Закон ома в каком классе проходят: В каком классе изучают закон Ома и для чего?

Закон Ома для участка цепи. 8-й класс

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель урока: Обобщить знания учащихся об электрическом токе и напряжении и установить на опыте зависимость силы тока от напряжения на однородном участке электрической цепи и от сопротивления этого участка, вывести закон Ома для участка цепи.

Задачи урока:

• обучающие:
  • закрепление понятия сила тока, напряжение, сопротивление;
  • вывести зависимость между силой тока, напряжением и сопротивлением участка цепи.
  • закон Ома для участка цепи.
  • примеры на расчёт силы тока, напряжения и сопротивления проводника.
• развивающие:
  • развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов;
  • продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач.
• воспитательные: развитие познавательного интереса к предмету, тренировка рационального метода запоминания формул, развитие аккуратности, умения организовывать свою работу в определённом промежутке времени.

Тип и структура урока: урок изучения нового материала с применением практических навыков учащихся.

Этапы урока:

1. Организационный момент. Постановка задач урока.
2. Проверка д/з.
3. Актуализация знаний.
4. Изучение нового материала с помощью лабораторного исследования.
5. Закрепление изученного материала с использованием презентации, решения задач.
6. Постановка дз и инструктаж.
7. Итоги урока.
8. Рефлексия.

Ход урока

1. Организационный этап. (Самоопределение к деятельности)

Цель: Проверить готовность обучающихся, их настрой на работу.

— Здравствуйте, ребята! Я рад вас сегодня видеть! Посмотрите друг на друга. Улыбнитесь, пошлите друг другу положительные эмоции! Выберите ту мордашку, которая соответствует вашему настроению в данный момент времени. У вас на столе лежат оценочные листки (приложение 1), куда вы будете вносить оценки за все ваши действия, а в конце выставите итоговую оценку за урок.

— Итак, на предыдущем уроке мы с вами изучили основные характеристики электрического тока, какие?

— Сила тока, напряжение, и сопротивление.

— Также установили зависимость между силой тока и напряжением. Какая это зависимость?

— Чем больше напряжение, тем больше сила тока, и наоборот: чем меньше напряжение, тем меньше сила тока.

— Правильно! А как называется такая зависимость?

— Прямая зависимость!

— Верно! И графиком этой зависимости будет прямая! Но ведь у нас еще есть третья величина — сопротивление. И мы не знаем, как связаны эти величины. Как вы думаете, какова цель нашего сегодняшнего урока?

— Выяснить зависимость между тремя величинами: силой тока, напряжением и сопротивлением.

— Все верно! Цель урока мы с вами поставили. И эту зависимость мы будем искать опытным путем.

2. Актуализация опорных знаний

«Вызов» (Фронтальная работа с классом)

Цель: подвести учащихся к формулировке темы урока.

— Чтобы узнать тему нашего сегодняшнего урока, давайте решим кроссворд (приложение 2) и отгадаем выделенное слово по вертикали. Каждый выполняет эту работу самостоятельно, а потом мы проверим.

Вопросы к кроссворду:

1. Бывает положительным, бывает отрицательным. (Заряд)
2. Как включают вольтметр в цепь? (Параллельно)
3. Единица измерения электрического заряда (количества электричества) в Международной системе единиц (СИ). (Кулон)
4. Упорядоченное движение заряженных частиц. (Ток)
5. Физическая величина, характеризующая электрическое поле, которое создаёт ток. (Напряжение)
6. Единица напряжения. (Вольт)
7. Прибор для измерения напряжения. (Вольтметр)
8. Прибор для измерения силы тока. (Амперметр)

— Какое выражение мы получили?

— Закон Ома.

Итак, тема нашего сегодняшнего урока – Закон Ома. А почему он так называется, мы узнаем, открыв учебник на стр.101.(Один из учащихся читает про Георга Ома, остальные следят)

— Откройте тетради и запишите тему урока: «Закон Ома для участка цепи».
3. Изучение нового материала

«Экспериментально-исследовательская работа» (Работа в группах)

Цель: Выяснить экспериментальным путем зависимость силы тока на участке цепи от сопротивления проводника.

– Для того чтобы найти зависимость между тремя величинами. Мы разделимся на 2 группы. Первая группа выяснит, как зависит сила тока от напряжения на участке цепи при постоянном сопротивлении этого участка, вторая — как сила тока зависит от сопротивления проводника, при постоянном напряжении на его концах. А затем мы совместно сделаем общий вывод о том, как зависит сила тока одновременно от напряжения и сопротивления, т.е. решим основную задачу урока.
На столах у вас есть все необходимое оборудование, а также схемы, инструкции по выполнению эксперимента и таблицы, которые необходимо заполнить. (приложение 3). Не забываем про технику безопасности при работе с электроприборами.

Итак:

• На рабочем месте провода располагайте аккуратно, плотно соединяйте клеммы с приборами.
• После сборки всей электрической цепи, не включайте до тех пор, пока всё не проверит учитель.
• Все изменения в электрической цепи можно проводить только при выключенном источнике электропитания.
• По окончании работ отключите источник электропитания и разберите электрическую цепь.

1 группа

Инструкция по выполнению исследования

1. Собрать схему, представленную на рисунке

2. Изменяя напряжение в цепи (сначала подключить в цепь 1 батерею, затем 2 и 3 соответсвенно), заполнить таблицу.

1. U, B	I, A	R, Ом
   		2
   		2
   		2

3. Построить график зависимости силы тока от напряжения.

2 группа

Инструкция по выполнению исследования

1. Собрать схему, представленную на рисунке

2. Изменяя сопротивление в цепи (сначала подключить в цепь сопротивление 1 Ом, затем, 2 Ом, 4 Ом и 6 Ом соответсвенно), заполнить таблицу.

3. Построить график зависимости силы тока от сопротивления.

(Таблица и график каждой группы выводится на интерактивную доску через документ-камеру)

Послушаем выводы 1 группы: С увеличением напряжения сила тока в проводнике возрастает при постоянном сопротивлении, т.е. при R = const, U↑I ↑. Следовательно, I ~ U.

Послушаем ↑С увеличением сопротивления проводника сила тока уменьшается, т.е. при U = const, R↑ I↓. Следовательно, I ~ 1/R.

— Тогда сможем записать:

Мы с вами получили математическую запись закона Ома, который читается так: “Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению”.

– Для чего же необходимо знать закон Ома? Пользуясь этим законом, мы можем рассчитать силу тока, зная напряжение и сопротивление, то есть, зная две величины, мы всегда можем найти третью. Для запоминания формулы закона Ома и последующего его применения для решения задач лучше пользоваться магическим домиком.

4. Первичное закрепление нового материала

Цель: проверка уровня усво

Урок» Закон Ома» 8 класс

Закон Ома

Цели: формировать представление учащихся о законе Ома – законе, связывающем силу тока, напряжение и сопротивление; развивать умения анализировать, сравнивать, делать выводы; продолжить формирование практических умений учащихся.

Оборудование: амперметр, вольтметр, источник тока, магазин сопротивлений, ключ, соединительные провода.

Ход урока

I. Изучение нового материала.

Формирование представлений о законе Ома.

а) Слово учителя. Каждая электрическая цепь характеризуется тремя физическими величинами. Давайте вспомним их.

По ходу фронтальной беседы заполняется таблица. Первоначально пять первых строчек, потом – после установления связи между величинами – таблица пополняется.

Вычисляется по формуле:

U = или U =

Вычисляется по формуле:

I =

Вычисляется по формуле:

R = ρ

Напряжение характеризует электрическое поле в проводнике – «пастух»

Характеризует электрический ток в проводнике –
какой заряд, то есть сколько электронов пройдут
по проводнику за 1 с

Характеризует сам проводник (или цепь)

Какова взаимосвязь между этими величинами?

Между силой тока и напряжением существует прямо пропорциональная зависимость: I  U

Между силой тока и сопротивлением проводника существует обратно пропорциональная зависимость: I 

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению, то есть I = – закон Ома для участка цепи

Эти физические величины мы изучали по отдельности, но ведь они существуют и характеризуют нечто общее – электрическую цепь. Значит, они должны быть связаны между собой. Сегодня мы поставим основную цель: раскрыть взаимозависимость силы тока в проводнике, напряжения на его концах и сопротивления этого участка. Зависимость между этими величинами экспериментально установил Георг Ом. В 1826 году он сформулировал закон, который носит его имя.

