Закон Ома (страница 1)
Закон Ома (страница 1)
Закон Ома (страница 1)
Применение закона Ома к расчету линейных электрических цепей постоянного тока
1. Найти ток ветви (рисунок 3), если: U=10 В, Е=20 В, R=5 Ом.
Решение:
Так как все схемы рисунка 3 представляют собой активные ветви, то для определения токов в них используем закон Ома обобщенный закон Ома. Рассмотрим рисунок 3 а: направление ЭДС совпадает с произвольно выбранным условно положительным направлением тока, следовательно, в формуле обобщенного закона Ома величина ЭДС учитывается со знаком «плюс». Направление напряжения 
не совпадает с направлением тока, и в формуле обобщенного закона Ома величина напряжения учитывается со знаком «минус»;
Аналогично определяются токи в схемах б, в, г рисунка 3:
2. Найти напряжение между зажимами нетвей (рисунок 4).
Решение:
Участок цепи, изображенный на рисунке 4 а содержит источник ЭДС, т.е. является активным, поэтому воспользуемся обобщенным законом Ома:
откуда выразим напряжение на зажимах:
Аналогично определяются напряжения на зажимах участков, изображенных на рисунках 4 б и 4 в.
3. Определить неизвестные потенциалы точек участка цени (рисунок 5).
Решение:
Для схемы рисунка 5 а запишем обобщенный закон Ома:
откуда выразим напряжение на зажимах ветви:
Если представить напряжение 
как разность потенциалов:
тогда при известных параметрах цепи, токе и потенциале 
определим потенциал 
:
Эту же задачу можно решить другим способом. Напряжение на зажимах источника ЭДС 
, без учета внутреннего сопротивления источника, по величине равно 
и направлено от точки с большим потенциалом (точка С) к точке с меньшим потенциалом (точка b):
и тогда, зная потенциал 
, определим потенциал точки С:
Потенциал точки d больше потенциала точки С на величину падения напряжения на сопротивлении R:
тогда
Потенциал точки а определяем с учетом направления напряжения 
на зажимах источника ЭДС 
. Напряжение 
направлено от точки с большим потенциалом (точка d) к точке с меньшим потенциалом (точка а):
откуда следует, что
или
Рассмотрим решение задачи для схемы рисунка 5 б. При известном потенциале точки С, параметрах элементов и токе, определим потенциалы крайних точек участка цепи 
. Напряжение на участке b - с, выраженное через разность потенциалов, определим по закону Ома:
откуда следует
Напряжение на участке с - а, равное по величине Е, направлено от точки с большим потенциалом к точке с меньшим потенциалом:
4. В цепи (рисунок 6) известны величины сопротивлений резистивных элементов: 
, входное напряжение U=100 В и мощность, выделяемая на резистивном элементе с сопротивлением 
. Определить величину сопротивления резистора 
.
Решение:
Согласно закону Джоуля-Ленца, мощность на резистивном элементе определяется:
или, согласно закону Ома:
По известному значению мощности на резистивном элементе 
и величине сопротивления этого элемента определим ток в ветви:
По закону Ома напряжение на зажимах определится:
тогда величина сопротивления резистивного элемента:
5. Определить показания вольтметров цепи (рисунок 7), если 
.
Решение:
Ток в цепи определим по закону Ома:
Вольтметр 
показывает напряжение на источнике ЭДС Е:
Вольтметры 
показывают величину падения напряжения на резистивных элементах 
:
Вольтметр 
, показывает напряжение на участке 2 - 1 
, которое определим как алгебраическую сумма напряжений 
:
6. Ток симметричной цепи (рисунок 8) 
, внутреннее сопротивлении источника ЭДС 
. Определить ЭДС Е и мощность источника энергии.
Решение:
Напряжение на зажимах 1 - 2 определим по закону Ома для пассивной ветви:
Величину ЭДС источника энергии определим из выражения закона Ома для активной ветви:
Мощность, развиваемая источником энергии, определится:
Смотри полное содержание по представленным решенным задачам.