TEN Pierwsze prawo Ohma postuluje, że jeśli w a obwód elektryczny złożony z rezystora, bez wahań temperatury, podłączamy napięcie elektryczne, przez rezystor będzie przepływał prąd elektryczny. Dzięki niemu dostrzegamy proporcjonalność między napięciem, rezystancją i prądem elektrycznym, a jeśli zwiększymy wartość jednej z tych wielkości, wpłynie to również na inne.
Wiedzieć więcej: Jaka jest prędkość prądu elektrycznego?
Podsumowanie pierwszego prawa Ohma
Pierwsze prawo Ohma mówi, że jeśli różnica potencjałów zostanie przyłożona do rezystora w stałej temperaturze, przepłynie przez niego prąd elektryczny.
Pokazuje związek między Napięcie elektryczne, opór elektryczny oraz prąd elektryczny.
Rezystor elektryczny to urządzenie, które kontroluje przepływ prądu przez obwód elektryczny.
Rezystory elektryczne mogą być omowe lub nieomowe, obie o rezystancji, którą można obliczyć za pomocą Prawa Ohma.
Wszystkie rezystory elektryczne mają właściwość oporności elektrycznej.
Używając wzoru na pierwsze prawo Ohma, stwierdzamy, że opór jest równy podziałowi między napięciem a prądem elektrycznym.
W przypadku rezystora omowego wykres pierwszego prawa Ohma jest linią prostą.
W przypadku rezystora nieomowego wykres pierwszego prawa Ohma jest krzywą.
Pierwsze i drugie prawo Ohma zapewnia obliczenie rezystancji elektrycznej, ale wiąże ją z różnymi wielkościami.
Wideo na temat pierwszego prawa Ohma
Co mówi pierwsze prawo Ohma?
Pierwsze prawo Ohma mówi nam, że gdy zastosujemy do dwóch końcówek a rezystor elektryczny, à temperatura stała, różnica potencjałów (napięcia elektrycznego), przez którą będzie przepływał prąd elektryczny, jak widać poniżej:
Ponadto dzięki jego formule uświadamiamy sobie, że opór elektryczny jest proporcjonalny do napięcia elektrycznego (ddp lub różnica potencjałów elektrycznych), ale odwrotnie proporcjonalny do prądu elektrycznego. Więc jeśli zwiększymy napięcie, opór również wzrośnie. Jeśli jednak zwiększymy prąd, opór zmniejszy się.
\(R\propto U\ \)
\(R\propto\frac{1}{i}\)
Czym są rezystory?
rezystory są urządzenia elektryczne z funkcją kontroli przepływu prądu elektrycznego w obwodzie elektrycznym, przekształcając energię elektryczną z napięcia elektrycznego w Energia cieplna lub ciepło, który jest znany jako efekt dżula.
Jeśli rezystor jest zgodny z pierwszym prawem Ohma, nazywamy go rezystorem. rezystor omowy, ale jeśli nie przestrzega pierwszego prawa Ohma, otrzymuje nomenklaturę rezystor nieomowy, niezależnie od typu. Oba rezystory są obliczane według wzorów prawa Ohma. Większość urządzeń ma w obwodzie rezystory nieomowe, tak jak w przypadku kalkulatorów i telefonów komórkowych.
Co to jest opór elektryczny?
Opór elektryczny to fizyczna właściwość, którą rezystory elektryczne muszą zawierać transfer prądu elektrycznego do reszty obwodu elektrycznego. Symbolizuje go kwadrat lub zygzak w obwodach:
Przeczytaj też: Zwarcie — gdy prąd elektryczny nie napotyka żadnego oporu w obwodzie elektrycznym
Pierwsza formuła prawa Ohma
Wzór odpowiadający pierwszemu prawu Ohma to:
\(R=\frac{U}{i}\)
Można go przepisać jako:
\(U=R\cdot i\)
ty → różnica potencjałów (ddp), mierzona w woltach [V].
R → rezystancja elektryczna mierzona w omach [Ω].
i → prąd elektryczny mierzony w Amperach [A].
Przykład:
Rezystor 100 Ω ma prąd elektryczny \(20\ mA\) przekroczenie go. Określ różnicę potencjałów na zaciskach tego rezystora.
Rezolucja:
Użyjemy wzoru pierwszego prawa Ohma, aby znaleźć ddp:
\(U=R\cdot i\)
\(U=100\cdot20\ m\)
O m w \(20\ mA\) oznacza mikro, co jest warte \({10}^{-3}\), następnie:
\(U=100\cdot20\cdot{10}^{-3}\)
\(U=2000\cdot{10}^{-3}\)
przekształcając się w notacja naukowa, mamy:
\(U=2\cdot{10}^3\cdot{10}^{-3}\)
\(U=2\cdot{10}^{3-3}\)
\(U=2\cdot{10}^0\)
\(U=2\cdot1\)
\(U=2\V\)
Napięcie między zaciskami rezystora wynosi 2 V.