Д/э. Зависимость силы тока от напряжения. Фронтальная беседа с учащимися и экспериментальная проверка.

Д/э. Зависимость силы тока от сопротивления. Фронтальная беседа с учащимися, потом экспериментальная проверка с магазином сопротивлений.

– Как называется каждый прибор, использованный в эксперименте? Каково его условное обозначение? Какова цена деления амперметра и вольтметра? Какова наблюдаемая зависимость между током и напряжением?

При R = const, I ~ U

При U = const, I ~

I =

Заполняем последние строчки таблицы.

б) Этот закон является основным в электротехнике, радиотехнике, в работе всех электрических устройств. Не знаешь закона Ома – сиди дома! Применяя основной закон электрической цепи (закон Ома), можно объяснить многие природные явления, которые на первый взгляд кажутся загадочными и парадоксальными. Например, всем известно, что любой контакт человека с электрическими проводами, находящимися под напряжением, является смертельно опасным. Всего лишь одно прикосновение к оборвавшемуся проводу высоковольтной линии способно убить электрическим током человека или животное. Но в то же время, мы постоянно видим, как птицы спокойно усаживаются на высоковольтные провода электропередач, и ничто не угрожает жизни этих живых существ. Тогда как же найти объяснение такому парадоксу?

А объясняется подобное явление довольно просто, если представить, что находящаяся на электрическом проводе птица – это один из участков электрической цепи, сопротивление которого значительно превышает сопротивление другого участка той же цепи (то есть небольшого промежутка между лапками птицы). Следовательно, сила электрического тока, воздействующая на первый участок цепи, то есть на тело птицы, будет совершенно безопасной для неё.

Однако полная безопасность гарантирована ей только при соприкосновении с участком высоковольтного провода. Но стоит только птице, усевшейся на линию электропередач, задеть крылом или клювом провод или какой-либо предмет, находящийся вблизи от провода (например, телеграфный столб), то птица неминуемо погибнет. Ведь столб непосредственно связан с землёй, и поток электрических зарядов, переходя на тело птицы, способен мгновенно убить её, стремительно двигаясь по направлению к земле. К сожалению, по этой причине в городах гибнет немало птиц.

Для защиты пернатых от губительного воздействия электричества зарубежными учеными были разработаны специальные устройства – насесты для птиц, изолированные от электрического тока. Такие приспособления размещали на высоковольтных линиях электропередач. Птицы, усаживаясь на изолированный насест, могут без всякого риска для жизни прикасаться клювом, крыльями или хвостом к проводам, столбам или кронштейнам.

II. Закрепление изученного.

а) Кратковременное тестирование.

Учащиеся получают карточку, в которой жирно зачеркивают неверный ответ, а правильный ответ обводят красным карандашом или пастой.

б) знакомство с классификацией задач по теме «Закон Ома»:

в) Решение задач.

Класс разбивается на группы, которые сформированы по успеваемости. Группы получают карточки по теме «Закон Ома» (см. КИК № 1–3, к КИК № 3 приложение).

Группа 1 получает только карточку-задание.

Группа 2 получает возможность 2–3 раза попросить помощи
учителя.

Группа 3 при первом требовании получает решение задачи. После этого учащиеся получают другую, но подобную задачу для самостоятельного решения. Учащиеся выполняют задачи типа I, II и III.

III. Подведение итогов урока.

IV. Домашнее задание: § 69; ознакомьтесь с примерами решения задач; задание 66 (№ 1, 2).

1. Напряжение в цепи увеличили в 4 раза. Как изменится сила тока в такой цепи?

№ 2. Сопротивление цепи увеличили в 2 раза. Как изменится сила тока, если напряжение в цепи останется неизменным?

II. Расчетные задачи на применение закона Ома

№ 1. Напряжение на зажимах электрического утюга 220 В, сопротивление нагревательного элемента (спирали внутри корпуса) равно 50 Ом. Чему равна сила тока
в нагревательном элементе?

№ 2. Сила тока в спирали электрической лампы 0,7 А, сопротивление лампы
310 Ом. Определите, напряжение, под которым находится лампа.

№ 3. Сила тока в спирали электрической плитки равна 5 А. Напряжение, под которым находится плитка, равно 220 В. Определите сопротивление спирали.

III. Задачи-графики

№ 1. Пользуясь графиком зависимости силы тока от напряжения между его концами, определите сопротивление этого проводника.

IV. Экспериментальные задачи

1. Напряжение в цепи увеличили в 4 раза. Как изменится сила тока в такой цепи?

Ответ: так как сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению в ней, то при увеличении напряжения в 4 раза и сила тока увеличится в 4 раза (при неизменном сопротивлении цепи).

2. Сопротивление цепи увеличили в 2 раза. Как изменится сила тока, если напряжение в цепи останется неизменным?

Ответ: так как сила тока в цепи обратно пропорциональна сопротивлению цепи, то при увеличении сопротивления в 2 раза сила тока уменьшится в 2 раза (при неизменном напряжении)

II. Расчетные задачи на применение закона Ома

№ 1. Напряжение на зажимах электрического утюга 220 В, сопротивление нагревательного элемента (спирали внутри корпуса) равно 50 Ом. Чему равна сила тока
в нагревательном элементе?

Дано:

электрический утюг

U – напряжение = 220 В

R – сопротивление = 50 Ом

Решение:

Силу тока найдем по закону Ома

I = = = 4,4 А.

Ответ: сила тока в спирали утюга = 4,4 А.

Найти:

I – силу тока в утюге

№ 2. Сила тока в спирали электрической лампы 0,7 А, сопротивление лампы 310 Ом. Определить напряжение, под которым находится лампа.

Дано:

спираль электролампы

I – сила тока = 0,7 А

R – сопротивление = 310 Ом

Решение:

Из закона Ома:

I =  U = I ∙ R = 0,7 A ∙ 310 Ом = 217 В.

Ответ: напряжение на лампе равно 217 В.

Найти:

U – напряжение на лампе

№ 3. Сила тока в спирали электрической плитки равна 5 А. Напряжение, под которым находится плитка, равно 200 В. Определить сопротивление спирали.

Дано:

спираль электроплитки

I – сила тока = 5 А

U – напряжение = 220 В

Решение:

Из закона Ома:

I =  R = = = 40 Ом.

Ответ: сопротивление спирали равно 40 Ом.

Найти:

R – сопротивление спирали

Урок «Закон Ома для участка цепи»

Цели урока:

Образовательная: раскрыть
взаимозависимость силы тока, напряжения и
сопротивления на участке электрической цепи.

Развивающая:

• развивать умения наблюдать, сопоставлять,
  сравнивать и обобщать результаты экспериментов;
• продолжить формирование умений пользоваться
  теоретическими и экспериментальными методами
  физической науки для обоснования выводов по
  изучаемой теме и для решения задач.

Воспитательная: развивать
познавательный интерес к предмету, тренировка
рационального метода запоминания формул.

Задачи урока.

• Усвоить, что сила тока прямо пропорциональна
  напряжению на концах проводника, если при этом
  сопротивление проводника не меняется;

• Усвоить, что сила в участке цепи обратно
  пропорциональна его сопротивлению, если при этом
  напряжение остается постоянным;

• Знать закон Ома для участка цепи;

• Уметь определять силу тока; напряжения по
  графику зависимости между этими величинами и по
  нему же – сопротивление проводника;

• Уметь наблюдать, сопоставлять, сравнивать и
  обобщать результаты демонстрационного
  эксперимента;

• Уметь применять закон Ома для участка цепи при
  решении задач;

• Отрабатывать навыки проверки размерности;

• Отрабатывать навыки соотношения полученных
  результатов с реальными значениями величин.

Оборудование.

Демонстрационные амперметр и вольтметр,
источник тока В-24, ключ, соединительные провода,
демонстрационный магазин сопротивления, ТСО,
кодоскоп, экран, магнитная доска, магниты,
портрет Ома, таблицы с формулами.

План урока.

І. Организационный момент.

ІІ. Подготовка к восприятию нового материала.

ІІІ. Изучение нового материал.

ІV. Закрепление знаний, умений, навыков.

V. Домашнее задание.

VІ. Подведение итогов урока, оценка работ
учащихся.

VІІ. Резерв.

1. Работа с ОК.
2. Сообщение учащегося “Георг Ом”.

І. Организационный момент.

