Электрическое напряжение является причиной появления тока. Однако для появления тока недостаточно только наличия напряжения, а необходима еще замкнутая цепь тока.
Подобно тому как перепад воды (т. е. давление воды) измеряют между двумя уровнями, так и электрическое напряжение измеряется вольтметром между двумя точками.
Единицей измерения напряжения и электродвижущей силы является 1 вольт (1 В). Напряжение 1 В имеет элемент Вольта (пластины из меди и цинка в разбавленной серной кислоте). Нормальный элемент Вестона имеет при 20° С постоянное и точное напряжение 1,0183 В.
Закон Ома выражает зависимость между электрическим током I, напряжением U и сопротивлением r. Электрический ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению: I = U/r
Подробнее смотрите здесь: Закон Ома
Примеры:
1. Лампочка карманного фонаря подключена к сухой батарее с напряжением 2,5 В. Какой ток течет через лампочку, если ее сопротивление 8,3 Ом (рис. 1)?
![рисунок к примеру 1](/uploads/posts/2015-04/1429452666_11.jpg)
Рис. 1.
I = U/r = 4,5/15 = 0,3 А
2. К батарее с напряжением 4,5 В подключена лампочка, спираль которой имеет сопротивление 15 Ом. Какой ток течет через лампочку (на рис. 2 дана схема включения)?
![рисунок к примеру 2](/uploads/posts/2015-04/1429452686_12.jpg)
Рис. 2.
По лампочке в обоих случаях течет одинаковый ток, однако во втором случае потребляется большая мощность (лампочка светит сильнее).
3. Нагревательная спираль электрической плитки имеет сопротивление 97 Ом и подключена к сети напряжением U =220 В. Какой ток проходит через спираль? Схему включения см. на рис. 3.
![Схема к примеру 3](/uploads/posts/2015-04/1429452631_13.jpg)
Рис. 3.
I = U/r = 220/97 = 2,27 А
Сопротивление спирали 97 Ом дано с учетом нагрева. Сопротивление в холодном состоянии меньше.
4. Вольтметр, включенный в цепь по схеме на рис. 4, показывает напряжение U =20 в. Какой ток протекает через вольтметр, если его внутреннее сопротивление rв = 1000 Ом?
![Схема к примеру 4](/uploads/posts/2015-04/1429452632_14.jpg)
Рис. 4.
Iв = U/rв = 20/1000 = 0,02 А = 20 мА
5. Лампочка (4,5 В, 0,3 А) включена последовательно с реостатом r=10 Ом и аккумулятором напряжением U =4 В. Какой ток будет протекать через лампочку, если движок реостата будет находиться соответственно в положениях 1, 2 и 3 (на рис. 5 дана схема включения)?
![Схема к примеру 5](/uploads/posts/2015-04/1429452691_15.jpg)
Рис. 5.
Сопротивление лампочки подсчитаем по ее данным: rл = 4,5/3 = 15 Ом
Когда движок находится в положении 1, включен весь реостат, т. е. сопротивление цепи увеличивается на 10 ом.
Ток будет равен I1 = U/(rл + r) = 0,16 А = 4/25 = 0,16А.
В положении 2 ток проходит через половину реостата, т. е. г = 5 ом. I2 = 4/15 = 0,266.
В положении 3 реостат закорочен (выведен).Ток будет наибольшим, так как он проходит только через спираль лампочки: Iз = 4/15 = 0,266 А.
6. Теплом, выделяемым при прохождении электрического тока от трансформатора, нужно разогреть замерзшую железную трубу с внутренним диаметром 500 мм и толщиной стенки 4 мм. Вторичное напряжение 3 В подается к точкам 1 и 2, удаленным друг от друга на 10 м. Какой ток проходит через железную трубу (рис. 6)?
![Схема к примеру 6](/uploads/posts/2015-04/1429452617_16.jpg)
Рис. 6.
Сначала рассчитаем сопротивление трубы r, для чего нужно подсчитать сечение трубы, т. е. площадь кольца:
![](/uploads/posts/2015-04/1429452608_17.jpg)
Электрическое сопротивление железной трубы r = ρl/S = 0,13 х (10/679) = 0,001915 Ом.
Ток, протекающий через трубу, равен:I = U/r = 3/0,001915 = 1566 А.
Смотрите также по этой теме: Расчет сопротивления по закону Ома