Учебные разборы · Физика
Закон Ома: как найти силу тока, напряжение и сопротивление
Для омического участка цепи при неизменных физических условиях сила тока I связана с напряжением U и сопротивлением R формулой I = U/R. В школьных задачах она применяется, например, к резистору. Важно не путать напряжение на участке с ЭДС источника и не считать сопротивление любого устройства постоянным.
Основные формулы
Сила тока: I = U/R
Напряжение: U = I · R
Сопротивление: R = U/I при I ≠ 0
Единицы: I — амперы (А), U — вольты (В), R — омы (Ом). 1 мА = 0,001 А.
Когда подходит эта формула
В этих примерах рассматривается участок цепи постоянного тока с заданным сопротивлением. При постоянном R увеличение напряжения в два раза приводит к увеличению силы тока в два раза.
У реальных устройств сопротивление может зависеть от температуры и режима работы, а зависимость I от U не всегда линейна. Закон Ома для полной цепи с внутренним сопротивлением источника — отдельная модель.
Алгоритм решения
1. Выпишите известные значения и определите, какую величину нужно найти.
2. Переведите ток в амперы, напряжение в вольты, сопротивление в омы.
3. Выберите выражение I = U/R, U = IR или R = U/I.
4. Подставьте числа и единицы. Проверьте результат обратной подстановкой.
Примеры с пошаговым решением
Пример 1. Найти силу тока
Напряжение на резисторе 12 В, сопротивление 4 Ом. Найдите силу тока.
- Дано: U = 12 В, R = 4 Ом. Обе величины уже в СИ.
- Выбираем I = U/R.
- I = 12/4 = 3 А.
Проверка. U = I · R = 3 · 4 = 12 В — совпадает с условием.
Ответ: I = 3 А.
Пример 2. Найти напряжение
Через резистор сопротивлением 20 Ом проходит ток 0,5 А. Найдите напряжение.
- Дано: R = 20 Ом, I = 0,5 А.
- Из I = U/R выражаем U = I · R.
- U = 0,5 · 20 = 10 В.
Проверка. I = U/R = 10/20 = 0,5 А.
Ответ: U = 10 В.
Пример 3. Сначала перевести миллиамперы
Напряжение 6 В, сила тока 200 мА. Найдите сопротивление участка.
- Переводим ток: 200 мА = 200 · 0,001 А = 0,2 А.
- Выбираем R = U/I.
- R = 6/0,2 = 30 Ом.
Проверка. I · R = 0,2 · 30 = 6 В. Если подставить 200 как амперы, получится ошибочный результат.
Ответ: R = 30 Ом.
Частые ошибки
- Подставлять миллиамперы как амперы: 200 мА — это 0,2 А, а не 200 А.
- Перепутать U/R и R/U при поиске силы тока.
- Не указывать единицы в ответе.
- Использовать напряжение источника вместо напряжения нужного участка без обоснования.
- Считать, что сопротивление любого элемента не меняется при изменении напряжения и температуры.
Вопросы по теме
Что будет с током при увеличении сопротивления?
При неизменном напряжении в модели I = U/R ток уменьшается. Если R увеличилось в два раза, ток уменьшится в два раза.
Как быстро проверить единицы?
Вольт, делённый на ом, даёт ампер; ампер, умноженный на ом, даёт вольт. Числа нужно подставлять в согласованных единицах.
Можно ли найти R при I = 0 по формуле U/I?
Деление на ноль не определено. Такой случай требует анализа условий задачи; механически применять R = U/I нельзя.
Разберите свою задачу
Откройте раздел «Физика», введите условие или загрузите фото. Сервис объяснит шаги; ответы ИИ нужно проверять. Чтение этого материала не расходует баланс задач.
Решить свою задачу