Учитель: Изучая тему “электрические
явления”, вы знаете на данном этапе основные
величины, характеризующие электрические цепи. И
уже ремонтировали или будете ремонтировать
бытовые электроприборы, проводку в квартире, но я
надеюсь, что из вас никто не претендует на роль
“всезнающего” и “все умеющего” электромонтера
и вы не оставите наш поселок после вашего ремонта
без света. А чтобы этого не произошло,
недостаточно знать только в отдельности
физические величины, характеризующие
электрические цепи, их надо рассматривать во
взаимозависимости. Вот взаимозависимость мы и
будем раскрывать сегодня на уроке.

ІІ. Подготовка к восприятию нового материала.

А в начале, пожалуйста, перечислите основные
величины, характеризующие электрические цепи.

Ученик: Сила тока, напряжение,
сопротивление.

Учитель: А теперь, дайте небольшую
характеристику каждой из этих величин, по плану:

1. Назвать величину;
2. Что характеризует данная величина?;
3. Как обозначается?;
4. В каких единицах измеряется?.

Учитель на магнитной доске прикрепляет слова, напряжение,
сила тока, сопротивление.

Ученик А: Напряжение характеризует
электрическое поле, обозначается U,
измеряется [ U] = 1 В.

Учитель на магнитной доске прикрепляет таблицу
U, [ U] = 1 В.

Ученик В: Сила тока, характеризует
электрический ток в проводнике, обозначается I,
измеряется [ I] = 1 А.

Учитель прикрепляет на магнитной доске таблицу
I, [ I] = 1 А.

Ученик С: Сопротивление характеризует сам
проводник, обозначается R, измеряется [ R] = 1
Ом.

Учитель прикрепляет на магнитной доске таблицу
R, [ R] = 1 Ом.

Учитель: Ребята, до этого урока вы изучали эти
физические величины по отдельности и раскрыли
только зависимость силы тока от напряжения.

Сегодня мы перед собой поставим основную цель:
раскрыть взаимозависимость силы тока,
напряжения и сопротивления на участке
электрической цепи. Они связаны между собой
законом, носящим имя Ома.

ІІІ. Изучение нового материал.

Итак, тема урока: “ Закон Ома для участка
электрической цепи ”.

( Запись учителем темы на доске и учениками в
тетрадях).

Учитель: Как зависит сила тока от напряжения
в участке цепи при постоянном сопротивлении
этого участка?

Ученик: Сила тока прямо пропорциональна
напряжению на концах проводника, если при этом
сопротивление проводника не меняется.

Учитель: Какие приборы были вами
использованы для установления этой
закономерности?

Ученик: Амперметр, вольтметр, источник тока,
проводник, соединительные провода, ключ.

(Учитель обращает внимание учеников на таблицу
с электрической цепью).

Учитель: Какие приборы изображены под цифрой 1
и 2 и почему вы так думаете?

Ученик А: Под цифрой 1 изображен вольтметр,
т.к. он подключается параллельно тому участку,
где измеряют напряжение.

Ученик В: Под цифрой 2 изображен амперметр,
т.к. он подключается в цепи последовательно тому
участку, где измеряют силу тока.

Учитель: Какой график вы получили, исходя из
эксперимента, и как он называется?

Ученик: Мы получили график прямой
пропорциональности между силой тока и
напряжением. Графическая зависимость силы тока
от напряжения называется ВАХ (вольт – амперная
характеристика) проводника.

(Учитель прикрепляет на магнитную доску график
ВАХ).

Учитель: Еще раз проверим это на опыте.
Обратите внимание на демонстрационную
установку. ( Учитель быстро раскрывает
назначение каждого элемента собранной
демонстрационной установки, определяя цену
деления электроизмерительных приборов).

Учитель: Источник тока – для создания и
поддержания электрического поля в проводнике.
Амперметр для измерения силы тока в проводнике.
Вольтметр для измерения напряжения на концах
проводника. Демонстрационный магазин
сопротивления – для изменения сопротивления на
участке цепи. Ключ – (замыкающее и размыкающее
устройство), нужен для включения и выключения в
нужное время источника тока. Соединительные
провода – доставляют электрическую энергию в
электрическую цепь.

(Учитель демонстрирует зависимость силы тока
от напряжения при постоянном сопротивлении
проводника).

Учитель: Ребята, во время ответа ваша задача
внимательно проследить за показаниями
амперметра и вольтметра, а затем сделать
соответствующий вывод.

Учитель: Итак, ребята, что вы наблюдали?

Ученик: С увеличением напряжения сила тока в
проводнике возрастает при постоянном
сопротивлении.

(Запись на доске и в тетрадях. Если R = const, I~ U).

Учитель: А теперь мы с вами выясним, как сила
тока зависит от сопротивления проводника, при
постоянном напряжении на его концах.

Учитель: Ребята, ваша задача опять
внимательно проследить за показаниями приборов
и сделать вывод, одновременно заполнить таблицу,
при U = 3В:

(Учитель демонстрирует опыт, при этом
необходимо показания вольтметра поддерживать
постоянными, заполняет таблицу, лучше начинать
при R = 10 Ом, U = 3В).

Учитель: Что вы наблюдали?

Ученик: С увеличением сопротивления
проводника сила тока уменьшается.

(Учитель прикрепляет на магнитную доску
таблицу с графиком зависимости силы тока от
сопротивления).

Учитель: Такой график называется графиком
обратной пропорциональности между силой тока и
сопротивлением.

Учитель: Итак, ребята, запишем результат
опыта: сила тока в проводнике обратно
пропорциональна сопротивлению проводника, при
постоянном напряжении на концах проводника.

(Учитель записывает на доске. При U = const, I ~ ).

Учитель: Ребята, зависимость силы тока от
сопротивления была изучена немецким физиком
Омом.

Учитель: Обобщим два эти вывода и запишем
итоговую формулу:

(Записываем данную формулу на доске и в
тетрадях).

Учитель: Такая запись носит название:

“Закон Ома для участка цепи”.

Закон Ома читается так: “сила тока в участке
цепи прямо пропорциональна напряжению на концах
этого участка и обратно пропорциональна его
сопротивлению”.

(Повторить несколько раз).

(Запись учениками формулировки закона в
тетрадях),

Учитель: Данный закон немецкий физик Георг Ом
открыл в 1827 году.

(Учитель обращает внимание на портрет Георга
Ома).

Учитель: Его работу хорошо приняли в
Германии. В 1833 году ученый был уже профессором
политехнической школой в Нюрнберге. Однако за
рубежом, особенно во Франции, Англии, работы Ома
долгое время оставались неизвестными. Через 10
лет после появления его работы французский физик
Пуйе на основе экспериментов пришел к таким же
выводам. Но Пуйе было указано, что установленный
им закон еще в 1827 году был открыт Омом. Любопытно,
что французские школьники и поныне изучают закон
Ома под именем закона Пуйе.

Пуйе Клод Серве Маттиас (1790-1868) – французский
физик.

Учитель: Для запоминания формулы закона Ома и
последующего его применения для решения задач
лучше пользоваться треугольником.

(Учитель прикрепляет таблицу с треугольником
на магнитную доску и раскрывает, как им
пользоваться).

Учитель: Для теоретического изложения
данного вопроса лучше запомнить следующую
таблицу:

Урок физике в 9-м классе по теме «Закон Ома»

Цель:

1. Установить опытным путём пропорциональную зависимость силы тока от
   других характеристик электрического тока.
2. Сформулировать закон Ома.
3. Выяснить графики зависимости силы тока от сопротивления и напряжения.

Оборудование:

1. Источники тока, соединительные провода, ключи, реостаты, амперметры,
   вольтметры.
2. Компьютерное сопровождение: Слайд-презентация «Закон Ома»

Ход урока

1А. Повторение.

Тест «Характеристики электрического тока»

Таблица 1

Результат тестирования оценивается моментально, т. к. в ответе зашифровано
название темы урока «Закон Ома», и тут же заносится в индивидуальную карту
успешности ученика.

Таблица 2

Итого 27 баллов

2. Математический экскурс .

В ходе фронтальной беседы на доске появляется кластер «Пропорциональная
зависимость величин» Рис 1

3. Математическая рефлексия.

Разнесите в колонки предложенные примеры по характеру зависимости величин,
приведите собственные примеры.

