Меню

Чему равна сила электрического тока i если сопротивление проводника r 25

Расчет силы тока по мощности, напряжению, сопротивлению

Бесплатный калькулятор расчета силы тока по мощности и напряжению/сопротивлению – рассчитайте силу тока в однофазной или трехфазной сети в ОДИН КЛИК!

Если вы хотите узнать как рассчитать силу тока в цепи по мощности, напряжению или сопротивлению, то предлагаем воспользоваться данным онлайн-калькулятором. Программа выполняет расчет для сетей постоянного и переменного тока (однофазные 220 В, трехфазные 380 В) по закону Ома. Рекомендуем без необходимости не изменять значение коэффициента мощности (cos φ) и оставлять равным 0.95. Знание величины силы тока позволяет подобрать оптимальный материал и диаметр кабеля, установить надежные предохранители и автоматические выключатели, которые способны защитить квартиру от возможных перегрузок. Нажмите на кнопку, чтобы получить результат.

Смежные нормативные документы:

  • СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
  • СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
  • СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
  • ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности»
  • ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Классификация»
  • ГОСТ Р 50571.1-93 «Электроустановки зданий»

Формулы расчета силы тока

Электрический ток — это направленное упорядоченное движение заряженных частиц.
Сила тока (I) — это, количество тока, прошедшего за единицу времени сквозь поперечное сечение проводника. Международная единица измерения — Ампер (А / A).

— Сила тока через мощность и напряжение (постоянный ток): I = P / U
— Сила тока через мощность и напряжение (переменный ток однофазный): I = P / (U × cosφ)
— Сила тока через мощность и напряжение (переменный ток трехфазный): I = P / (U × cosφ × √3)
— Сила тока через мощность и сопротивление: I = √(P / R)
— Сила тока через напряжение и сопротивление: I = U / R

  • P – мощность, Вт;
  • U – напряжение, В;
  • R – сопротивление, Ом;
  • cos φ – коэффициент мощности.

Коэффициент мощности cos φ – относительная скалярная величина, которая характеризует насколько эффективно расходуется электрическая энергия. У бытовых приборов данный коэффициент практически всегда находится в диапазоне от 0.90 до 1.00.

Источник



Контрольная работа по физике Закон Ома для участка цепи 11 класс

Контрольная работа по физике Закон Ома для участка цепи. Соединение проводников 11 класс с ответами. Контрольная работа включает 4 варианта, в каждом варианте по 8 заданий.

1 вариант

1. Чему равно общее сопротивление электрической цепи (рис. 107), если R1 = R2 = 15 Ом, R3 = R4 = 25 Ом?

Электрическая цепь рис. 107

2. Какое напряжение нужно со­здать на концах проводника сопро­тивлением 20 Ом, чтобы в нем воз­никла сила тока 0,5 А?

3. Какова площадь поперечного сечения константановой проволоки сопротивлением 3 Ом, если ее длина 1,5 м?

4. Найдите общее сопротивление электрической цепи (рис. 108), ес­ли R1 = 4 Ом, R2 = 5 Ом, R3 = 4 Ом, R4 = 20 Ом, R5 = 12 Ом, R6 = 4 Ом.

Электрическая цепь рис. 108

5. Определите сопротивление алю­миниевой проволоки длиной 150 см, если площадь ее поперечного сече­ния 0,1 мм 2 Каково напряжение на концах этой проволоки, если сила тока в ней 0,5 А?

6. Рассчитайте сопротивление лам­пы и напряжение на каждом про­воднике (рис. 109), если показания приборов 0,5 А и 30 В, а R1 = 25 Ом, R2 = 15 Ом.

Электрическая цепь рис. 109

7. Рассчитайте напряжение и силу тока в каждом резисторе (рис. 110), если R1 = 4 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 15 Ом, R4 = 15 Ом, I3 = 2 А.

Электрическая цепь рис. 110

8. Масса медного контактного провода на пригородных электрифицированных железных дорогах составляет 890 кг. Определите сопротивление этого провода, если его длина 2 км. Плотность меди равна 8900 кг/м3.

2 вариант

1. По схеме, изображенной на рисунке 111, определите общее сопротивление электрической цепи, если R1 = 8 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 4 Ом, R4 = 6 Ом.

Электрическая цепь рис. 111

2. Определите силу тока в проводнике сопротивлением 25 Ом, на концах которого напряжение равно 7,5 В.

3. Сколько метров никелиновой проволоки сечением 0,1 мм 2 потребуется для изготовления реостата сопротив­лением 180 Ом?

4. Шесть лампочек соединены так, как показано на схеме (рис. 112). Определите общее сопротивление электриче­ской цепи, если сопротивления ламп R1 = 10 Ом, R2 = 20 Ом, R3 = 30 Ом, R4 = 15 Ом, R5 = 35 Ом, R6 = 50 Ом.

Электрическая цепь рис. 112

5. Рассчитайте площадь поперечного сечения стального провода длиной 200 м, если при напряжении 120 В сила тока в нем 1,5 А.

6. Определите силу тока в неразветвленной части цепи и напряжение на концах каждого проводника, если напря­жение на участке АВ равно 10 В (рис. 113), R1 = 2 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 10 Ом, R4 = 3 Ом.

Электрическая цепь рис. 113

7. Четыре проводника, соединенные параллельно, имеют сопротивления соответственно 20 Ом, 20 Ом, 10 Ом и 5 Ом. Какова сила тока в каждом проводнике, если в не­разветвленной части цепи сила тока 4 А?

Читайте также:  Неинвертирующий усилитель переменного тока

8. Какой массы надо взять никелиновый проводник пло­щадью поперечного сечения 1 мм 2 , чтобы из него изгото­вить реостат сопротивлением 10 Ом? Плотность никели­на 8,8 г/см 3 .

