Головна » Наука та освіта » Закон Ома для повного кола

Закон Ома для повного кола



Закон Ома є одним з основних постулатів фізики. Загальна формула, дійсна як для повного кола, так і для її ділянки, говорить про те, що сила струму дорівнює приватному, одержуваному в результаті розподілу величини, що виражає напругу в вольтах, на величину, що виражає силу струму в амперах. Дана залежність показує, що при зниженні опору сила струму зростає. Виникає питання: чи можна отримати максимальну силу струму, зменшивши опір до нуля? Практика свідчить, що таке неможливо. Закон Ома для повного кола говорить про те, що напруга потрібно ділити на загальне, сукупне опір, яка розраховується як сума зовнішнього опору і внутрішнього опору, що залежить від джерела струму. Зменшити внутрішній опір системи до нуля не представляється можливим. В іншому випадку ймовірність вибуху акумулятора дуже висока.

Що ж таке внутрішнє і зовнішнє опір, про які говорить закон Ома для повного кола? Якщо, наприклад, до ланцюга підключена лампочка, то зовнішнім буде опір цієї лампочки. Внутрішній опір завжди виходить від акумулятора, тобто формується всередині самої системи. Якщо замість акумулятора використовується гальванічний елемент, то закон Ома для всього ланцюга враховує опір розчину електроліту і електродів. Якщо зовнішній опір в рази менше внутрішнього і при цьому ланцюг замкнута, то по ній тече струм короткого замикання. Це максимальна величина сили струму, яка може проходити через цей ланцюг. Джерела струму в автомобілях показують значення сили струму короткого замикання, критично небезпечні для життя. В цілях безпеки до них під'єднують зовнішні пристрої-батареї, що володіють достатнім опором, щоб запобігти трагедії.

При послідовному з'єднанні загальний внутрішній опір ланцюга обчислюється шляхом додавання опорів кожного з джерел струму. При паралельному з'єднанні напруга на кожному з відгалужених ділянок має однакове значення, а сила струму в нерозгалужене ланцюга вираховується шляхом складання величин, які показують амперметри на кожній з ділянок, з'єднаних паралельно. Джерело струму, що знаходиться на ділянці кола, не робить ніякого впливу на паралельно з'єднаний з ним ділянку.

Де застосовуються закони Ома для повного кола? Переважно вони використовуються для розрахунку сили струму в лінійних електричних колах постійного струму. Щоб виконати розрахунки правильно, необхідно пам'ятати постулати Кіхгофа. По-перше, алгебраїчна сума сил струму, що знаходяться у вузлі, дорівнює нулю. По-друге, твір алгебраїчної суми сил струму в будь-якому замкнутому контурі розгалуженої ланцюга і опору ділянок даного контуру завжди одно алгебраїчній сумі виявленого в контурі напруги.

За яких умов, як і коли був відкритий закон Ома для повного кола? Швейцарський дослідник Георг Симон Ом прийшов до відомої нині всьому світу формулою емпіричним шляхом. Він вивчав магнітне дію струму і ставив досліди з різними генераторами, використовував у своїх експериментах провідники з різних металів і сплавів. Ом став першим фізиком, що відзначив вплив на опір провідників їх температури. Закон Ома для повного кола був визнаний науковим співтовариством не відразу. Першими вченими, гідно оцінені цей закон, стали російські дослідники Якобі і Ленц. Американець Дж. Генрі пізніше порівнював формулу, яка має закон Ома для повного кола, з блискавкою посеред спорожнілій похмурої кімнати, а німецький професор Е. Ломмель назвав відкриття "яскравим факелом в області електрики".