Ohmův zákon – problémy a řešení

Ohmův zákon – problémy a řešení

1.

Na základě níže uvedené tabulky je vztah mezi napětím (V), elektrickým proudem (I) a odporem (R)…

Řešení:

Ohmův zákon:

V = IR nebo R = V / I

R1 = V / I = 1.50 / 0.08 = 18.75 _ohmů

R2 = V / I = 2.80 / 1.50 = 2.87 _ohmů

R³ = V / I = 3.99 / 2.10 = 1.9 _ohmů

Na základě tabulky je vztah mezi V, I a R hodnota R nepřímo úměrná V a I. To znamená, že čím větší je V a I, tím menší je R.

Hodnota V/I není konstantní, takže neilustruje Ohmův zákon . Podle Ohmova zákona musí být hodnota V/I konstantní.

2. Který graf znázorňuje vztah mezi rozdílem potenciálů a elektrickým proudem?

Řešení:

A

3. Na základě údajů v následující tabulce s experimentálními výsledky lze usoudit, že elektrický proud …

Řešení:

Na základě údajů v tabulce platí, že čím větší je elektrické napětí, tím větší je elektrický proud. Proto se usuzuje, že elektrický proud je úměrný napětí.

4. Zařízení má odpor 150 Ohmů a prochází jím elektrický proud 2 A. Rozdíl potenciálů je…

Známý:

Odpor (R) = 150 Ohmů

Elektrický proud (I) = 2 ampéry

Požadované napětí (V)

Řešení:

V = IR

V = elektrické napětí, I = elektrický proud, R = elektrický odpor

Napětí :

V = IR = (2 ampéry)(150 ohmů) = 300 voltů

5. Elektrický proud v rezistorovém vodiči je 4 A. Jaký je elektrický odpor, když jsou oba konce připojeny k napětí 12 voltů?

Známý:

Elektrický proud (I) = 4 ampéru

Napětí (V) = 12 voltů

Hledá se: Elektrický odpor (R)

Řešení:

Odpor:

R = V / I = 12 voltů / 4 ampéry = 3 ohmy

1. Co je to Ohmův zákon?
   • OdpověďOhmův zákon říká, že proud ($I$) protékající vodičem mezi dvěma body je přímo úměrné napětí ($V$) napříč oběma body a nepřímo úměrný odporu ($R$) vodiče. Matematicky se to vyjadřuje jako $V=IR$.
2. Pokud rezistor splňuje Ohmův zákon, jaký vztah bychom měli pozorovat mezi napětím a proudem?
   • OdpověďMěli bychom pozorovat lineární vztah. Pokud vykreslíme graf napětí v závislosti na proudu, sklon přímky bude představovat odpor a přímka bude procházet počátkem souřadné soustavy.
3. Jak ovlivní zvýšení odporu v obvodu proud, za předpokladu, že napětí zůstává konstantní?
   • OdpověďPokud se odpor zvětší, zatímco napětí zůstane konstantní, proud v obvodu se sníží, jak vyplývá z Ohmova zákona.
4. Proč by Ohmův zákon za určitých podmínek nebo pro určité materiály nemusel platit?
   • OdpověďOhmův zákon platí pro „ohmické“ materiály, kde odpor zůstává konstantní se změnou napětí. U některých materiálů a zařízení (jako jsou diody nebo při velmi vysokých frekvencích či teplotách) se však odpor může měnit s napětím nebo proudem, takže tento vztah je nelineární.
5. Co je to jednotka odporu a jak je definována pomocí Ohmova zákona?
   • OdpověďJednotkou odporu je ohm (Ω). Jeden ohm je definován jako odpor, kterým protéká jeden ampér proudu, když je na něj aplikován jeden volt.
6. Pokud dva rezistory zapojené v sérii striktně dodržují Ohmův zákon, bude i tato kombinace rezistorů dodržovat Ohmův zákon?
   • OdpověďAno, i tato kombinace bude splňovat Ohmův zákon. Celkový odpor v sérii je součtem jednotlivých odporů a proud protékající oběma bude stejný. Napětí na kombinaci bude součtem napětí na každém rezistoru.
7. Jak závisí odpor vodiče na jeho délce a ploše průřezu?
   • OdpověďOdpor vodiče je přímo úměrný jeho délce a nepřímo úměrný jeho průřezové ploše. Delší vodič tedy bude mít větší odpor a silnější vodič bude mít menší odpor.
8. Pokud se napětí na rezistoru zdvojnásobí, jak se změní proud, za předpokladu, že rezistor zůstává ohmický?
   • OdpověďPokud rezistor zůstane ohmický (a řídí se tím Ohmovým zákonem), zdvojnásobení napětí také zdvojnásobí proud.
9. Lze v praxi realizovat součástku s nulovým odporem?
   • OdpověďV praktických každodenních situacích nelze snadno vytvořit součástku s nulovým odporem neboli „supravodič“. Některé materiály se však při extrémně nízkých teplotách mohou supravodiči stát a nabízet nulový odpor průtoku proudu.
10. Jaký je ztrátový výkon rezistoru podle Ohmova zákona?

• Odpověď: Síla ($P$) rozptýlená rezistorem je dána vztahem P=I²R or P=V²/R, odvozený z kombinace Ohmova zákona a mocninného vzorce $P=IV$.