Νόμος του Ohm – προβλήματα και λύσεις

Νόμος του Ohm – προβλήματα και λύσεις

1.

Με βάση τον παρακάτω πίνακα, η σχέση μεταξύ Τάση (V), ηλεκτρικό ρεύμα Το (I) και η αντίσταση (R) είναι…..

Λύση:

Νόμος του Ohm:

V = IR ή R = V / I

R₁ = V / I = 1.50 / 0.08 = 18.75 Ohms

R₂ = V / I = 2.80 / 1.50 = 2.87 Ohms

R₃ = V / I = 3.99 / 2.10 = 1.9 Ohms

Με βάση τον πίνακα, η σχέση μεταξύ V, I και R είναι η τιμή του R αντιστρόφως ανάλογη με το V και I. Αυτό σημαίνει ότι όσο μεγαλύτερο είναι το V και το I, τόσο μικρότερο είναι το R.

Η τιμή του V/I δεν είναι σταθερή, επομένως δεν απεικονίζει Ο νόμος του ΩμΣύμφωνα με τον νόμο του Ohm, η τιμή του V/I πρέπει να είναι σταθερή.

2. Ποιο γράφημα δείχνει τη σχέση μεταξύ της διαφοράς δυναμικού και του ηλεκτρικού ρεύματος;

Λύση:

A

3. Με βάση τα δεδομένα στα παρακάτω πίνακας του πειραματικό αποτέλεσμα, μπορεί να συναχθεί το συμπέρασμα ότι το ηλεκτρικό ρεύμα ...

Λύση:

Με βάση τα δεδομένα του πίνακα, όσο μεγαλύτερη είναι η ηλεκτρική τάση, τόσο μεγαλύτερο είναι το ηλεκτρικό ρεύμα. Συνεπώς, συμπεραίνεται ότι το ηλεκτρικό ρεύμα είναι ανάλογο με την τάση.

4. Μια συσκευή έχει αντίσταση 150 Ohm και διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα 2A. διαφορά δυναμικού είναι…

Γνωστό:

Αντίσταση (R) = 150 Ohms

Το ηλεκτρικό ρεύμα (I) = 2 Αμπέρ

Καταζητούμενος: Τάση (V)

Λύση:

V = IR

V = ηλεκτρική τάση, I = ηλεκτρικό ρεύμα, R = ηλεκτρική αντίσταση

Τάση :

V = IR = (2 Αμπέρ)(150 Ω) = 300 Βολτ

5. Το ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα καλώδιο αντίστασης είναι 4 A. Όταν και στα δύο άκρα δίνεται δυναμικό 12 Volt. Ποια είναι η ηλεκτρική αντίσταση;

Γνωστό:

Ηλεκτρικό ρεύμα (I) = 4 Αμπέρ

Τάση (V) = 12 Volt

Ζητούνται: Ηλεκτρική αντίσταση (R)

Λύση:

Αντίσταση:

R = V / I = 12 Volt / 4 Amps = 3 Ohms

1. Τι είναι ο νόμος του Ohm;
   • ΑπάντησηΟ νόμος του Ohm ορίζει ότι το ρεύμα ($I$) που ρέει μέσω ενός αγωγού μεταξύ δύο σημείων είναι άμεσα ανάλογη με την τάση ($V$) στα δύο σημεία και αντιστρόφως ανάλογη με την αντίσταση ($R$) του αγωγού. Μαθηματικά, αναπαρίσταται ως $V=IR$.
2. Αν μια αντίσταση ακολουθεί τον νόμο του Ohm, τι είδους σχέση πρέπει να παρατηρήσουμε μεταξύ τάσης και ρεύματος;
   • ΑπάντησηΘα πρέπει να παρατηρήσουμε μια γραμμική σχέση. Αν απεικονίσουμε γραφικά την τάση ως προς το ρεύμα, η κλίση της γραμμής θα αναπαριστά την αντίσταση και η γραμμή θα διέρχεται από την αρχή των αξόνων.
3. Πώς επηρεάζει η αύξηση της αντίστασης σε ένα κύκλωμα το ρεύμα, υποθέτοντας ότι η τάση παραμένει σταθερή;
   • Απάντηση: Εάν η αντίσταση αυξηθεί ενώ η τάση παραμείνει σταθερή, το ρεύμα στο κύκλωμα θα μειωθεί, σύμφωνα με τον νόμο του Ohm.
4. Γιατί ο νόμος του Ωμ μπορεί να μην ισχύει υπό ορισμένες συνθήκες ή για ορισμένα υλικά;
   • ΑπάντησηΟ νόμος του Ohm ισχύει για «ωμικά» υλικά όπου η αντίσταση παραμένει σταθερή με την αλλαγή της τάσης. Ωστόσο, για ορισμένα υλικά και συσκευές (όπως διόδους ή σε πολύ υψηλές συχνότητες ή θερμοκρασίες), η αντίσταση μπορεί να αλλάζει με την τάση ή το ρεύμα, καθιστώντας τη σχέση μη γραμμική.
5. Ποια είναι η μονάδα αντίστασης και πώς ορίζεται με βάση τον νόμο του Ohm;
   • ΑπάντησηΗ μονάδα αντίστασης είναι το ohm (Ω). Ένα ohm ορίζεται ως η αντίσταση που επιτρέπει τη ροή ενός αμπέρ ρεύματος όταν εφαρμόζεται ένα βολτ σε αυτήν.
6. Αν δύο αντιστάσεις σε σειρά υπακούουν αυστηρά στον νόμο του Ohm, θα υπακούει και ο συνδυασμός τους στον νόμο του Ohm;
   • ΑπάντησηΝαι, ο συνδυασμός θα υπακούει επίσης στον νόμο του Ohm. Η συνολική αντίσταση σε μια σειρά είναι το άθροισμα των μεμονωμένων αντιστάσεων και το ρεύμα που διαρρέει και τις δύο θα είναι το ίδιο. Η τάση στα άκρα του συνδυασμού θα είναι το άθροισμα των τάσεων στα άκρα κάθε αντίστασης.
7. Πώς εξαρτάται η αντίσταση ενός σύρματος από το μήκος και την εγκάρσια διατομή του;
   • ΑπάντησηΗ αντίσταση ενός σύρματος είναι ευθέως ανάλογη με το μήκος του και αντιστρόφως ανάλογη με την εγκάρσια διατομή του. Έτσι, ένα μακρύτερο σύρμα θα έχει μεγαλύτερη αντίσταση και ένα παχύτερο σύρμα θα έχει μικρότερη αντίσταση.
8. Αν η τάση στα άκρα μιας αντίστασης διπλασιαστεί, πώς αλλάζει το ρεύμα, υποθέτοντας ότι η αντίσταση παραμένει ωμική;
   • ΑπάντησηΕάν η αντίσταση παραμείνει ωμική (και επομένως ακολουθεί τον νόμο του Ohm), ο διπλασιασμός της τάσης θα διπλασιάσει και το ρεύμα.
9. Μπορεί ένα εξάρτημα με μηδενική αντίσταση να υλοποιηθεί στην πράξη;
   • ΑπάντησηΣε πρακτικά καθημερινά σενάρια, ένα εξάρτημα με μηδενική αντίσταση ή ένας «υπεραγωγός» δεν μπορεί εύκολα να κατασκευαστεί. Ωστόσο, ορισμένα υλικά σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες μπορούν να γίνουν υπεραγωγοί και να προσφέρουν μηδενική αντίσταση στη ροή ρεύματος.
10. Ποια είναι η κατανάλωση ισχύος μιας αντίστασης σύμφωνα με τον νόμο του Ohm;

• Απάντηση: Η δύναμη ($P$) που διαχέεται από μια αντίσταση δίνεται από P=I²R or P=V²/R, που προκύπτει από τον συνδυασμό του νόμου του Ohm και του τύπου ισχύος $P=IV$.