Beräkning av strömmen enligt Ohms lag

Elektrisk spänning gör att ström uppstår. Men för förekomsten av ström är endast närvaron av spänning inte tillräckligt, en sluten strömkrets är också nödvändig.

Precis som vattenskillnaden (dvs vattentrycket) mäts mellan två nivåer, så mäts elektrisk spänning med en voltmeter mellan två punkter.

Enheten för spänning och elektromotorisk kraft är 1 volt (1 V). En spänning på 1 V har ett Volta-element (plattor av koppar och zink i utspädd svavelsyra). En normal Weston-cell har en konstant och exakt spänning på 1,0183 V vid 20 °C.

Ohms lag uttrycker förhållandet mellan elektrisk ström Az, spänning U och resistans r. Elektrisk ström är direkt proportionell mot spänningen och omvänt proportionell mot resistans: I = U / r

Se här för mer information: Ohms lag

Exempel:

1. En ficklampa är ansluten till ett torrt batteri med en spänning på 2,5 V. Vilken ström flyter genom glödlampan om dess motstånd är 8,3 ohm (Fig. 1)?

Ris. 1.

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

2.En glödlampa kopplas till ett 4,5 V batteri vars spole har ett motstånd på 15 ohm. Vilken ström flyter genom glödlampan (fig. 2 visar kopplingskretsen)?

Ris. 2.

I båda fallen flyter samma ström genom glödlampan, men i det andra fallet förbrukas mer energi (glödlampan lyser starkare).

3. En elektrisk hälls värmeslinga har ett motstånd på 97 ohm och är ansluten till nätspänningen U =220 V. Vilken ström går genom spolen? För anslutningsschema, se fig. 3.

Ris. 3.

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

Spolemotståndet på 97 ohm ges genom att ta hänsyn till uppvärmning. Köldmotståndet är mindre.

4. Voltmeter ansluten till kretsen enligt diagrammet i fig. 4, visar spänningen U =1900-talet Vilken ström som flyter genom voltmetern om den internt motstånd rc = 1000 ohm?

Ris. 4.

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

5. En glödlampa (4,5 V, 0,3 A) kopplas i serie med en reostat r= 10 Ohm och batterispänning U =4 V. Vilken ström kommer att flyta genom glödlampan om reostatmotorn är i positionerna 1, 2 och 3 (Fig. 5 visar kopplingskretsen)?

Ris. 5.

Vi beräknar glödlampans resistans enligt dess data: rl = 4,5 / 3 = 15 ohm

När skjutreglaget är i läge 1 slås hela reostaten på, det vill säga kretsresistansen ökar med 10 ohm.

Strömmen kommer att vara I1 = U / (rl + r) = 0,16 A = 4/25 = 0,16 A.

I position 2 går strömmen genom hälften av reostaten, d.v.s. r = 5 ohm. I2 = 4/15 = 0,266.

I position 3 är reostaten kortsluten (borttagen) Tok kommer att vara störst, eftersom den bara passerar genom bulbspolen: Azh = 4/15 = 0,266 A.

6.Värmen som genereras av att en elektrisk ström passerar genom transformatorn ska användas för att värma ett fruset järnrör med en innerdiameter på 500 mm och en väggtjocklek på 4 mm. En sekundärspänning på 3 V läggs på punkterna 1 och 2, 10 m från varandra. Vilken ström flyter genom järnröret (fig. 6)?

Ris. 6.

Först beräknar vi rörmotståndet r, för vilket vi behöver beräkna rörets tvärsnitt, det vill säga ringens area:

Järnrörets elektriska resistans r = ρl / S = 0,13 x (10/679) = 0,001915 Ohm.

Strömmen som flyter genom röret är: I = U / r = 3 / 0,001915 = 1566 A.

Se även om detta ämne: Beräknar Ohms lagmotstånd