Таблица 3

Зависимость

1) стоимости покупки от цены единицы товара,

2) количества купленного товара от цены единицы товара при фиксированной
сумме денег,

3) пройденного пути от скорости движения (t = const.),

4) времени движения от скорости (s =const.),

5) ускорения тела от значения приложенной к данному телу силы,

6) сопротивления проводника от

а) длины проводника,

б) площади поперечного сечения,

7) длины ноги человека от его возраста.

4. Изучение новой темы.

Учащимся предлагается словесная формулировка закона Ома и предлагается
проверить характер зависимости силы тока от напряжения и от сопротивления
эмпирически. Класс делится 4 группы. Каждой группе предлагается оборудование:
источники тока, ключ, амперметр, вольтметр, реостат, соединительные провода.

Группы с нечётной нумерацией устанавливают зависимость силы тока от
напряжения, группы с чётной нумерацией – от сопротивления (не менее 5
экспериментов каждая). Отчёт каждая группа оформляет на доске в виде таблицы и
графика зависимости I(U) или I(R). Весь коллектив делает общий вывод и
сравнивает его с предложенной ранее формулировкой закона, записывает в тетрадь в
виде опорного конспекта:

По мере написания краткого конспекта, учитель даёт определение короткого
замыкания, а также заостряет внимание учащихся на том, что формулы-следствия из
закона Ома физического смысла не несут, т. к. напряжение не зависит от силы тока
и сопротивления, а сопротивление, в свою очередь, не зависит от силы тока и
напряжения. А от чего зависят напряжение и сопротивление?

5. Для закрепления закона и соответствующей формулы, её следствий и их
графической интерпретации предлагаются решить устно задачи по готовому
условию:

4) (1б.)

Определите независимую величину и значение зависимой величины I₄

5) Найдите сопротивление лампы (2б)

Рисунок 2

6) (2 б.)

Рисунок 3

С помощью графиков зависимости силы тока от напряжения сравните сопротивления
двух проводников

7) (1 б.)

Рисунок 4

Как изменится сила тока, если ползунок реостата передвинуть вправо?

6. Проверка решения задач.

Учащимся предлагается готовое решение задач (на закрытой ранее доске),

идёт коррекция знаний и подсчет баллов.

7. Итог урока.

Фронтальная работа.

Повторяются словесная формулировка закона Ома, формула, выражающая данный
закон, и следствия из неё с помощью графической задачи (устно):

Рисунок 5

А) Зависимость каких физических величин представлена на графике?

Б) Как такая зависимость называется в математике?

В) Сформулируйте закон Ома.

Г) Вычислите сопротивление проводника.

8. Выставление оценок с учётом суммы баллов

«3»- 7-12 баллов;

«4»- 13-23 балла;

«5»- 24-27 балла.

9. Домашнее задание

(записывается в начале второго урока) § №

Урок 29. закон ома для участка цепи. соединения проводников — Физика — 10 класс

Физика, 10 класс

Урок 29. Закон Ома для участка цепи. Соединения проводников

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1. условия, необходимые для существования электрического тока;
2. постоянный электрический ток;
3. закон Ома для участка цепи;
4. формула расчета сопротивления проводника с учетом свойств материала проводника и его геометрических размеров;
5. типы соединений проводников и формулы расчета параметров электрической цепи для каждого типа.

Глоссарий по теме.

Сила тока I — скалярная величина, равная отношению заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени t, в течение которого шёл ток.

Постоянный ток — электрический ток, не изменяющийся со временем.

Последовательное соединение проводников. При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочередно друг за другом.

Параллельное соединение проводников. При параллельном соединении концы проводников присоединены к одной и той же паре точек.

Смешанное соединение проводников — это такое соединение, когда в цепи присутствует и последовательное, и параллельное соединение.

Узел – это точка электрической цепи, где сходится не менее трех ветвей.

Свойство проводника ограничивать силу тока в цепи, то есть противодействовать электрическому току, называют электрическим сопротивлением проводника.

Резистор или проводник — элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 335 – 340.

2. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. — М.: Дрофа, 2009. – С. 105 – 109.

3. Элементарный учебник физики. Учебное пособие в 3 томах под редакцией академика Ландсберга Г.С.: Т.2. Электричество и магнетизм. – 12-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. С. 110 – 115.

4. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в средней школе. Пособие для учителей. Изд. 4-е, переработ. и доп. М. «Просвещение», 1972. С. 83 – 87.

5. Савельев И.В. Курс общей физики, том II. Электричество. М.: Изд. «Наука», 1970 г. С. 108.

Открытые электронные ресурсы:

http://kvant.mccme.ru/1979/02/elektrichestvo_ie_temperatura.htm

Теоретический материал для дополнительного изучения

Сложно представить нашу жизнь без электрического тока. Каждый день, не задумываясь, мы используем различные электрические приборы, в основе работы которых лежат простые и сложные электрические цепи. Какому закону подчиняются основные параметры электрических цепей? Как рассчитать эти цепи, чтобы приборы работали исправно?

Вы уже знаете, электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Для возникновения и существования электрического тока в проводнике необходимо:

1. наличие свободных заряженных частиц;
2. сила, действующая на них в определённом направлении, то есть наличие электрического поля в проводнике.

Различают следующие действия электрического тока:

1. тепловое ;
2. химическое ;
3. магнитное .

Постоянный ток — электрический ток, у которого сила тока и направление не изменяются со временем.

Сила тока I равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t:

За направление электрического тока условно выбрано направление движения положительно заряженных частиц, то есть в сторону, противоположную направлению движения электронов.

Для каждого проводника – твердого, жидкого и газообразного – существует определённая зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов (напряжения) на концах проводника. Эту зависимость выражает, так называемая, вольт-амперная характеристика проводника.

Для широкого класса проводников (в т. ч. металлов ) при неизменной температуре справедлив закон Ома для участка цепи:

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка цепи:

Закон имеет простую форму, но доказать экспериментально его справедливость довольно трудно.

Закон Ома является основой всей электротехники постоянных токов. Из закона Ома вытекает, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно.

Основная электрическая характеристика проводника – сопротивление. От этой величины зависит сила тока в проводнике при заданном напряжении. Причиной электрического сопротивления является взаимодействие электронов при их движении по проводнику с ионами кристаллической решетки. Сопротивление проводника зависит от свойств материала проводника и его геометрических размеров.

Электрическое сопротивление металлов прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения:

где величина ρ – удельное сопротивление проводника — величина, зависящая от рода вещества и его состояния (от температуры в первую очередь). Удельное сопротивление веществ приводятся в справочных таблицах.

Омметр – прибор для измерения сопротивления.

От источника тока энергия может быть передана по проводам к устройствам, потребляющим энергию. Для этого составляют электрические цепи различной сложности. Различают последовательное, параллельное, смешанное соединения проводников.

Последовательное соединение проводников. При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочередно друг за другом. Главная особенность последовательного соединения заключается в том, что через все проводники протекает одинаковый ток. Если через один проводник протекает ток определенной величины, то такой же ток протекает и через все остальные. Если хотя бы в одном проводнике отсутствует ток, то он обязательно отсутствует и во всех остальных. Напряжение на концах последовательно соединенных проводников складывается. Полное сопротивление всего участка цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений всех проводников.

Параллельное соединение проводников. При параллельном соединении концы проводников присоединены к одной и той же паре точек.

Узел – это точка электрической цепи, где сходится не менее трех ветвей.

Узел обозначается на схеме жирной точкой в том месте, где ветви соединяются между собой.

Смешанное соединение проводников.

Смешанным соединением проводников называют такое соединение, при котором в цепи присутствует и последовательное, и параллельное соединение.

Метод эквивалентных преобразований заключается в том, что электрическую цепь или ее часть заменяют более простой по структуре электрической цепью. При этом токи и напряжения в непреобразованной части цепи должны оставаться неизменными, т.е. такими, какими они были до преобразования. В результате преобразований расчет цепи упрощается и часто сводится к элементарным арифметическим операциям.

Расчет сопротивления сложной цепи:

Рези́стор или проводник — пассивный элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления.

Примеры и разбор решения заданий

1. Выберите один из 3 вариантов ответа:

При параллельном соединении проводников…

1) напряжение зависит от сопротивления на данном участке цепи

2) напряжение везде разное

3) напряжение везде одинаковое

Ответ: 3) напряжение везде одинаковое.

2. На участке цепи, изображенном на рисунке, сопротивление каждого из резисторов равно 24 Ом. Чему равно полное сопротивление участка при замкнутом ключе К?

