Výpočet proudu podle Ohmova zákona

Elektrické napětí způsobuje, že se objeví proud. Pro vznik proudu však nestačí pouze přítomnost napětí, je nutný i uzavřený proudový obvod.

Stejně jako se měří rozdíl vody (tj. tlak vody) mezi dvěma úrovněmi, tak se elektrické napětí měří voltmetrem mezi dvěma body.

Jednotkou napětí a elektromotorické síly je 1 volt (1 V). Napětí 1 V má prvek Volta (desky z mědi a zinku ve zředěné kyselině sírové). Normální Westonův článek má konstantní a přesné napětí 1,0183 V při 20 °C.

Ohmův zákon vyjadřuje vztah mezi elektrickým proudem Az, napětím U a odporem r. Elektrický proud je přímo úměrný napětí a nepřímo úměrný odporu: I = U / r

Další podrobnosti naleznete zde: Ohmův zákon

Příklady:

1. Žárovka svítilny je připojena k suché baterii o napětí 2,5 V. Jaký proud protéká žárovkou, je-li její odpor 8,3 ohmu (obr. 1)?

Rýže. 1.

I = U/r = 4,5/15 = 0,3 A

2.Žárovka je připojena k baterii 4,5 V, jejíž cívka má odpor 15 ohmů. Jaký proud protéká žárovkou (obr. 2 znázorňuje spínací obvod)?

Rýže. 2.

V obou případech protéká žárovkou stejný proud, ale ve druhém případě se spotřebuje více energie (žárovka svítí jasněji).

3. Topná spirála elektrické varné desky má odpor 97 ohmů a je připojena na síťové napětí U =220 V. Jaký proud protéká spirálkou? Schéma zapojení viz Obr. 3.

Rýže. 3.

I = U/r = 220/97 = 2,27 A

Odpor cívky 97 ohmů je dán zohledněním zahřívání. Odolnost proti chladu je menší.

4. Voltmetr zapojený do obvodu podle schématu na Obr. 4, ukazuje napětí U =20. století Jaký proud protéká voltmetrem pokud vnitřní odpor rc = 1000 ohmů?

Rýže. 4.

Iv = U / rh = 20/1000 = 0,02 A = 20 mA

5. Žárovka (4,5 V, 0,3 A) je zapojena do série s reostatem r= 10 Ohm a napětím baterie U =4 V. Jaký proud bude protékat žárovkou, je-li motor reostatu v polohách 1, 2 a 3 (obr. 5 znázorňuje spínací obvod)?

Rýže. 5.

Odpor žárovky vypočítáme podle jejích údajů: rl = 4,5 / 3 = 15 ohmů

Když je posuvník v poloze 1, celý reostat se zapne, to znamená, že odpor obvodu se zvýší o 10 ohmů.

Proud bude I1 = U / (rl + r) = 0,16 A = 4/25 = 0,16 A.

V poloze 2 teče proud polovinou reostatu, tzn. r = 5 ohmů. I2 = 4/15 = 0,266.

V poloze 3 je reostat zkratován (odstraněn). Tok bude největší, protože prochází pouze cívkou žárovky: Azh = 4/15 = 0,266 A.

6.Teplo vznikající průchodem elektrického proudu transformátorem má být využito k ohřevu zamrzlé železné trubky o vnitřním průměru 500 mm a síle stěny 4 mm. Do bodů 1 a 2 vzdálených 10 m je přivedeno sekundární napětí 3 V. Jaký proud protéká železnou trubkou (obr. 6)?

Rýže. 6.

Nejprve vypočítáme odpor potrubí r, pro který musíme vypočítat průřez potrubí, tedy plochu prstence:

Elektrický odpor železné trubky r = ρl / S = 0,13 x (10/679) = 0,001915 Ohm.

Proud procházející potrubím je: I = U / r = 3 / 0,001915 = 1566 A.

Viz také k tomuto tématu: Výpočet odporu podle Ohmova zákona