§37. Електричний опір. Закон Ома

Зміст

А ЯК НАСПРАВДІ?

А як на вашу думку: є сенс працювати над удосконаленням матеріалів із нульовим опором чи краще шукати інші варіанти вирішення проблеми?

Я вважаю, що розвиток матеріалів із нульовим опором є критично важливим. Впровадження надпровідників уможливить транспортування електроенергії на значні відстані без жодних втрат, що стане справжньою революцією у світовій енергетиці.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Опишіть дослід, який демонструє, що сила струму в провіднику прямо пропорційна напрузі на його кінцях.

Необхідно зібрати електричне коло, що складається з джерела живлення, резистора, амперметра та вольтметра (підключеного паралельно до резистора). Змінюючи напругу на джерелі, слідкуємо за показами: у скільки разів зростає напруга, рівно у стільки ж разів збільшується сила струму в колі.

2. Дайте означення опору провідника.

Електричний опір — це фізична величина, що визначає здатність провідника перешкоджати проходженню електричного струму.

3. Що таке 1 Ом?

1 Ом — це опір провідника, у якому при напрузі на кінцях 1 В сила струму становить 1 А.

4. Сформулюйте закон Ома для ділянки кола.

Сила струму на ділянці кола прямо пропорційна напрузі на її кінцях і обернено пропорційна електричному опору цієї ділянки ($I=U/R$).

ВПРАВА № 37

1. На рис. 1 зображено електричне коло та його схему. Визначте опір резистора.

Дано:
$U=6\text{ В}$
$I=1,2\text{ А}$

Знайти:
$R$ — ?

Розв’язання:
Використовуємо закон Ома для обчислення опору:
$R=\frac{U}{I}=\frac{6\text{ В}}{1,2\text{ А}}=5\text{ Ом}$

Відповідь: опір резистора дорівнює 5 Ом.

2. Користуючись показами приладів (рис. 2), визначте опір електричної лампи.

Дано:
$U=18\text{ В}$
$I=1,2\text{ А}$

Знайти:
$R$ — ?

Розв’язання:
Знаходимо опір лампи за формулою:
$R=\frac{U}{I}=\frac{18\text{ В}}{1,2\text{ А}}=15\text{ Ом}$

Відповідь: опір лампи становить 15 Ом.

3. Сила струму, який тече в спіралі кип’ятильника, дорівнює 1,5 А. Визначте напругу на спіралі, якщо її опір становить 150 Ом.

Дано:
$I=1,5\text{ А}$
$R=150\text{ Ом}$

Знайти:
$U$ — ?

Розв’язання:
Згідно із законом Ома, напруга дорівнює добутку струму на опір:
$U=I\cdot R=1,5\text{ А}\cdot 150\text{ Ом}=225\text{ В}$

Відповідь: напруга на спіралі становить 225 В.

4. У провіднику, до кінців якого прикладено напругу 12 В, протягом 5 хв пройшов заряд 60 Кл. Визначте опір провідника.

Дано:
$U=12\text{ В}$
$t=5\text{ хв}=300\text{ с}$
$q=60\text{ Кл}$

Знайти:
$R$ — ?

Розв’язання:
Спочатку обчислимо силу струму ($I=q/t$):
$I=\frac{60\text{ Кл}}{300\text{ с}}=0,2\text{ А}$

Тепер знайдемо опір:
$R=\frac{U}{I}=\frac{12\text{ В}}{0,2\text{ А}}=60\text{ Ом}$

Відповідь: опір провідника дорівнює 60 Ом.

5. Якщо в електричному колі (рис. 3) замкнути ключ, то стрілка амперметра розміститься так, як показано на рисунку. Визначте ціну поділки шкали амперметра.

Дано:
$U=6\text{ В}$
$R=1,5\text{ Ом}$
$N=16$ (кількість поділок)

Знайти:
$C_A$ — ?

Розв’язання:

1) Обчислимо силу струму, яку показує амперметр:
$I=\frac{U}{R}=\frac{6\text{ В}}{1,5\text{ Ом}}=4\text{ А}$

2) Визначимо ціну однієї поділки, розділивши значення струму на кількість поділок:
$C_A=\frac{4\text{ А}}{16}=0,25\text{ А}$

Відповідь: ціна поділки амперметра становить 0,25 А.