Решение.

После замыкания ключа схема будет представлять собой параллельное соединение резистора с двумя последовательно соединенными резисторами.

Полное сопротивление участка при замкнутом ключе равно

(R+R)R/((R+R) + R) = 2R/3 = 16 Ом.

Ответ: 16 Ом.

Урок 29. закон ома для участка цепи. соединения проводников — Физика — 10 класс

Физика, 10 класс

Урок 29. Закон Ома для участка цепи. Соединения проводников

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1. условия, необходимые для существования электрического тока;
2. постоянный электрический ток;
3. закон Ома для участка цепи;
4. формула расчета сопротивления проводника с учетом свойств материала проводника и его геометрических размеров;
5. типы соединений проводников и формулы расчета параметров электрической цепи для каждого типа.

Глоссарий по теме.

Сила тока I — скалярная величина, равная отношению заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени t, в течение которого шёл ток.

Постоянный ток — электрический ток, не изменяющийся со временем.

Последовательное соединение проводников. При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочередно друг за другом.

Параллельное соединение проводников. При параллельном соединении концы проводников присоединены к одной и той же паре точек.

Смешанное соединение проводников — это такое соединение, когда в цепи присутствует и последовательное, и параллельное соединение.

Узел – это точка электрической цепи, где сходится не менее трех ветвей.

Свойство проводника ограничивать силу тока в цепи, то есть противодействовать электрическому току, называют электрическим сопротивлением проводника.

Резистор или проводник — элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 335 – 340.

2. Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. — М.: Дрофа, 2009. – С. 105 – 109.

3. Элементарный учебник физики. Учебное пособие в 3 томах под редакцией академика Ландсберга Г.С.: Т.2. Электричество и магнетизм. – 12-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2001. С. 110 – 115.

4. Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике в средней школе. Пособие для учителей. Изд. 4-е, переработ. и доп. М. «Просвещение», 1972. С. 83 – 87.

5. Савельев И.В. Курс общей физики, том II. Электричество. М.: Изд. «Наука», 1970 г. С. 108.

Открытые электронные ресурсы:

http://kvant.mccme.ru/1979/02/elektrichestvo_ie_temperatura.htm

Теоретический материал для дополнительного изучения

Сложно представить нашу жизнь без электрического тока. Каждый день, не задумываясь, мы используем различные электрические приборы, в основе работы которых лежат простые и сложные электрические цепи. Какому закону подчиняются основные параметры электрических цепей? Как рассчитать эти цепи, чтобы приборы работали исправно?

Вы уже знаете, электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Для возникновения и существования электрического тока в проводнике необходимо:

1. наличие свободных заряженных частиц;
2. сила, действующая на них в определённом направлении, то есть наличие электрического поля в проводнике.

Различают следующие действия электрического тока:

1. тепловое ;
2. химическое ;
3. магнитное .

Постоянный ток — электрический ток, у которого сила тока и направление не изменяются со временем.

Сила тока I равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t:

За направление электрического тока условно выбрано направление движения положительно заряженных частиц, то есть в сторону, противоположную направлению движения электронов.

Для каждого проводника – твердого, жидкого и газообразного – существует определённая зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов (напряжения) на концах проводника. Эту зависимость выражает, так называемая, вольт-амперная характеристика проводника.

Для широкого класса проводников (в т. ч. металлов ) при неизменной температуре справедлив закон Ома для участка цепи:

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка цепи:

Закон имеет простую форму, но доказать экспериментально его справедливость довольно трудно.

Закон Ома является основой всей электротехники постоянных токов. Из закона Ома вытекает, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно.

Основная электрическая характеристика проводника – сопротивление. От этой величины зависит сила тока в проводнике при заданном напряжении. Причиной электрического сопротивления является взаимодействие электронов при их движении по проводнику с ионами кристаллической решетки. Сопротивление проводника зависит от свойств материала проводника и его геометрических размеров.

Электрическое сопротивление металлов прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения:

где величина ρ – удельное сопротивление проводника — величина, зависящая от рода вещества и его состояния (от температуры в первую очередь). Удельное сопротивление веществ приводятся в справочных таблицах.

Омметр – прибор для измерения сопротивления.

От источника тока энергия может быть передана по проводам к устройствам, потребляющим энергию. Для этого составляют электрические цепи различной сложности. Различают последовательное, параллельное, смешанное соединения проводников.

Последовательное соединение проводников. При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочередно друг за другом. Главная особенность последовательного соединения заключается в том, что через все проводники протекает одинаковый ток. Если через один проводник протекает ток определенной величины, то такой же ток протекает и через все остальные. Если хотя бы в одном проводнике отсутствует ток, то он обязательно отсутствует и во всех остальных. Напряжение на концах последовательно соединенных проводников складывается. Полное сопротивление всего участка цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений всех проводников.

Параллельное соединение проводников. При параллельном соединении концы проводников присоединены к одной и той же паре точек.

Узел – это точка электрической цепи, где сходится не менее трех ветвей.

Узел обозначается на схеме жирной точкой в том месте, где ветви соединяются между собой.

Смешанное соединение проводников.

Смешанным соединением проводников называют такое соединение, при котором в цепи присутствует и последовательное, и параллельное соединение.

Метод эквивалентных преобразований заключается в том, что электрическую цепь или ее часть заменяют более простой по структуре электрической цепью. При этом токи и напряжения в непреобразованной части цепи должны оставаться неизменными, т.е. такими, какими они были до преобразования. В результате преобразований расчет цепи упрощается и часто сводится к элементарным арифметическим операциям.

Расчет сопротивления сложной цепи:

Рези́стор или проводник — пассивный элемент электрических цепей, обладающий определённым или переменным значением электрического сопротивления.

Примеры и разбор решения заданий

1. Выберите один из 3 вариантов ответа:

При параллельном соединении проводников…

1) напряжение зависит от сопротивления на данном участке цепи

2) напряжение везде разное

3) напряжение везде одинаковое

Ответ: 3) напряжение везде одинаковое.

2. На участке цепи, изображенном на рисунке, сопротивление каждого из резисторов равно 24 Ом. Чему равно полное сопротивление участка при замкнутом ключе К?

Решение.

После замыкания ключа схема будет представлять собой параллельное соединение резистора с двумя последовательно соединенными резисторами.

Полное сопротивление участка при замкнутом ключе равно

(R+R)R/((R+R) + R) = 2R/3 = 16 Ом.

Ответ: 16 Ом.

Урок на тему «Закон Ома»

8 класс

Тема урока: Закон Ома для участка цепи. Электрическое сопротивление.

Цель урока: показать зависимость электрического тока на участке цепи от напряжения, дать понятие сопротивления; учить решать типовые задачи; формировать и закреплять умения учащихся снимать показания электрических приборов, анализировать их, обобщать, делать выводы.

Оборудование: источник тока (гальванические элементы), амперметр, вольтметр, ключ, резисторы с разным сопротивлением, соединительные провода, проектор, ноутбук, экран.

Ход урока

I. Проверка домашнего задания, актуализация знаний.

1. Учащиеся записывают на доске решения домашних задач, вызвавших затруднения.

Вопросы для организации беседы c остальными учащимся.

• Как движутся свободные электроны в проводнике при наличии тока в нем?

• Из каких частей состоит электрическая цепь?

• Какими величинами характеризуется электрическая цепь?

• Каким прибором измеряют силу тока и напряжение?

• Как подключают эти приборы в цепь?

• Каковы единицы измерения величин?

2. Устный физический диктант (работа в парах).

Первый учащийся за партой называет величину, второй её единицу в СИ, по цепочке участвует весь класс.

II. Изучение нового материала

Мы познакомились с основными характеристиками любой электрической цепи: силой тока, напряжением. Установим, как они связаны друг с другом. Инструктаж ТБ.

Опыт 1. (Работа в группах) Собираем установку по схеме (на доске), состоящую из источника тока, резистора, ключа, амперметра и вольтметра. Замыкаем цепь, и снимаем показания приборов. Повторяем опыт, присоединяя еще одну батарейку. Полученные данные вносим в таблицу. (В таблице приведены ориентировочные данные, полученные детьми)

U, В

I, А

1,5

0,75

3

1,5

Вывод: Во сколько раз возрастает напряжение, во столько же раз увеличивается сила тока в цепи. (Вывод формулируют дети по результатам экспериментов)

В математике такая зависимость называется прямой пропорциональностью, в физике зависимость силы тока в проводнике от напряжения на его концах – вольт-амперной характеристикой проводника. Графически ее можно изобразить в виде графика. Постройте в тетрадях график зависимости силы тока от напряжения по полученным данным. Удобно строить такие графики в программе Excel, они получаются красивыми и их легко изменить.

Используя проектор, демонстрируем на экране возможности программы Excel.

Опыт 2. Собираем электрическую цепь, подключая разные проводники, поддерживая постоянное напряжение. Результаты вносим в таблицу.

(В таблице приведены предполагаемые ориентировочные данные)

V, В

I, А

1,5

0,75

1,5

1,5

1,5

0,4

Вывод: Сила тока в проводнике зависит не только от напряжения на его конца, но и от свойств самого проводника.

На практике зависимость силы тока от напряжения записывают так , или же , где

R – электрическое сопротивление проводника. Сопротивлением называется свойство проводника ограничивать силу тока в цепи.

Единица сопротивления в СИ – 1 Ом.

1 Ом – это сопротивление такого проводника, в котором течет ток силой 1 А при напряжении на его концах 1 В.

Лучшими проводниками электричества являются серебро и медь. Для нагревательных элементов используют нихром.

Это важно знать!

Электрическое сопротивление тела человека.

Величина электрического сопротивления человека зависит от индивидуальных особенностей организма. Однако можно привести следующие средние цифры:

Влажная кожа — 1000 Ом;

Сухая кожа — 500 000 Ом;

Внутренние ткани, органы человека 100—500 Ом. Электрический ток, проходя через тело человека, оказывает следующие воздействия:

До 0,01 А — практически не ощущается;

0,02 А — болевые ощущения;

0,03 А — нарушается дыхание;

0,07 А — дыхание затруднено;

0,1 А — фибрилляция сердца, которая может привести

К смерти; 0,2 А — сильные ожоги, остановка сердца. Переменный ток более опасен, чем постоянный.

Обратим внимание на результаты эксперимента, сделаем вывод.

Вывод: Во сколько раз увеличивается сопротивление участка цепи, во столько же раз уменьшается сила тока.

В математике такая зависимость называется обратной пропорциональностью. Графически она выглядит так.

Обобщая результаты опытов, приходим к выводу.

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Данная формулировка и является законом Ома для участка электрической цепи. Из закона Ома получаем выражение для напряжения и сопротивления

Краткая историческая справка. Знаменитый немецкий физик — Гео́рг Си́мон Ом. (Презентация).

III. Закрепление нового материала. Решение задач.

1. Напряжение на зажимах утюга равно 220 В. Нагревательный элемент утюга имеет сопротивление 50 Ом. Чему равна сила тока в нагревательном элементе?

2. На цоколе электрической лампы написано 3,5 В; 0,28 А. Что это значит? Найдите сопротивление спирали лампы.

3. Заполните таблицу

I

U

R

12

2

0,2

4

0,6

2,4

1,6

0,4

0,25

8

4. На рисунке изображены графики зависимости силы тока от напряжения для двух проводников А и В. Сопротивление какого проводника больше и во сколько раз?

В

А

4. Рефлексия. Какие физические величины характеризуют прохождение электрического тока по проводнику? Как найти одну из них, зная две другие? Что было самым сложным на уроке? Что легко удалось?

Игра «Самый смелый!» К доске выходит один учащийся, дети задают ему вопросы по теме урока (минимум – 10 вопросов). На доске фиксируем все ответы. В результате игры оценку получает отвечающий, и тот ученик, который задал лучший вопрос.

V. Домашнее задание.

Выучить параграф учебника. Подготовить сообщение «Природа электрического сопротивления». Ответить на вопрос «Почему во время грозы не рекомендуется стоять под деревом?»

Закон

Ом — Учебные материалы для IIT JEE

• Полный курс физики — 11 класс

• ПРЕДЛАГАЕМАЯ ЦЕНА: рупий.2 968

• Просмотр подробностей

Напряжение, ток и сопротивление

В законе Ома используются следующие термины: напряжение, ток и сопротивление.Напряжение можно определить как давление, которое пытается протолкнуть электроны через провода в цепи. Это движущая сила для производства электроэнергии. Напряжение измеряется в вольтах. Ток можно определить как скорость потока электронов в цепи. Единица измерения тока — амперы. Сопротивление будет сопротивляться потоку электронов в цепи и, таким образом, может повлиять на ток, протекающий в цепи.

Рассмотрим схему, в которой соединены батарея или элемент и резистор. Батарея или элемент создают разность потенциалов, и в результате частицы заряда, известные как электроны, проходят по цепи.Включенные в цепь резисторы делают попытку предотвратить поток электронов. Ток — это количество заряженных частиц, которые проходят за каждую секунду. Когда мы используем больше ячеек в цепи, напряжение в цепи увеличивается. Таким образом, ток увеличивается при увеличении напряжения.

Ток, протекающий в цепи, также можно увеличить, используя резистор небольшого сопротивления. Когда мы подключаем резисторы параллельно, ток увеличивается. Параллельно подключенные резисторы аналогичны одиночному резистору с низким сопротивлением, включенному в цепь.Когда резисторы соединены последовательно, это то же самое, что и одиночный резистор с высоким сопротивлением, подключенный по цепи.

Закон Ома

Закон Ома сформулировал Джордж Саймон Ом. Он заявил, что электрический ток, протекающий по проводу, будет прямо пропорционален разности потенциалов на концах, когда температура остается постоянной. Эта константа есть не что иное, как сопротивление. Сопротивление материала постоянно, когда температура остается постоянной.V = I Закон Р. Ома считается одним из самых основных в области электроники. Таким образом,

Напряжение В = Ток * Сопротивление = I R

Ток I = Напряжение / Сопротивление = В / R

Сопротивление R = Напряжение / Ток = В / I

Закон Ома

Рассмотрим схему, которая состоит из ячейки на 1,5 В, амперметра, вольтметра, переключателя и нихромового провода. Подключите ячейку, и переключатель теперь включен. Теперь амперметр показывает значение 0.12 А и напряжение е составляет 0,3 В. Когда соединены две ячейки, ток, показанный на амперметре, изменяется на 0,2 А, а напряжение составляет 0,5 В. Опять же, когда три ячейки подключены в цепи, он показывает 0,3 показания в амперметре и 0,75 В в вольтметр. Таким образом, мы можем видеть, что при увеличении количества ячеек значение тока и напряжения также увеличивается. Итак, ясно, что напряжение прямо пропорционально току.

Схема для доказательства закона Ома

Мы также можем видеть, что отношение напряжения к току, равное V / I, является постоянным для всех показаний. Постоянная рассматривается как R. Итак, V = I R. График напряжения тока будет прямой.

График закона Ома

Здесь ось X представляет ток, а ось Y представляет напряжение.

Вывести закон Ома

Мы знаем, что напряжение в оме равно току, умноженному на сопротивление, то есть V = I R. Это говорит о том, что напряжение прямо пропорционально току, когда сопротивление постоянно. Сопротивление материала не меняется, когда температура остается постоянной.

Мы знаем, что скорость дрейфа V _d = — e E / m. Пусть это будет уравнение 1, здесь e — заряд электрона, E — электрическое поле, ԏ — среднее время между столкновениями или время релаксации электронов, а m — масса электрона.Когда к проводнику прикладывается внешнее электрическое поле, электроны дрейфуют к положительному или более высокому потенциалу конца проводника с определенной скоростью. Эта чистая скорость называется скоростью дрейфа .

Также E = — V / L, где V — разность потенциалов, L — длина. Электрическое поле — это отрицательный градиент электрического потенциала.

Также E = — V / L, где V — разность потенциалов, L — длина. Электрическое поле — это отрицательный градиент электрического потенциала.

Подставляя значение E в первое уравнение, получаем V _d = e V ԏ / m L.

Из этого уравнения получаем V = V _d м L / e — уравнение 2.

Ток I = A n e V _d , где A — площадь поперечного сечения провода, n — плотность заряда, e — заряд на носителях тока или электронах, V _d — скорость дрейфа.

Из уравнения получаем V _d = I / A n e.

