Как изменяется ток при изменении сопротивления
Зависимость тока от сопротивления в резистивных элементах
Изменение тока, происходящее при изменении сопротивления, зависит от вольт-амперной характеристики резистивного элемента. Закон Ома описывает связь между током и напряжением на участке цепи, где сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению. При увеличении сопротивления, ток, проходящий через него, уменьшается.
Гиперболическая зависимость тока от сопротивления
Зависимость тока от сопротивления является гиперболической, что означает резкий спад тока при увеличении значения сопротивления.
Линейные резистивные элементы и закон Ома
Зависимость тока от сопротивления справедлива для участка цепи, состоящего из одного элемента, а также для линейных резистивных элементов. Вольт-амперная характеристика линейного элемента представляется в виде прямой линии.
Выражение закона Ома через напряжение
Запишите выражение для закона Ома через напряжение на листе бумаги. Это уравнение равно произведению силы тока на сопротивление резистора. Придайте несколько постоянных значений сопротивления и запишите соответствующие законы Ома для каждого из них. Получите уравнения прямых с различными коэффициентами.
Графики зависимости тока от сопротивления
На одной координатной плоскости начертите графики полученных прямых. При увеличении значения сопротивления, наклон графика прямой также увеличивается, что означает, что при увеличении сопротивления сила тока спадает при заданном напряжении.
Нелинейные резисторы и нелинейная вольт-амперная характеристика
Представьте нелинейную зависимость силы тока от напряжения и нарисуйте на координатной плоскости кривую, например, экспоненциальную. Нелинейный резистор имеет зависимость сопротивления от поданного напряжения и не имеет постоянного значения. Закон Ома не применим для таких резисторов. Нелинейные элементы имеют дифференциальное сопротивление, которое зависит от изменения напряжения.
Отрицательное дифференциальное сопротивление
Также существуют резистивные элементы с отрицательным дифференциальным сопротивлением, где ток падает при повышении напряжения на некотором промежутке ВАХ.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
С увеличением сопротивления нагрузки потокосцепления обмоток уменьшаются, вследствие чего ток в нагрузке начинает уменьшаться при 9я, максимум тока как бы смещается в сторону 9 0, а длительность тока в нагрузке ti уменьшается. [16]
При увеличении сопротивления нагрузки полуось индукции остается неизменной, а полуось напряженности уменьшится в два раза. [17]
При увеличении сопротивления нагрузки минимальный ток в ней остается неизменным, в то время как максимальный ток, равный отношению неизменного выходного напряжения к сопротивлению нагрузки, обратно пропорционален этому сопротивлению. [18]
При увеличении сопротивления нагрузки , подключенной ко вторичным обмоткам, погрешность возрастает. [20]
При увеличении сопротивления нагрузки ток выхода сначала снижается, одновременно с этим вследствие перераспределения напряжения между обмоткой ОП дросселя и нагрузкой снижается переменное напряжение на обмотках ОП, что приводит к уменьшению тока размагничивания И, следовательно, к увеличению тока выхода выпрямителя. [21]
При увеличении сопротивления нагрузки погрешности возрастают, так как увеличивается ток / нам. Поэтому заводами-изготовителями задается величина номинальной вторичной нагрузки ZZB, при которой погрешности трансформатора тока не выходят за пределы величин, установленных ГОСТ для соответствующего класса точности. [23]
При увеличении сопротивления нагрузки свыше оптимального значения , когда Ra K Kv режим делается перенапряженным. [24]
По мере увеличения сопротивления нагрузки расход Q r а следовательно, и эжектируемый расход Q2 уменьшаются. При Qs Qi расход эжектируемого потока равен нулю. [25]
По мере увеличения сопротивления нагрузки напряжение возрастает. [27]
При таком увеличении сопротивления нагрузки напряжение сигнала на входе усилителя в области нижних и средних частот возрастает почти во столько же раз, во сколько увеличено сопротивление нагрузки, что во много раз повышает отношение входного сигнала к шумам первого усилительного элемента. Напряжение тепловых шумов входной цепи при этом увеличивается не сильно, так как оио пропорционально квадратному корню из активной составляющей сопротивления цепи. [28]
При данной связи увеличение сопротивления нагрузки приводит к уменьшению напряжения обратной связи, в результате чего выходное напряжение растет больше, чем без обратной связи, а это эквивалентно повышению выходного сопротивления нагрузки, что для многих случаев весьма нежелательно. Однако с такой связью часто приходится сталкиваться при рассмотрении паразитных связей в усилителях. Например, наиболее распространенный способ подачи постоянного отрицательного смещения на сетку лампы вызывает появление паразитной отрицательной обратной связи по току между анодной и сеточной цепями лампы данного каскада. [29]
Зависимость силы тока от напряжения. Закон Ома для участка цепи. 8-й класс
Цели урока: Установить зависимость между силой тока, напряжением на однородном участке электрической цепи и сопротивлением этого участка.
