オームの法則を計算するための理解、公式、および例

物理学の授業では、回路内の直流電気を学びます。それを理解するために、私たちが従わなければならないいくつかの法則があり、そのうちの1つはオームの法則です。

オームの法則は、導体を流れる電流(I)は、両端に印加される電位差(V)に比例するという記述です。つまり、電位差が大きいほど、流れる電流も大きくなります。逆に、与えられた電位差が減少すると、電流は小さくなります。次のように定式化できます。

I = V

両端Vに電位差のある導線に電流Iを流すと、電流は抵抗に反比例し、次のようになります。

Iα1/ R

上記の2つの方程式に基づいて、オームの法則の式は次のようになります。

I = V / RまたはV = IR

量Rは、ワイヤの抵抗です。

オームの法則は、「導体を流れる電流は、温度やひずみなどの導体の物理的条件を一定に保ちながら、両端の電位差に正比例する」と表現することもできます。

次の図に示すように、導線に流れる電流による電位差の変化のグラフは線形です。

(画像)

オームの法則の限界

ただし、オームの法則にも制限があります。この法則は、抵抗が電流に依存しないという仮定に基づいて導き出されました。したがって、抵抗または抵抗は常に一定であり、電流(I)に依存しません。つまり、オームの法則は、流体、半導体材料、または絶縁体には適用されません。オームの法則に準拠しない材料は、非オーム材料と呼ばれます。以下は、非オーミック材料の電流と電位差のグラフです。

(画像)

オームの法則をよりよく理解するために、友達は以下の練習用の質問をすることができます。

(また読む:アルキメデス法の概念と適用)

演習

学生は2つの抵抗器Rを接続します1 およびR2 20Vの電圧のDC電源に直列に接続します。抵抗のカラーコードが次の場合、回路を流れる電流を計算できますか?

(画像)

R1 =黄色、紫、オレンジ

R2 =ブラウン、ブラック、レッド

もしそうなら、答えを一緒に話し合い、一致させましょう。

回答

カーボン抵抗器のカラーコードによると、カラーバンドR1 次の番号を表します。

黄色= 4、紫= 7、オレンジ= 3

R1   =47x103Ω=47kΩ

抵抗Rカラーバンド2 次の番号を表します。

ブラウン= 1、ブラック= 0、レッド= 2

R2 =10x102Ω=1kΩ

したがって、代替抵抗の値は次のようになります。

R = R1 + R2

      =47kΩ+1kΩ

R =48kΩ

回路を流れる電流、I = V / R

V = 20 V、R =48kΩ

>> I = 20V /48kΩ= 4.16 x 10-4A

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