Підручник Фізика 8 клас - А. М. Сердюченко - Освіта 2016 рік

Розділ 4. Електричний струм

ЧАСТИНА II. ЕЛЕКТРИЧНІ ЯВИЩА

§ 35. Закон Ома для ділянки кола

Думки вголос

Я вивчу основний закон для ділянки електричного кола і зможу його застосовувати для розв’язування задач.

Вивчаючи струм в електричних колах, для опису явищ використовують три найважливіші фізичні величини: силу струму, напругу і опір. 1826 року німецький фізик Георг Симон Ом експериментально встановив закон, який об’єднує ці фізичні величини: силу струму, напругу і опір. На його честь закон називається законом Ома.

Закон Ома для ділянки кола:

Сила струму І в однорідній ділянці кола прямо пропорційна прикладеній напрузі U і обернено пропорційна опору провідника R:

I = , U = I ∙ R, R = .

Досліди зі встановлення залежностей між силою струму, напругою і опором дільниці кола можна легко провести в лабораторних умовах.

Дослід 1. Зберемо електричне коло, у яке входять: джерело електроенергії, реостат, амперметр, вольтметр і два резистори з різними опорами 4 Ом і 6 Ом. Підключимо спочатку один резистор 4 Ом (мал. 130). Дані сили струму за різних значень напруги (змінюємо положення повзунка реостата) внесемо до таблиці.

Мал. 130. Схема підключення

R

4

4

4

4

Ом

U

1,6

2,4

3,2

4,0

В

1

0,4

0,6

0,8

1,0

А

Мал. 131. Зміна резистора

Змінимо резистор в електричному колі і проведемо вимірювання сили струму і напруги (мал. 131).

Узагальнюючи одержані результати дослідів, приходимо до підтвердження математичної залежності між силою струму і напругою при сталому опорі: сила струму в ділянці кола прямо пропорційна прикладеній напрузі.

Дослід 2. Проведемо експериментальне дослідження залежності між силою струму в ділянці кола і опором ділянки за сталої напруги. Зберемо електричне коло в складі: магазин опорів, джерело струму, амперметр, вольтметр. Змінюючи опір ділянки кола, проведемо вимірювання сили струму.

Графік залежності сили струму в провіднику від його опору за сталої напруги.

Зробимо висновок: за сталої напруги сила струму в ділянці кола обернено пропорційна ділянці кола.

Опір — величина стала для даного провідника і не залежить ні від напруги, ні від сили струму. Якщо змінимо напругу на кінцях провідника, то зміниться і сила струму, a R = const.

R

6

6

6

6

Ом

U

2,4

3,6

4,8

6,0

В

І

0,4

0,6

0,8

1,0

А

U

4

4

4

4

В

R

1

2

4

5

Ом

I

4

2

1

0,8

А

Приклад розв’язування задач. Напруга в кімнатному електричному колі 220 В, а опір нагрівального елемента праски 50 Ом. Яка сила струму проходить через праску?

Розв'язання

Згідно із законом Ома для ділянки кола:

I = , I = = 4,4 А.

Відповідь: І = 4,4 А.

Знаючи закон Ома, можна дати визначення одиниці опору 1 Ом. За одиницю опору 1 Ом прийнято опір, що створює провідник, у якому сила струму дорівнює 1 А при напрузі на його кінцях 1 В.

1 Ом = .

Закон Ома для ділянки кола має велике практичне значення: можна розраховувати необхідні електричні величини в різних технічних і побутових ситуаціях.

Підсумки

• Для однорідної ділянки кола зв’язок між силою струму, напругою і опором описують законом Ома:

I =

• Сила струму на ділянці кола прямо пропорційна прикладеній напрузі і обернено пропорційна опору ділянки.

• Закон Ома відкритий експериментально.

• Знаючи закон Ома, можна знайти опір ділянки кола або напругу на ній:

U = IR, R = .

Завдання

1. Розглянь лампочку для кишенькового ліхтарика і поясни написи на ній. Визнач за ними опір спіралі лампочки в робочому стані (мал. 132).

Мал. 132. Лампочка для кишенькового ліхтарика

2. Дано графік залежності сили струму від напруги для двох провідників (мал. 133). Який із провідників має більший опір? Визнач опір кожного із провідників.

3. Напруга на клемах електричної праски 220 В, опір нагрівального елемента праски 40 Ом. Яка сила струму проходить через праску?

4. Сила струму в спіралі електричної лампи 0,7 А, опір лампи 280 Ом. Яка напруга на лампі?

5. Який опір вольтметра, який розрахований на напругу 200 В, якщо сила струму в ньому не перевищує 0,02 А?

6. Опір провідника довжиною 1 км дорівнює 5,6 Ом, сила струму в ньому 7 мА. Яка напруга на кінцях цього провідника? Чому дорівнює питомий опір речовини провідника, якщо його поперечний переріз дорівнює 4 мм2?

7. Зварювальний апарат з'єднаний із джерелом струму залізними проводами довжиною 60 м і перерізом 30 мм2. Яка напруга на проводах, якщо сила струму 25 А?

8. За напруги 220 В сила струму в резисторі дорівнює 6 А. Якою буде сила струму в цьому резисторі, якщо напругу зменшити до 110 В? Якщо напругу зменшити в 4 рази?





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити