Если запомнить из электротехники только одно — пусть это будет закон Ома. Он связывает три главные величины и отвечает на вопрос: «сколько потечёт тока?»
Три величины и одна связь
- Напряжение U (вольты) — то, что толкает ток. Аналогия — напор воды.
- Ток I (амперы) — то, что течёт. Аналогия — поток воды в трубе.
- Сопротивление R (омы) — то, что мешает току. Аналогия — узкая труба.
Связь между ними — это и есть закон Ома:
Формула
U = I × R
Из неё легко получить две другие записи — в зависимости от того, что ищем:
- ток: I = U / R
- сопротивление: R = U / I
Достаточно помнить одну формулу U = I·R — остальные две выводятся простым переносом. Чем больше сопротивление при том же напряжении, тем меньше ток.
Проверьте на практике
Выберите, что искать, и подвигайте два других ползунка — третья величина считается мгновенно. Полоска внизу показывает «течение тока»: чем больше ток, тем быстрее бежит.
Разберём на примере
В переноске стоит лампа. Вы решили заменить её на такую же по напряжению, но с вдвое большим сопротивлением нити.
Шаг 1 — ваш прогноз
Что произойдёт с током в цепи, если сопротивление вырастет вдвое, а напряжение останется прежним?
Шаг 2 — эксперимент
Меняйте одну причину и следите, что происходит с наблюдаемой величиной.
Шаг 3 — объяснение
Ток не задаётся сам по себе: он получается делением напряжения на сопротивление. Напряжение — это то, что толкает, сопротивление — то, что мешает. Удвоив помеху при неизменном напоре, вы вдвое уменьшаете поток. Поэтому лампа с большим сопротивлением потребляет меньший ток и светит слабее, хотя включена в ту же сеть.
Границы модели. Модель считает сопротивление постоянным. У реальной лампы накаливания нить при нагреве меняет сопротивление в разы, поэтому холодная лампа в первый момент берёт заметно больший ток, чем горячая.
Шаг 4 — перенесите в новую ситуацию
Проверьте перенос: в сети 230 В стоит нагреватель сопротивлением 46 Ом. Какой ток он возьмёт? А если рядом включить второй такой же на отдельной линии — изменится ли ток первого?
Обратите внимание: увеличиваете сопротивление — ток падает; поднимаете напряжение — ток растёт. Это и есть закон Ома «на ощупь».
Где это в реальной работе
Из этой формулы растёт почти всё: по току подбирают сечение кабеля и номинал автомата, по ней же считают падение напряжения на длинной линии. Дальше в курсе мы соберём из этого целые цепи.