Задачи урока:
- Выяснить, что сила тока в участке цепи обратно пропорциональна его сопротивлению, если при этом напряжение остается постоянным
- Выяснить, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление не меняется.
- Научиться применять закон Ома для участка цепи при решении задач.
- Научиться определять силу тока, напряжение по графику зависимости между этими величинами, а также сопротивление.
Оборудование: экран, демонстрационный амперметр и вольтметр, источники тока, ключ, соединительные провода, демонстрационный магазин сопротивлений, ТСО, портреты ученых.
- Организационный момент.
- Целью подготовки к восприятию нового материала.
- Изучение нового материала.
- Закрепление знаний, умений и навыков.
- Домашнее задание.
- Подведение итогов урока.
1. Организационный момент.
Учитель: По словам русского поэта XIX века Якова Петровича Полонского,
Царство науки не знает предела –
Всюду следы ее вечных побед,
Разума слово и дело,
Сила и свет.
Эти слова по праву можно отнести к теме, которую мы сейчас изучает – электрические явления. Они подарили нам много открытий, осветивших нашу жизнь в прямом и переносном смысле. А сколько еще неопознанного! Какое поле деятельности для пытливого ума, умелых рук и любознательной натуры. Так что запускайте свой “вечный двигатель”, и вперед! Вспомним, что изучая тему “Электрические явления”, вы узнали основные величины, характеризующие электрические цепи.
2. Актуализация знаний учащихся.
Учитель: В начале, пожалуйста, перечислим основные величины, характеризующие электрические цепи.
Ученики: Сила тока, напряжение и сопротивление.
Учитель: А теперь, дайте небольшую характеристику каждой из этих величин, по следующему плану:
- Название Величины.
- Что характеризует данная величина?
- По какой формуле находится?
- В каких единицах измеряется?
- Каким прибором измеряется или изменяется?
1. Сила тока – характеризует электрический ток в проводнике.
I = q / t – формула для нахождения силы тока, где q-заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, t-время прохождение заряда. Единица измерения – ампер. Измеряется сила тока амперметром.
2. Напряжение – величина, которая характеризует электрическое поле.
U = A/q – формула для нахождения напряжения, где А – работа по переносу заряда через поперечное сечение проводника, q-заряд. Единица измерения – вольт. Напряжение измеряется вольтметром.
3. Сопротивление: характеризует сам проводник, обозначается R, единица измерения 1Ом.
Учитель: Вовочка! На доске заполни таблицу! (Приложение 2.)
Правильно, заполненная таблица . (Приложение 3.)
Учитель: Ребята, а что вы знаете об ученых, открывших силу тока, напряжение, сопротивление?
(Ученики приготовили сообщения об ученых физиках.)
Ученики: Единицы измерения физических величин силы тока, напряжение и сопротивления, названы в честь ученых открывших их. Ампер, Вольт и Ом.
1. Андре-Мари Ампер – на его памятнике надпись: “Он был также добр и также прост, как и велик”. Славился своей рассеянностью. Про него рассказывали, что однажды он с сосредоточенным видом варил в воде свои часы 3 минуты, держа яйцо в руке.
2. Алессандро Вольта – был рыцарем почетного легиона, получил звание сенатора и графа. Наполеон не упускал случая посетить заседания Французской академии наук, где он выступал. Изобрел электрическую батарею, пышно названную “короной сосудов”.
3. Георг Симон Ом – немецкий физик. Работал школьным учителем. Открыл закон зависимости силы тока от напряжения для участка цепи, а также закон, определяющий силу тока в замкнутой цепи. Чувствительный прибор для измерения силы тока он изготовил сам. Опыты и теоретические доказательства были описаны им в главном труде “Гальваническая цепь, разработанная математически”, вышедшем в 1827г.
Разноуровневые задания: (Задания выполняют 2 группы учащихся).
1. Сколько ампер в 250мА?
А) 250А
Б) 25А
В) 2,5А
Г) 0,25 А
2. Вставьте пропущенное определение:
Величина, равная … называется электрическим напряжением.
А) произведению мощности на силу тока;
Б) отношению мощности к силе тока;
В) отношению работы к величине электрического заряда.
3. Начертите схему электрической цепи: источник тока, ключ, амперметр, соединительные провода, две лампочки и вольтметр, измеряющий напряжение на одной из лампочек.
Ответ: (1 – Г; 2 – В; 3 – (Приложение 4.))
1. Сколько киловольт в 750 В?
А) 750000кВ
Б) 0,75кВ
В) 75кВ
Г) 7,5кВ
2. Вставьте пропущенное определение:
Величина равная … называется силой тока.
А) отношению работы к величине электрического заряда
Б) отношению электрического заряда ко времени.
В) произведению работы на время.
3. Начертите схему электрической цепи: источник тока, ключ, амперметр, соединительные провода, две лампочки и вольтметр, измеряющий напряжение на двух лампочках.
Ответ: (1 – Б; 2 –Б; 3 – (Приложение 5.))
3. Изучение нового материала.
Учитель: На прошлых уроках ребята, мы изучали силу тока, напряжение и сопротивление в отдельности. Сегодня мы перед собой поставили цель: раскрыть взаимозависимость силы тока, напряжения и сопротивления на участке электрической цепи. Выясним, как зависит сила тока от сопротивления, если напряжение остается постоянным.
Обратимся к опыту:
1. Соберем цепь, состоящую из: источника тока, амперметра, вольтметра, проводников сопротивлением 1 Ом, 2 Ом, 4Ом. (Приложение 6.)
2. В цепь по очереди включаем проводники, обладающие различным сопротивлением. Напряжение на концах проводника во время опыта поддерживается постоянным. Силу тока в цепи измеряем амперметром.
Результаты измерений поместим в таблицу. (Приложение 7.)
Учитель: Что вы наблюдали?
Ученики: С увеличением сопротивления силы тока уменьшается.
Учитель: Какой вывод можно сделать из этого?
Ученики: Сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
Учитель: Выясним, как зависит сила тока от напряжения, если при этом сопротивление не меняется.
Обратимся к опыту:
1. Соберем цепь, состоящую из источника тока (гальванический элемент), амперметра, спирали из никелиновой проволоки (проводника), ключа и параллельно присоединенного к спирали вольтметра. (Приложение 8.)
2. Присоединяем к первому элементу последовательно , второй, затем третий такой же, замыкаем цепь и отмечаем показание приборов при каждом подключении дополнительного элемента. (Приложение 9, Приложение 10.)
Результаты измерений поместим в таблицу. (Приложение 11.)
Учитель: Что вы наблюдали?
Ученики: При увеличении напряжения в два раза, сила тока увеличивается вдвое. При трех элементах напряжение на спирали увеличивается втрое, во столько же раз увеличилась сила тока.
Учитель: Какой вывод из этого можно сделать?
Ученики: Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.
Учитель: Используя результаты опытов, и выводы сделанные их них, установим зависимость силы тока, напряжения и сопротивления.
Такая запись носит название закона Ома для участка цепи.
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
Историческая справка: Этот закон открыл немецкий физик Георг Симон Ом в 1827году. (Приложение 12.)
Учитель: для того, чтобы вам было легче запомнить формулу закона Ома можно воспользоваться следующим способом ее записи. (Приложение 13.)
Физическая пауза.
Учитель: Прежде чем приступить к решению задач проведем физическую паузу. Представим что мы с вами пассажиры автобуса…
– автобус резко трогается с места – ученики должны наклониться назад,
– автобус тормозит – отклониться вперед,
– автобус поворачивает направо – наклоняются влево,
– автобус поворачивает налево – наклоняются вправо.
Учитель: Какое физическое явление вы изображали?
Ученики: Инерция – явление сохранения скорости тела, когда на это тело не действуют внешние силы.
4. Закрепление умений и навыков.
Используя закон Ома для участка цепи, решим задачу.
Напряжение на зажимах электрического утюга 220В, сопротивление нагревательного элемента утюга 50 Ом. Чему равна сила тока в нагревательном элементе?
Дано:
U = 220В
R = 50 Ом
I – ?
Решение:
I = U/R
I = 220В/50 Ом = 4,4А
Ответ: 4,4А.