Подставляя это значение V _d в уравнение 2, мы получаем V = I / A n e * (m L / e ԏ)

Переставляя уравнение, получаем V = (m L / A n e ² ԏ) I — уравнение 3

Мы можем сказать, что (m / n e ² ԏ) * L / A = R, сопротивление, а также мы знаем, что R = ρ * L / A

Так, м / н ² ԏ = ρ

Таким образом, подставляя значения в уравнение 3, получаем V = ρ * L / A * I

= R I

Таким образом, V = I R.Наконец, мы вывели закон Ома, и это доказано.

Применение закона Ома

Согласно закону Ома, в нашей повседневной жизни можно найти множество применений. Закон Ома применим как к цепям постоянного, так и к цепям переменного тока. Закон применим для линейных цепей. Линейная схема также известна как омическая цепь , в которой отношение напряжения к току поддерживается постоянным. Закон Ома не применим к диодам, электролитам и т. Д.поскольку они подпадают под категорию нелинейных цепей. Сопротивление, которое можно увеличивать или уменьшать в потенциометре, основано на законе Ома. Другие законы, относящиеся к электрическому току, такие как закон Кирхгофа, происходят из закона Ома.

Трансформаторы и генераторы подчиняются закону Ома. Электрические обогреватели, лампы накаливания и многие другие электроприборы работают по принципу закона Ома. Мы также можем определить мощность, развиваемую или потерянную в электронных устройствах.По закону Ома можно найти значения напряжения, тока и сопротивления. Мы также можем найти эквивалентное сопротивление последовательной и параллельной цепей, используя закон Ома.

Закон не распространяется на односторонние сети и нелинейные элементы. Когда сопротивление изменяется из-за изменения температуры, отношение напряжения к току не всегда будет одинаковым. Тиристоры, электрическая дуга, диоды и светодиоды не поддерживают закон Ома. Лампа накаливания не подчиняется закону Ома, поскольку сопротивление провода изменяется при нагревании из-за увеличения тока и напряжения.Полупроводники, такие как германий и кремний, не поддерживают закон Ома. Неомические проводники не подчиняются закону Ома. Неомические цепи состоят из неомических элементов.

Мощность и закон Ома

Мы знаем, что сила — это скорость выполнения работы. Это скорость, с которой энергия либо забирается, либо выдается в цепи. Единица мощности — ватт.

Мощность P = Напряжение * Ток = В * I

Из закона Ома получаем I = V / R.Подставляя это значение, получаем P = V * V / R = V ² / R.

Также V = I R. Подставляя получаем I R * R = I ² R.

Таблица закона Ома

Закон Ома Круговая диаграмма

Проблемы

Схема

А имеет напряжение АКБ 20 В.В цепь подключается лампа сопротивлением 5 Ом. Рассчитайте ток и мощность цепи.

Решение:

Ток I = напряжение / сопротивление = 20/5 = 4 А.

Мощность P = Напряжение * Ток = 20 * 4 = 80 Вт. Лампа выдает 80 Вт мощности в виде тепла и света.

или мощность P = I ² R = 4 ² * 5 = 16 * 5 = 80 Вт

или мощность P = V ² / R = 20 ² /5 = 400/5 = 80 Вт.

Сводка

• Джордж Саймон Ом сформулировал закон Ома.

• Электрический ток, протекающий по проводу, будет прямо пропорционален разности потенциалов на концах, когда температура остается постоянной. Таким образом, напряжение V = ток * сопротивление (I R), ток I = напряжение / сопротивление = V / R. Сопротивление R = напряжение / ток = V / I.

• Напряжение можно определить как движущую силу для производства электроэнергии.Ток — это скорость потока электронов в цепи. Сопротивление ограничивает поток электронов в цепи.

• Законы, относящиеся к электрическому току, такие как закон Кирхгофа, происходят из закона Ома. Закон применим для линейных цепей. Это иначе известно как омические цепи.

• Значения напряжения, тока и сопротивления можно найти по закону Ома.

• Трансформаторы, генераторы, электрические обогреватели и лампы накаливания — все они разработаны по принципу закона Ома.

• Закон не распространяется на односторонние сети и нелинейные элементы.

• Мощность, P = V * I, P = V ² / R, P = I ² R.

Посмотрите это видео, чтобы получить дополнительную информацию

Другие показания

Закон Ома

Особенности курса

• 101 Видеолекция
• Примечания к редакции
• Документы за предыдущий год
• Ментальная карта
• Планировщик обучения
• Решения NCERT
• Обсуждение Форум
• Тестовая бумага с видео-решением

.Закон

Ом — Заявление и формула закона Ома

Ом используется термопара, которая является стабильным источником напряжения, когда речь идет о внутреннем сопротивлении, и постоянным источником напряжения. Для измерения напряжения он использовал гальванометр. Ом знал о том, что температура спая пропорциональна напряжению на двух выводах термопары. Чтобы завершить цепь или сделать ее замкнутой, он использовал различные провода разной длины, свойств и диаметра.Результаты, которые он получил, могли быть получены на основе уравнения:

X = a / (b + l), где x — показание гальванометра, a — постоянная, зависящая от температуры перехода соединения, b — постоянная величина, l — длина используемого проводника.

В свете приведенного выше уравнения он вывел закон пропорциональности как

I = E / (r + Rl), где E — ЭДС термопары, внутреннее сопротивление — r, а R — сопротивление испытательного провода на единицу. длина.

Произведения Ома, впечатленные его работами, которые привели к множеству новых открытий, были названы «паутиной обнаженных фантазий».

Согласно закону Ома величина тока, протекающего по проводнику, прямо пропорциональна величине разности потенциалов, приложенной к двум клеммам. Уравнение закона Ома: I = V / R, здесь коэффициент пропорциональности R — сопротивление, V — напряжение, а I — ток, протекающий по проводу. В этом законе сопротивление считается постоянным и не зависит от протекающего через него тока.Единица измерения R — ом, I — ампер, а V — вольты в стандартных единицах. Закон также определяет проводимость материала, по которому протекает ток.

Закон Ома часто обобщается в физике для многих других приложений.

Эмпирический закон, который является законом Ома, в его обобщенной форме утверждает, что ток пропорционален электрическому полю. Но это обобщение применимо не ко всем материалам. Некоторые материалы могут разрушаться в присутствии очень сильного электрического поля, а некоторые материалы не подчиняются этому закону в присутствии слабых электрических полей.Такие материалы, которые не подчиняются закону Ома, известны как неомические материалы. Но когда этот закон соблюдается, он применим даже к очень мелким масштабам, таким как атомный масштаб.

В электромагнетизме он используется в векторной форме, которая утверждает, что J = σE. Здесь j рассматривается как плотность тока в определенном месте материала, E — электрическое поле, а σ — проводимость, которая является свойством используемого материала.

Чтобы понять закон Ома, нам нужно понять три основных принципа, а именно: напряжение, ток и сопротивление.

Напряжение: количество энергии, приходящейся на кулон, называется напряжением. Его также можно описать как количество потенциальной энергии между двумя терминалами. 1В определяется как разность потенциалов между двумя выводами, которая дает нам 1 Джоуль энергии на кулон зарядов, проходящих через него.

Сопротивление: свойство материала, благодаря которому он имеет тенденцию сопротивляться прохождению тока через него, известно как сопротивление. Таким образом, схема, в которой значение сопротивления больше, позволит протекать через нее меньшему количеству зарядов, а схема с меньшим значением сопротивления позволит протекать количеству электронов и, таким образом, поддерживать количество тока, протекающего через Это.

В проводе с равномерной площадью поперечного сечения значение сопротивления будет зависеть от величины площади поперечного сечения и длины провода. Он прямо пропорционален l / A.

R = ρ

Сопротивление также зависит от температуры проводника.

Ток: скорость прохождения зарядов через определенную площадь поперечного сечения называется током. Другими словами, 1 А описывается как величина тока при заряде 1С или 6.24 x 10-19 электронов проходят через площадь поперечного сечения за единицу времени.

Вот некоторые другие важные параметры:

Скорость дрейфа: в проводнике присутствующие ионы подвижны и постоянно перемещаются беспорядочно. Для существования чистого потока заряда необходимо, чтобы частицы двигались вместе со средней скоростью. В металлических частицах электроны являются носителями заряда, которые движутся в направлении, противоположном направлению электрического тока, протекающего по проводнику.Движение идет в случайном направлении. Эта скорость или дрейф называется скоростью дрейфа. Значение скорости дрейфа можно рассчитать по уравнению:

I = nAvQ, где n — количество носителей заряда в единице объема, A — площадь поперечного сечения, через которое протекает ток, v — средняя скорость дрейфа, I — ток, а Q — величина заряда на каждой несущей. Обычно скорость или скорость дрейфа электронов в проводнике намного меньше. Например, возьмем медный провод, площадь сечения которого равна 0.5 мм2, а ток, протекающий через него, равен 5 A. Таким образом, скорость дрейфа частиц будет в миллиметрах, что и в секунду.