Wykresy pierwszego prawa Ohma
Wykres pierwszego prawa Ohma zależy od tego, czy pracujemy z opornikiem omowym, czy nieomowym.
Grafika rezystora omowego
Wykres dla rezystora omowego, zgodnego z pierwszym prawem Ohma, zachowuje się jak linia prosta, jak widać poniżej:
Podczas pracy z wykresami możemy obliczyć opór elektryczny na dwa sposoby. Pierwszym z nich jest zastąpienie danych prądu i napięcia we wzorze pierwszego prawa Ohma. Drugi to styczna do kąta θ, według wzoru:
\(R=tan{\theta}\)
R → rezystancja elektryczna mierzona w omach [Ω].
θ → kąt nachylenia linii mierzony w stopniach [°].
Przykład:
Korzystając z wykresu, znajdź wartość oporu elektrycznego.
Rezolucja:
Ponieważ nie otrzymaliśmy informacji o wartościach prądu i napięcia elektrycznego, rezystancję znajdziemy poprzez tangens kąta:
\(R=\tan{\theta}\)
\(R=tan45°\)
\(R=1\mathrm{\Omega}\)
Więc rezystancja elektryczna wynosi 1 Ohm.
Wykres rezystora nieomowego
Wykres dla rezystora nieomowego, który nie spełnia pierwszego prawa Ohma, zachowuje się jak krzywa, jak widać na poniższym wykresie:
Różnice między pierwszym prawem Ohma a drugim prawem Ohma
Chociaż pierwsze i drugie prawo Ohma dają wzór na opór elektryczny, różnią się one w stosunku do wielkości, które odnosimy do oporu elektrycznego.
Pierwsze prawo Ohma: przynosi związek rezystancji elektrycznej z napięciem elektrycznym i prądem elektrycznym.
Drugie prawo Ohma: informuje, że rezystancja elektryczna zmienia się w zależności od rezystancja i wymiary przewodu. Im większa rezystywność elektryczna, tym większa rezystancja.
Wiedz również: 10 podstawowych równań fizyki dla Enem
Rozwiązane ćwiczenia z pierwszego prawa Ohma
Pytanie 1
(Vunesp) Wartości nominalne żarówki stosowanej w latarce to: 6,0 V; 20 mA. Oznacza to, że rezystancja elektryczna twojego żarnika wynosi:
A) 150 Ω, zawsze przy włączonej lub wyłączonej lampie.
B) 300 Ω, zawsze przy włączonej lub wyłączonej lampie.
C) 300 Ω przy włączonej lampie i ma znacznie wyższą wartość, gdy jest wyłączona.
D) 300 Ω przy włączonej lampie i ma znacznie niższą wartość, gdy jest wyłączona.
E) 600 Ω przy włączonej lampie i ma znacznie wyższą wartość, gdy jest wyłączona.
Rezolucja:
Alternatywa D
Korzystanie z pierwszego prawa Ohma:
\(U=R\cdot i\)
\(6=R\cdot20\ m\)
O m w \(20\ mA\) oznacza mikro, co jest warte \({10}^{-3}\), następnie:
\(6=R\cdot20\cdot{10}^{-3}\)
\(R=\frac{6}{20\cdot{10}^{-3}}\)
\(R=\frac{0.3}{{10}^{-3}}\)
\(R=0.3\cdot{10}^3\)
\(R=3\cdot{10}^{-1}\cdot{10}^3\)
\(R=3\cdot{10}^{-1+3}\)
\(R=3\cdot{10}^2\)
\(R=300\ \mathrm{\Omega}\)
Rezystancja zmienia się wraz z temperaturą, więc temperatura żarnika jest niższa, gdy żarówka jest wyłączona, rezystancja również będzie niższa.
pytanie 2
(Uneb-BA) Rezystor omowy poddany działaniu ddp 40 V przechodzi przez prąd elektryczny o natężeniu 20 A. Gdy przepływający przez niego prąd jest równy 4 A, ddp w woltach na jego zaciskach będzie wynosił:
a) 8
B) 12
C) 16
D) 20
E) 30
Rezolucja:
Alternatywa A
Obliczymy wartość rezystora, gdy zostanie on przepuszczony przez prąd 20 A i poddany ddp 40 V, korzystając ze wzoru z pierwszego prawa Ohma:
\(U=R\cdot i\)
\(40=R\cdot20\)
\(\frac{40}{\ 20}=R\)
\(2\mathrm{\Omega}=R\)
Użyjemy tego samego wzoru, aby znaleźć ddp na zaciskach, gdy rezystor jest przepuszczany przez prąd 4 A.
\(U=R\cdot i\)
\(U=2\cdot4\)
\(U=8\V\)
By Pâmella Raphaella Melo
Nauczyciel fizyki
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-de-ohm.htm
