Im Physikunterricht untersuchen wir Gleichstrom in einem Stromkreis. Um es zu verstehen, müssen wir verschiedene Gesetze befolgen, von denen eines das Ohmsche Gesetz ist.
Das Ohmsche Gesetz ist eine Aussage, die besagt, dass der in einem Leiter fließende elektrische Strom (I) proportional zur Potentialdifferenz (V) ist, die an die Enden angelegt wird. Das heißt, je größer die Potentialdifferenz ist, desto größer ist der fließende Strom. Wenn umgekehrt die gegebene Potentialdifferenz verringert wird, fließt der Strom umso kleiner. Wir können es wie folgt formulieren.
I = V.
Wenn der elektrische Strom I in einem Leiterdraht mit einer Potentialdifferenz an den Enden V fließt, ist der Strom umgekehrt proportional zum Widerstand, was zu der folgenden Formel führt.
I α 1 / R.
Basierend auf den beiden obigen Gleichungen lautet die Formel für das Ohmsche Gesetz wie folgt.
I = V / R oder V = IR
Die Größe R ist der Widerstand am Draht.
Das Ohmsche Gesetz kann auch ausgedrückt werden als "der durch einen Leiter fließende Strom ist direkt proportional zur Potentialdifferenz zwischen den beiden Enden, während die physikalischen Bedingungen des Leiters wie Temperatur, Dehnung usw. konstant bleiben".
Das Diagramm der Änderung der Potentialdifferenz mit dem im Leiterdraht fließenden Strom ist linear, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
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Einschränkungen des Ohmschen Gesetzes
Das Ohmsche Gesetz hat jedoch auch Einschränkungen. Dieses Gesetz wurde mit der Annahme abgeleitet, dass der Widerstand unabhängig vom Strom ist. Somit ist der Widerstand oder Widerstand immer konstant und hängt nicht vom Strom (I) ab. Das heißt, das Ohmsche Gesetz gilt nicht für Flüssigkeiten, Halbleitermaterialien oder Isolatoren. Materialien, die nicht dem Ohmschen Gesetz entsprechen, werden als nicht-ohmsche Materialien bezeichnet. Unten sehen Sie eine grafische Darstellung der Ströme und Potentialdifferenzen für nicht-ohmsche Materialien.
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Um das Ohmsche Gesetz besser zu verstehen, können Freunde die folgenden Übungsfragen beantworten.
(Lesen Sie auch: Konzept und Anwendung des Archimedes-Gesetzes)
Übungen
Ein Schüler verbindet zwei Widerstände R.1 und R.2 in Reihe zu einer Gleichstromquelle mit einer Spannung von 20V. Können Sie den durch den Stromkreis fließenden Strom anhand des Farbcodes für den Widerstand berechnen:
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R.1 = Gelb, Lila, Orange
R.2 = Braun, Schwarz, Rot
Wenn ja, lassen Sie uns die Antworten diskutieren und zusammenbringen.
Antworten
Entsprechend dem Farbcode des Kohlenstoffwiderstands ist das Farbband R.1 repräsentiert die folgenden Zahlen:
Gelb = 4, Lila = 7 und Orange = 3
R.1 = 47 x 103 Ω = 47 kΩ
Farbband des Widerstands R.2 repräsentiert die folgenden Zahlen:
Braun = 1, Schwarz = 0 und Rot = 2
R.2 = 10 x 102 Ω = 1 kΩ
Der Wert des Ersatzwiderstands ist also
R = R.1 + R.2
= 47 kΩ + 1 kΩ
R = 48 kΩ
Der im Stromkreis fließende Strom ist I = V / R.
V = 20 V, R = 48 kΩ
>> I = 20 V / 48 kΩ = 4,16 x 10 & supmin; & sup4; A.