На рис. (Приложение 15) изображен график зависимости силы тока от напряжения для двух проводников А и В. Определите сопротивление каждого из проводников. Какой из этих проводников обладает большим сопротивлением?
Учитель: Решаем эту задачу по вариантам. Вариант 1 – находит сопротивление проводника А. Вариант 2 – находит сопротивление проводника В.
Дано:
U = 6 В
I = 3 А
RA – ?
Решение:
R = U/I
R = 6 В/3 А = 2 Ом
Ответ: 2 Ом
Дано:
U = 4 В
I = 1 А
RB – ?
Решение:
R = U/I
R = 4 В/ 1 А = 4 Ом
Ответ: 4 Ом.
5. Домашнее задание: п. 42 – 44, упр. 19 № 3, 4. (Приложение 16.)
6. Подведение итогов урока, оценки работы учащихся.
От чего зависит сопротивление
Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на нем. Это значит, что с увеличением напряжения увеличивается и сила тока. Однако при одинаковом напряжении, но использовании разных проводников сила тока различна. Можно сказать по-другому. Если увеличивать напряжение, то хотя сила тока и будет увеличиваться, но везде по-разному, в зависимости от свойств проводника.
Зависимость силы тока от напряжения для данного конкретного проводника представляет собой сопротивление этого проводника. Оно обозначается R и находится по формуле R = U/I. То есть сопротивление определяется как отношение напряжения к силе тока. Чем больше сила тока в проводнике при данном напряжении, тем меньше его сопротивление. Чем больше напряжение при данной силе тока, тем больше сопротивление проводника.
Формулу можно переписать по отношению к силе тока: I = U/R (закон Ома). В таком случае нагляднее, что чем больше сопротивление, тем меньше сила тока.
Можно сказать, что сопротивление как бы мешает напряжению создавать большую силу тока.
Само сопротивление является характеристикой проводника. Оно не зависит от поданного на него напряжения. Если будет подано большое напряжение, то изменится сила тока, но не изменится отношение U/I, т. е. не изменится сопротивление.
От чего же зависит сопротивление проводника? Оно зависти от
- длины проводника,
- площади его поперечного сечения,
- вещества, из которого изготовлен проводник,
- температуры.
Чтобы связать вещество и его сопротивление, вводится такое понятие как удельное сопротивление вещества. Оно показывает, какое будет сопротивление в данном веществе, если проводник из него будет иметь длину 1 м и площадь поперечного сечения 1 м 2 . Проводники такой длины и толщины, изготовленные из разных веществ, будут иметь разные сопротивления. Это связано с тем, что у каждого металла (чаще всего именно они являются проводниками) своя кристаллическая решетка, свое количество свободных электронов.
Чем меньше удельное сопротивление вещества, тем лучшим проводником электрического тока оно является. Маленьким удельным сопротивлением обладают, например, серебро, медь, алюминий; куда большее у железа, вольфрама; очень большое у различных сплавов.
Чем длиннее проводник, тем большее сопротивление он имеет. Это становится понятно, если принять во внимание, что движению электронов в металлах мешают ионы, составляющие кристаллическую решетку. Чем их больше, т. е. чем длиннее проводник, тем больше у электрона шанс замедлить свой путь.
Однако увеличение площади поперечного сечения делает как бы дорогу шире. Электронам легче течь и не сталкиваться с узлами кристаллической решетки. Поэтому чем толще проводник, тем его сопротивление меньше.
Таким образом, сопротивление прямо пропорционально зависит от удельного сопротивления (ρ) и длины (l) проводника и обратно пропорционально зависит от площади (S) его поперечного сечения. Получаем формулу сопротивления:
В этой формуле на первый взгляд не отражается зависимость сопротивления проводника от его температуры. Однако удельное сопротивление вещества меряется при определенной температуре (обычно 20 °C). Поэтому температура учитывается. Для вычислений удельные сопротивления берут из специальных таблиц.
Для металлических проводников чем больше температура, тем сопротивление больше. Это связано с тем, что при повышении температуры ионы решетки начинают сильнее колебаться и больше мешать движению электронов. Однако в электролитах (растворах, где заряд несут ионы, а не электроны) с повышением температуры сопротивление уменьшается. Здесь это связано с тем, что чем выше температура, тем больше происходит диссоциация на ионы, и они быстрее двигаются в растворе.