Калькулятор закона Ома

Как считается закон Ома

Закон Ома описывает связь трёх величин на участке электрической цепи. Сила тока I прямо пропорциональна напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению R: I = U / R. Проще говоря, чем выше напряжение, тем больше ток, а чем выше сопротивление, тем ток меньше. Из основной формулы простыми перестановками получают две другие: напряжение U = I · R и сопротивление R = U / I.

Напряжение U — это разность потенциалов, «давление», которое гонит заряды по проводнику; измеряется в вольтах (В). Сила тока I показывает, сколько заряда проходит через сечение за секунду, и измеряется в амперах (А). Сопротивление R характеризует, насколько проводник или прибор мешает току, и измеряется в омах (Ом). Дополнительно калькулятор считает мощность — скорость, с которой на участке выделяется энергия: P = U · I, результат в ваттах (Вт).

Все величины связаны, поэтому достаточно знать любые две из трёх, чтобы найти оставшуюся, а затем и мощность. Результаты округляются до трёх знаков после запятой — этого хватает для бытовых и учебных расчётов.

Пример расчёта

Пусть к участку цепи приложено напряжение U = 12 В, а его сопротивление R = 4 Ом. Найдём силу тока по закону Ома: I = U / R = 12 / 4 = 3 А. Через участок пойдёт ток три ампера. Теперь посчитаем мощность: P = U · I = 12 · 3 = 36 Вт. Столько энергии в секунду выделяется на этом участке — например, в виде тепла на резисторе или свечения лампы.

Проверим согласованность формул на обратных задачах. Если известны ток I = 3 А и сопротивление R = 4 Ом, то напряжение U = I · R = 3 · 4 = 12 В — мы вернулись к исходному значению. А если знать напряжение U = 12 В и ток I = 3 А, то сопротивление R = U / I = 12 / 3 = 4 Ом. Все три режима описывают одну и ту же цепь с разных сторон, и результаты сходятся, что удобно использовать для самопроверки. Заметьте: увеличив напряжение вдвое при том же сопротивлении, вы вдвое увеличите ток и вчетверо — мощность, ведь она зависит от произведения тока и напряжения.

Что важно учесть

Следите за единицами измерения. Формулы дают корректный результат, только если напряжение в вольтах, ток в амперах, а сопротивление в омах. Если данные приведены в милливольтах, миллиамперах или килоомах, сначала переведите их в основные единицы: например, 2 кОм — это 2000 Ом, а 500 мА — это 0,5 А. Иначе ответ будет отличаться в тысячи раз.

Нельзя делить на ноль. При поиске тока сопротивление должно быть отлично от нуля, а при поиске сопротивления — ток. Физически нулевое сопротивление означало бы короткое замыкание с неограниченно большим током, а нулевой ток — разрыв цепи, поэтому такие значения калькулятор не принимает и просит проверить ввод. Помните и о том, что закон Ома в этом простом виде справедлив для линейных элементов — резисторов и проводов; у диодов, ламп накаливания и других нелинейных приборов сопротивление зависит от режима.

Закон Ома — основа практических расчётов в электрике и электронике. По нему подбирают гасящие резисторы, оценивают ток в нагрузке, проверяют, выдержит ли проводка прибор, и рассчитывают, сколько тепла выделит нагреватель. Связка с формулой мощности позволяет прикинуть потребление устройства и подобрать блок питания или предохранитель. Понимание этих соотношений помогает безопасно обращаться с электричеством и быстро находить ошибки в схеме.

Практическая задача, которую чаще всего решают этой формулой, — перевести киловатты прибора в амперы и выбрать провод. Как это делается для 220 и 380 В, с таблицей допустимых токов по ПУЭ, разобрано в статье какое сечение кабеля нужно под нагрузку.