Beregning av strømmen i henhold til Ohms lov

Elektrisk spenning forårsaker strøm. Men for forekomsten av strøm er bare tilstedeværelsen av spenning ikke nok, en lukket strømkrets er også nødvendig.

Akkurat som vannforskjell (dvs. vanntrykk) måles mellom to nivåer, så måles elektrisk spenning med et voltmeter mellom to punkter.

Enheten for spenning og elektromotorisk kraft er 1 volt (1 V). En spenning på 1 V har et Volta-element (plater av kobber og sink i fortynnet svovelsyre). En normal Weston-celle har en konstant og nøyaktig spenning på 1,0183 V ved 20 °C.

Ohms lov uttrykker forholdet mellom elektrisk strøm Az, spenning U og motstand r. Elektrisk strøm er direkte proporsjonal med spenning og omvendt proporsjonal med motstand: I = U / r

Se her for flere detaljer: Ohms lov

Eksempler:

1. En lommelyktpære er koblet til et tørrbatteri med en spenning på 2,5 V. Hvilken strøm går gjennom pæren hvis motstanden er 8,3 ohm (fig. 1)?

Ris. 1.

I = U / r = 4,5/15 = 0,3 A

2.En lyspære er koblet til et 4,5 V batteri hvis spole har en motstand på 15 ohm. Hvilken strøm går gjennom pæren (fig. 2 viser koblingskretsen)?

Ris. 2.

I begge tilfeller går den samme strømmen gjennom pæren, men i det andre tilfellet forbrukes mer energi (pæren lyser sterkere).

3. Varmespolen til en elektrisk komfyr har en motstand på 97 ohm og er koblet til nettspenningen U =220 V. Hvilken strøm går gjennom spolen? For koblingsskjema, se fig. 3.

Ris. 3.

I = U / r = 220/97 = 2,27 A

Spolemotstanden på 97 ohm er gitt ved å ta hensyn til oppvarming. Kuldemotstanden er mindre.

4. Voltmeter koblet til kretsen i henhold til diagrammet i fig. 4, viser spenningen U =20. århundre Hvilken strøm går gjennom voltmeteret hvis det indre motstand rc = 1000 ohm?

Ris. 4.

Iv = U / rh = 20/1000 = 0,02 A = 20 mA

5. En lyspære (4,5 V, 0,3 A) kobles i serie med en reostat r= 10 Ohm og batterispenning U =4 V. Hvilken strøm vil gå gjennom pæren hvis reostatmotoren står i posisjon 1, 2 og 3 henholdsvis (fig. 5 viser svitsjekretsen)?

Ris. 5.

Vi beregner motstanden til pæren i henhold til dataene: rl = 4,5 / 3 = 15 ohm

Når glidebryteren er i posisjon 1, slås hele reostaten på, det vil si at kretsmotstanden øker med 10 ohm.

Strømmen vil være I1 = U / (rl + r) = 0,16 A = 4/25 = 0,16 A.

I posisjon 2 går strømmen gjennom halvparten av reostaten, dvs. r = 5 ohm. I2 = 4/15 = 0,266.

I posisjon 3 er reostaten kortsluttet (fjernet) Tok vil være størst, siden den kun går gjennom pærespolen: Azh = 4/15 = 0,266 A.

6.Varmen som genereres ved passasje av en elektrisk strøm gjennom transformatoren skal brukes til å varme opp et frossent jernrør med innvendig diameter 500 mm og veggtykkelse 4 mm. En sekundærspenning på 3 V påføres punktene 1 og 2, 10 m fra hverandre Hvilken strøm går gjennom jernrøret (fig. 6)?

Ris. 6.

Først beregner vi rørmotstanden r, som vi må beregne tverrsnittet til røret for, det vil si arealet av ringen:

Den elektriske motstanden til jernrøret r = ρl / S = 0,13 x (10/679) = 0,001915 Ohm.

Strømmen som strømmer gjennom røret er: I = U / r = 3 / 0,001915 = 1566 A.

Se også om dette emnet: Beregning av Ohms lovmotstand