Как найти силу тока в цепи и падения напряжения на последовательных участках цепи?

Определение силы тока и падений напряжения в цепи является одной из основных задач электрической теории. В данной статье мы рассмотрим, как найти силу тока в цепи и падения напряжения на последовательных участках цепи.

Основные принципы

Перед тем, как перейти к примерам расчета силы тока и падения напряжения, нужно понять несколько основных принципов.

Закон Ома

Закон Ома гласит, что сила тока, проходящего через проводник, прямо пропорциональна напряжению, приложенному к нему, и обратно пропорциональна его сопротивлению. Формула закона Ома имеет вид:

I = U / R,

где I – сила тока в электрической цепи, U – напряжение в цепи, R – сопротивление цепи.

Закон Кирхгофа

Законы Кирхгофа объясняют, как сила тока распределяется в электрической цепи. Закон Кирхгофа первого порядка (закон о сохранении заряда) утверждает, что общая сила тока, входящего в узел цепи, равна общей силе тока, выходящему из узла. Закон Кирхгофа второго порядка (закон обратимости) гласит, что сумма падений напряжения в замкнутой цепи равна сумме приложенных к этой цепи напряжений.

Как найти силу тока в цепи

Рассмотрим пример электрической цепи, состоящей из источника питания (напряжение 10 В) и резистора с сопротивлением 5 Ом.

Чтобы найти силу тока в данной цепи, необходимо воспользоваться формулой закона Ома:

I = U / R = 10 / 5 = 2 А.

Таким образом, сила тока в цепи равна 2 А.

Как найти падение напряжения на последовательных участках цепи

Представим, что наша цепь состоит из трех последовательных резисторов с сопротивлениями 2 Ом, 3 Ом и 5 Ом. Напряжение на цепи равно 12 В.

Найдем падение напряжения на каждом резисторе. Для этого воспользуемся формулой для закона Ома:

U = IR.

Для первого резистора сила тока I равна:

I = U / R = 12 / 2 = 6 А.

Тогда напряжение на первом резисторе равно:

U1 = IR1 = 6 * 2 = 12 В.

Аналогично, для второго резистора получим:

I = U / R = 12 / 3 = 4 А,

U2 = IR2 = 4 * 3 = 12 В.

И для третьего резистора:

I = U / R = 12 / 5 = 2,4 А,

U3 = IR3 = 2,4 * 5 = 12 В.

Таким образом, падение напряжения на первом, втором и третьем резисторах равно 12 В.

Вывод

С помощью закона Ома и закона Кирхгофа мы можем рассчитать как силу тока в цепи, так и падение напряжения на последовательных участках цепи. От этих расчетов зависит правильность функционирования электрических устройств, а также их безопасность в использовании.