Закон Ома: ток, напряжение и сопротивление
1 · Прогноз
Батарея 9 V гонит ток через единственный резистор. Если взять резистор больше, потечёт больший или меньший ток?
- Больший резистор означает меньший ток.
- Больший резистор означает больший ток.
- Ток не зависит от сопротивления.
2 · Подготовка
- Откройте пресет одного резистора и нажмите «Сброс». Батарея даёт фиксированные 9 V.
- Включите показание тока на резисторе.
- Задайте значение резистора для каждой пробы и запишите ток.
3 · Сбор данных
| Сопротивление R (Ω) | Рассеиваемая мощность P (W) | Ток I (A) |
|---|---|---|
| 50.00 | ||
| 100.00 | ||
| 200.00 |
Постройте ток I (ось y) против 1/R (ось x) для трёх проб. Линия прямая через начало координат?
4 · Анализ
- Для одной пробы вычислите I = E/R при E = 9 В. Сравните с таблицей.
- Используя закон Ома I = E/R при фиксированном напряжении, объясните, почему удвоение сопротивления уменьшает ток вдвое.
5 · Развитие
- Ваш столбец мощности (P = E²/R) сжимается по мере роста сопротивления, хотя напряжение фиксировано. Объясните, почему резистор побольше тянет из той же батареи меньше мощности.
- Что произошло бы с током (и батареей) при R почти 0 Ω? Почему реальные цепи избегают этого «короткого замыкания»?
Физика этого эксперимента
Закон Ома
Ток через резистор пропорционален напряжению на нём и обратно пропорционален его сопротивлению: I = V/R. Здесь V равняется полной ЭДС батареи, 9 В.
Электрическая мощность (из V и R)
Мощность, рассеиваемую резистором, можно вычислить прямо из напряжения и сопротивления, не считая ток: P = V²/R.