Удельное сопротивление: величина, обратная проводимости, называется удельным сопротивлением.

E = ρJ, где ρ известно как удельное сопротивление.

ОГРАНИЧЕНИЯ ЗАКОНА ОМА:

Закон Ома не лишен ограничений. Это:

В односторонних сетях или сетях, которые допускают протекание тока только в одном направлении и состоят из других электрических элементов, таких как диод, транзистор и т. Д., Закон Ома не работает и не может применяться в сети.

Нелинейные элементы или элементы, в которых ток не определенно пропорционален приложенному напряжению. В таких элементах сопротивление не является постоянной величиной и постоянно меняется с изменением значения приложенного напряжения и тока. Следовательно, такие элементы не подчиняются закону Ома, который изменяет значение сопротивления.

ПРИМЕНЕНИЕ ЗАКОНА ОМА:

Закон Ома помогает нам определять значения сопротивления, тока, протекающего в цепи, и приложенного напряжения.Следовательно, с помощью этих значений мы можем найти значения других факторов, таких как скорость дрейфа, удельное сопротивление и многие другие. Это также позволяет нам рассчитать значение потребляемой мощности.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ЕЖЕДНЕВНОЙ ЖИЗНИ:

Будучи фундаментальным законом, закон Ома имеет множество практических применений в электрических компонентах и, следовательно, в электрических приборах. Давайте сосредоточимся на некоторых практических применениях закона Ома, с которыми мы сталкиваемся в нашей повседневной жизни.

Используется для управления скоростью вентиляторов: все мы знаем, что такое потенциометр.Электрический компонент, сопротивление которого имеет переменное значение, известен как потенциометр. Для управления скоростью стандартного вентилятора можно было использовать потенциометр. Это достигается с помощью круглой ручки. Ручка фиксируется на компоненте. Эта ручка вращается и используется для достижения желаемого значения сопротивления на выходном компоненте. Следовательно, для конкретного значения сопротивления входа мы можем вычислить значение сопротивления, протекающего тока. Итак, это дает нам знание силы.Эти значения рассчитываются с помощью закона Ома.

Расчет требуемой мощности компонентов: для работы любых электроприборов, таких как утюг, электрический чайник и многие другие, используется огромное количество резисторов. Они необходимы для правильного функционирования этих приборов. Для обеспечения правильной работы этих резисторов требуется правильный выбор мощности. Мощность рассчитывается по формуле P = VI.

Потребляемая мощность и мощность, подаваемая электронным устройством. Катушка, используемая в нагревателе, и приложенное напряжение помогают нам определить мощность электрического нагревателя.Когда это рассчитывается, мощность умножается на продолжительность времени, в течение которого она использовалась, а также на количество дней, после чего мы получаем сумму, которую нам нужно заплатить в соответствии со счетом за электричество.

Предохранители: Закон Ома также полезен при выборе предохранителей, которые будут использоваться. Для защиты цепи используются предохранители и автоматические выключатели. Они соединены последовательно с электрическими приборами. Закон Ома позволяет нам найти значение тока, который может протекать через предохранители.Если значение тока слишком велико, это может привести к повреждению цепи и даже к взрыву электронного устройства. Есть два случая, когда можно использовать закон Ома для выбора предохранителей. Первый — когда сопротивление известно, а второй — когда значение сопротивления неизвестно.

.

Ограничения закона Ома — Учебные материалы для IIT JEE

• Полный курс физики — 11 класс

• ПРЕДЛАГАЕМАЯ ЦЕНА: рупий.2 968

• Просмотр подробностей

Ограничения закона Ома

Хотя закон Ома является важным принципом в области электроники, его нельзя рассматривать как действительный физический закон.Мы знаем, что по закону Ома напряжение / ток = константа, а эта константа — это сопротивление. Но сопротивление не остается постоянным. Когда ток проходит через материал, он нагревается. Когда температура материала изменяется, сопротивление изменяется. Поэтому, когда сопротивление изменяется, и мы делим напряжение на резисторе на ток, проходящий через него, мы не всегда будем получать одни и те же числа.

Закон

Ома применим и действителен для многих материалов.Но есть некоторые материалы, которые не поддерживают закон Ома. Некоторые материалы и устройства, которые используются в электрических цепях, не обладают пропорциональностью между напряжением и током. Для примера рассмотрим диод и построим график между напряжением и током. Когда значение напряжения отмечается в обратном направлении, сохраняя фиксированную величину, он производит ток с другой величиной в противоположном направлении. Связь между напряжением и током не линейна.

Диоды

Например, , когда диод p-n-перехода смещен в прямом направлении, сначала ток растет медленно, даже если напряжение увеличивается, а ток растет быстро. Нелинейные элементы не поддерживают закон Ома. Примерами этого являются тиристор и электрическая дуга. Такие материалы, как Ga As, дают более одного значения V для одного и того же значения тока.

Диод не поддерживает закон Ома

Рассмотрим водяной вольтаметр.Здесь, хотя напряжение увеличивается, ток увеличивается только после определенного значения напряжения. Закон Ома не применяется к односторонним сетям. Проводники, которые не подчиняются закону Ома, называются неомическими проводниками . Полупроводники, такие как германий и кремний, не подчиняются закону Ома. Другие примеры включают транзистор, электронные лампы, диод и триодный вентиль. Цепи, состоящие из неомических проводников, известны как Неомические цепи . Закон Ома действует только тогда, когда температура и другие физические параметры не влияют на сопротивление металлических проводников.

Другой пример — лампа накаливания. Вольфрамовая нить, находящаяся в колбе, нагревается при повышении напряжения, сопротивление проволоки изменяется. Таким образом, нить накала лампы не соответствует закону Ома. Закон не применяется к светодиоду, который представляет собой светоизлучающий диод.

Сводка

• По закону Ома напряжение / ток = постоянная величина. Сопротивление материала изменяется при изменении температуры. Таким образом, когда сопротивление изменяется, соотношение напряжения на резисторе и тока, проходящего через него, не будет постоянным.Мы не всегда будем получать одни и те же цифры.

• Нелинейные элементы и односторонние сети не поддерживают закон Ома. Примерами являются диоды, транзисторы и т. Д. Проводники, не подчиняющиеся закону Ома, называются неомическими проводниками . Лампы накаливания не поддерживают закон Ома.

Посмотрите это видео, чтобы получить дополнительную информацию

Другие показания

Ограничения закона Ома

Особенности курса

• 101 Видеолекция
• Примечания к редакции
• Документы за предыдущий год
• Ментальная карта
• Планировщик обучения
• Решения NCERT
• Обсуждение Форум
• Тестовая бумага с видео-решением

.

Каковы ограничения закона Ома? —

Закон Ома гласит, что электрический ток пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Но закон Ома применим не ко всем материалам.

Ниже приведены ограничения закона Ома:

1. Закон Ома не применяется к односторонним электрическим элементам, таким как диоды и транзисторы, поскольку они позволяют току проходить только в одном направлении.
2. Для нелинейных электрических элементов с такими параметрами, как емкость, сопротивление и т. Д., Напряжение и ток не будут постоянными во времени, что затрудняет использование закона Ома.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше о законе Ома .

Примеры ограничений закона Ома

Примеры, когда закон Ома не применим, приведены ниже:

1. Диод — это пример, который помогает понять ограничения закона Ома. Когда для диода строится график зависимости напряжения от тока, видно, что соотношение между напряжением и током не является линейным. Это происходит, когда напряжение отмечается в обратном направлении, так что величина остается неизменной.Видно, что ток возникает в обратном направлении с другой величиной.
2. Рассмотрим водяной вольт-амперметр. Это пример односторонней сети, и закон Ома к таким сетям не применим.
3. Кроме того, не обязательно, чтобы все проводники подчинялись закону Ома. Есть полупроводники, такие как кремний и германий, которые не подчиняются закону Ома, и они известны как неомические проводники.

Посмотрите видео, приведенное ниже, чтобы более подробно понять концепцию закона Ома.

.