точками провідника пропорційний прикладеній до цих точок електрорушійній силі.

Струм прямо пропорційний напрузі і обернено пропорційний опору. Таке просте сучасне формулювання закону математично вірне, фізично неточне, але прийнятне для використання у практиці. Це правильно для більшості електропровідних матеріалів. В деяких матеріалах, їх називають неомічними, залежність між струмом і напругою не є прямо пропорційною. Роботи Георга Ома спочатку не визнавались, результати їх вважались сумнівними. Лише в середині 19-го століття відкриття Георга Ома утверджуються в фізиці і сприймаються як закон природи.

Маленька анімація ілюструє залежність між силою струму (A, ампер), напругою (V, вольт) та опором(Ω, ом).

Поширені форми запису закону Ома

В електротехніці формула для ділянки електричного кола (U — напруга, I — сила струму, R — електричний опір провідника):

Відповідно при розрахунках використовують формули:

Формула для повного кола враховує внутрішній опір джерела живлення (Е — електрорушійна сила, R — опір кола без джерела живлення, r — внутрішній опір джерела живлення):

Формула для ділянки кола змінного струму, у якій Z — це повний опір кола (застосовується в силовій електротехніці):

Диференціальний вигляд закону Ома у фізиці. Відповідно позначені густина струму, опірність матеріалу і напруженість електричного поля. Формула зустрічається в теоретичних працях і розрахунках:

Реально в побуті для обчислень використовується проста формула запису закону Ома:

Дещиця анімації для кращого запам'ятовування

Розуміння співвідношення між вольтами, амперами та омами - це хороший початок на шляху до розуміння роботи складних електронних пристроїв та виявлення причин їх несправностей. Коли відомі значення двох величин — третє можна розрахувати за формулою, так, як показано нижче.

Приклад. Нехай в електричному колі напруга 12V, струм 3A. Яким буде опір кола? Розраховуємо за формулою: