Прорачун струје по Омовом закону

Електрични напон изазива појаву струје. Међутим, за настанак струје није довољно само присуство напона, неопходно је и затворено струјно коло.

Као што се разлика воде (тј. притисак воде) мери између два нивоа, тако се електрични напон мери волтметром између две тачке.

Јединица за напон и електромоторну силу је 1 волт (1 В). Напон од 1 В има Волта елемент (плоче од бакра и цинка у разблаженој сумпорној киселини). Нормална Вестонова ћелија има константан и тачан напон од 1,0183 В на 20 °Ц.

Омов закон изражава однос између електричне струје Аз, напона У и отпора р. Електрична струја је директно пропорционална напону и обрнуто пропорционална отпору: И = У / р

Погледајте овде за више детаља: Охмов закон

Примери:

1. Сијалица батеријске лампе је повезана са сувом батеријом напона 2,5 В. Која струја протиче кроз сијалицу ако је њен отпор 8,3 ома (сл. 1)?

Пиринач. 1.

И = У / р = 4,5/15 = 0,3 А

2.Сијалица је повезана са батеријом од 4,5 В чији калем има отпор од 15 ома. Која струја протиче кроз сијалицу (сл. 2 приказује склопно коло)?

Пиринач. 2.

У оба случаја кроз сијалицу тече иста струја, али се у другом случају троши више енергије (сијалица светли јаче).

3. Намотај за грејање електричне плоче за кување има отпор 97 ома и прикључен је на напон мреже У =220 В. Која струја протиче кроз завојницу? За дијаграм повезивања, погледајте сл. 3.

Пиринач. 3.

И = У / р = 220/97 = 2,27 А

Отпор завојнице од 97 ома је дат узимајући у обзир грејање. Отпорност на хладноћу је мања.

4. Волтметар прикључен на коло према шеми на сл. 4, приказује напон У =20. век Која струја протиче кроз волтметар ако је унутрашњи отпор рц = 1000 ома?

Пиринач. 4.

Ив = У / рх = 20/1000 = 0,02 А = 20 мА

5. Сијалица (4,5 В, 0,3 А) повезана је серијски са реостатом р= 10 Охм и напоном батерије У =4 В. Која ће струја тећи кроз сијалицу ако је мотор реостата у позицијама 1, 2 и 3. респективно (слика 5 приказује склопно коло)?

Пиринач. 5.

Израчунавамо отпор сијалице према њеним подацима: рл = 4,5 / 3 = 15 ома

Када је клизач у положају 1, цео реостат се укључује, односно отпор кола се повећава за 10 ома.

Струја ће бити И1 = У / (рл + р) = 0,16 А = 4/25 = 0,16 А.

У положају 2 струја тече кроз половину реостата, тј. р = 5 ома. И2 = 4/15 = 0,266.

У положају 3 реостат је кратко спојен (уклоњен).Ток ће бити највећи, пошто пролази само кроз калем сијалице: Азх = 4/15 = 0,266 А.

6.Топлота која се ствара проласком електричне струје кроз трансформатор користи се за загревање смрзнуте гвоздене цеви унутрашњег пречника 500 мм и дебљине зида 4 мм. На тачке 1 и 2, удаљене 10 м, примењује се секундарни напон од 3 В. Која струја тече кроз гвоздену цев (сл. 6)?

Пиринач. 6.

Прво израчунамо отпор цеви р, за који треба да израчунамо попречни пресек цеви, односно површину прстена:

Електрични отпор гвоздене цеви р = ρл / С = 0,13 к (10/679) = 0,001915 Охм.

Струја која тече кроз цев је: И = У / р = 3 / 0,001915 = 1566 А.

Погледајте и на ову тему: Израчунавање отпора Охмовог закона