Закон Ома простыми словами

Закон Ома— это основной закон электрической цепи, и эта статья посвящается именно ему, но для начала давайте разберем некоторые термины, и понятия, которые мы будем здесь использовать

Первый термин

Электрическая цепь

Под фразой электрическая цепь понимается совокупность различных элементов, по которым течет электричество. То есть это должен быть обязательно какой-то источник электричества и устройства, где это электричество используется.
Простой пример: если взять батарейку и лампочку, то по отдельности они являются различными элементами, а вот если мы их соединим- то образуется электрическая цепь, в которой батарейка будет отдавать свой заряд потребителю ( в данном случае лампочке)

Второй термин

Напряжение

Раз уж речь у нас идет о электричестве, то давайте вспомним все, о чем был разговор в материале Природа происхождения электричества: за счет того что вещества имеют особенность накапливать заряженные частицы, в них создается определенный потенциал (заряд). Уровень самого заряда может быть отрицательным или положительным (все зависит от того какого рода заряженные частицы в нем накоплены), да и сам по себе уровень заряда может быть разный.

То есть: если взять два любых источника электричества, то их потенциал может иметь разную величину, и эту разницу принято называть напряжением. Напряжение обозначается буквою U, Измеряется в Вольтах (на зарубежных схемах обозначается буквой V).

Напряжение- величина, конечно-же относительная (ведь она берется между двух источников): оно может измеряться как относительно двух однополярных источников, так и относительно двух разнополярных источников, так и относительно земли (на схемах это «общий» провод).

Для ясности давайте разберем простой пример: возьмем два обыкновенные батарейки

Разница между контактами каждой из батареек будет составлять 1,5V, но если их соединить последовательно, то общая разница будет уже 3,0V.

В схемах, где все замеры производятся относительно «общего» провода, напряжение может иметь разную полярность: быть положительным и отрицательным.

Третий термин

Сопротивление

Как мы уже знаем, разные материалы электричество проводят по разному. Об этом уже упоминалось в статье Проводники и диэлектрики. Однако помимо того что сами материалы могут оказывать сопротивление прохождению электричества, в электротехнике существует еще одно понятие: сопротивление нагрузки. В данном случае, наверное, правильнее было-бы сказать «потребитель электричества», ведь это может быть то угодно: электрическая лампочка, нагревательный элемент, электродвигатель, электронное или бытовое устройство и так далее- ведь все они создают нагрузку для электрической цепи.
Ну и, как Вы сами понимаете, нагрузка может быть разной: ведь даже самые обыкновенные электро-лампочки могут иметь различную мощность, не говоря уже о более сложной технике.

Электрическое сопротивление принято измерять в Омах (обозначается буквой R). Существуют специальные радиодетали- резисторы, имеющие фиксированную величину сопротивления, но в электротехнических расчетах, буквою R может обозначаться и вся нагрузка в целом.

Термин четвертый

Электрический ток

Здесь, в общем-то из самого термина видно, что речь идет о какой-то величине, протекающей в электрической цепи и она, конечно-же может быть разная: ведь она непосредственно зависит и от напряжения в самой электрической цепи и от нагрузки, применяемой в этой цепи.
В электротехнике принято измерять не то чтобы сам электрический ток, а его силу, и этот термин так и называется- сила тока. В электротехнических формулах сила тока обозначается буквою I, измеряется сила тока в Амперах (обозначается буквою A).

Ну, вот, наконец-то мы с Вами и подобрались к основному закону электрической цепи, называется он Заком Ома. Выглядит он вот так:

Ох уж эти ученые…. Вечно они придумывают всякие заумные формулировки, так что давайте разберемся что он означает (так сказать если «по-простому»):
* Если мы будем увеличивать напряжение в электрической цепи, но при этом нагрузку менять не будем, то ток в этой цепи будет расти.
* Если напряжение меняться не будет, но будет уменьшаться сопротивление нагрузки- ток вырастет.
* Если нагрузка будет равна «0»: по математическим законам на «0» делить нельзя, и поэтому принято говорить «сопротивление стремиться к нулю», ток устремится к бесконечности.

Ну а если вообще ,что называется «проще некуда»

Розетка электрическая, 220 Вольт.
*Вариант первый: Ничего не включено. Нагрузка отсутствует, значит ток равен нулю.
* Вариант второй: В розетку включили электроприбор, имеющий сопротивление нагрузки 100 Ом. Возник электрический ток, сила которого будет 220V/100R= 2,2A.
* Вариант третий: В розетку воткнули металлическую булавку (экспериментировать не желательно!!!). Сопротивление у железа очень маленькое , значит нагрузка также будет ничтожная- сила тока резко подскочит и будет увеличиваться, и остановить этот подъем сможет только разрыв электрической цепи.

И под конец- еще один часто встречающийся термин

Электрическая Мощность

Электрическая мощность это физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Обозначается она буквою P, Измеряется она в Ваттах, по русски пишется Вт (международное обозначение W)

Рассчитывается электрическая мощность по формуле

А исходя из того что согласно закону Ома, силу тока можно выразить через напряжение и сопротивление, то и формулу электрической мощности можно преобразовать вот таким образом:

Ну и, что называется, под занавес…

Хотя закон Ома и считается основным законом электрической цепи, однако он имеет, скорее, относительное значение, и вот почему:
Во-первых характер нагрузки может меняться в процессе работы. Так, например, почти все нагревательные элементы при нагреве изменяют свое сопротивление. Если, к примеру, взять самую обыкновенную электролампочку и изменить ее сопротивление в холодном состоянии, то сопротивление спирали будет очень и очень маленькое. То есть- исходя их закона Ома, ток потребления у нее должен быть огромным, однако на практике этого не происходит, так как при нагреве спирали, сопротивление у нее увеличивается. Происходит это практически мгновенно, однако все равно при включении мы получим небольшой бросок по току
(именно поэтому электролампочки чаще всего перегорают именно при включении)
Во- вторых напряжение- это понятие также относительное, и оно может иметь разную полярность, в зависимости от того, относительно чего его измерять. Для примера- вот рисунок

Две самые обыкновенный батарейки, соединенные последовательно. Суммарное напряжение у них будет 3 Вольта. Однако…
Если измерять напряжение относительно их точки соединения, то мы получим два напряжения различной полярности. Логически получается что для расчета тока при отрицательных напряжениях, мы должны в формулу закона Ома подставлять отрицательные значения, однако это не так- при расчетах полярность напряжения не учитывается!

Ну, и напоследок— если речь идет о переменной токе, то там вообще все ужасно запутанно…
Переменный ток потому и назвали переменным, что он постоянно меняется, поэтому вышеуказанная формула действительна лишь для, так называемого, «действующего значения» переменного тока, а полная формула закона Ома для переменного тока выглядит несколько иначе- вы найдете ее в статье постоянный и переменный ток.

Ну вот, на этом, пожалуй, можно и закончить изучение закона Ома. Надеюсь что все было понятно и статья будет Вам полезна