3 вариант

1. Определите напряжение на электрической плитке, ес­ли сопротивление ее спирали 55 Ом, а сила тока 4 А.

2. Сколько метров нихромовой проволоки сечением 0,1 мм2 потребуется для изготовления спирали электроплитки, рассчитанной на напряжение 220 В и силу тока 4,5 А?

3. Рассчитайте общее сопротивление электрической цепи, изображенной на рисунке 114, если R1 = 15 Ом, R2 = 5 Ом. R3 = 10 Ом, R4 = 10 Ом.

Электрическая цепь рис. 114

4. Сварочный аппарат присоединяют в сеть медными проводами длиной 100 м площадью поперечного сечения 50 мм 2 . Найдите напряжение на проводах, если сила тока равна 125 А.

5. Чему равно общее сопротивление электрической це­пи (рис. 115), если R1 = 18 Ом, R2 = 12 Ом, R3 = 23 Ом, R4 = 7 Ом, R5 = 60 Ом, R6 = 60 Ом, R7 = 30 Ом?

Электрическая цепь рис. 115

6. По схеме, приведенной на рисунке 116, определите напряжение на концах каждого проводника и сопротивле­ние лампочки Л1. если R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом.

Электрическая цепь рис. 116

7. Найдите сопротивление нихромового стержня диа­метром 1 см и массой 3,95 кг. Плотность нихрома 7,9 г/см 3 .

8. Вычислите напряжение на каждом резисторе и силу тока, проходящего через каждый проводник (рис. 117), если R1 = 2 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 1 Ом, R4 = 4 Ом, R5 = 1 Ом, R6 = 2 Ом.

Электрическая цепь рис. 117

4 вариант

1. Рассчитайте, сколько метров никелинового провода пло­щадью поперечного сечения 0,1 мм 2 потребуется для изготовления реостата с максимальным сопротивлением 90 Ом.

2. Сопротивление вольтметра 6000 Ом. Какова сила тока. через вольтметр, если он показывает напряжение 90 В?

3. Чему равно общее сопротивление электрической цепи, изображенной на схеме (рис. 118), если сопротив­ления лампочек равны R1 = 8 Ом, R2 = В Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 3 Ом?

Электрическая цепь рис. 118

4. Кипятильник включен в сеть с напря­жением 220 В. Чему равна сила тока в спи­рали электрокипятильника, если она сде­лана из нихромовой проволоки длиной 5 м и площадью поперечного сечения 0,1 мм 2 ?

5. Определите общее сопротивление элект­рической цепи (рис. 119), если R1 = 10 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 10 Ом, R4 = 30 Ом, R5 = 15 Ом, R6 = 15 Ом, R7 = 45 Ом.

Электрическая цепь рис. 119

6. Участок электрической цепи содержит три проводника сопротивлением 10 Ом, 20 Ом и 30 Ом, со­единенных последовательно. Вычислите силу тока в каж­дом проводнике и напряжение на концах этого участка, ес­ли напряжение на концах второго проводника равно 40 В.

7. Чему равна масса медного провода диаметром 2 мм, из которого сделана обмотка катушки электромагнита, если по катушке течет ток 1 А при напряжении на ней 2 В? Плотность меди 9 г/см 3 .

8. Найдите силу тока, про­ходящего через каждый проводник, и напряжение на каждом проводнике (рис. 120), если R1 = 10 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 12 Ом, R4 = 6 Ом, R5 = 12 Ом, R6 = 3 Ом, R7 = 3 Ом.

Электрическая цепь рис. 120

ОТВЕТЫ — Контрольная работа по физике Закон Ома для участка цепи. Соединение проводников 11 класс
1 вариант
1. 20 Ом
2. 10 В
3. 0,25 мм 2
4. 19 Ом
5. 0,42 Ом, 0,21 В
6. 20 Ом, 12,5 В, 10 В, 7,5 В
7. 8 В, 8 В, 30 В, 30 В, 2 А, 2 А, 2 А, 2 А
8. 680 кОм
2 вариант
1. 5 Ом
2. 0,3 А
3. 45 м
4. 85 Ом
5. 0,38 мм 2
6. 1 А, 2 В, 5 В, 5 В, 3 В
7. 10 В, 0,5 А, 0,5 А, 1 А, 2 А
8. 220 г
3 вариант
1. 220 В
2. 7,3 Ом
3. 10 Ом
4. 4,25 В
5. 30 Ом
6. 2 В, 3 В, 5 В, 10 Ом
7. 0,08 Ом
8. 2 В, 2 В, 0,5 В, 0,5 В, 1 В, 1 А, 1 А, 0,5 А, 0,5 А, 0,5 А, 0,5 А
4 вариант
1. 22,5 м
2. 0,015 А
3. 5,5 Ом
4. 4 А
5. 22,5 Ом
6. 2 А, 120 В
7. 9 кг
8. 3 А, 3 А, 1,5 А, 3 А, 1,5 А, 3 А, 3 А, 30 В, 30 В, 18 В, 18 В, 18 В, 9 В, 9 В

Источник

Как найти силу тока?

Расчет электрических параметров необходим для правильных построений цепей. Поскольку целью использования электричества в электротехнике является задача по выполнению током работы, то встает вопрос о том, как найти силу тока. Данный параметр используют при вычислениях мощности и в расчетах потребления электрической энергии.

Существуют разные способы определения этого важного параметра, которые мы рассмотрим в данной статье.

Читайте также:  Самодельный источник электрического тока

Формулами

Параметры электрического тока всегда взаимосвязаны. Например, изменение величины нагрузки отображается на показателях других величин. Причем эти изменения подчиняются соответствующим законам, которые выражаются через формулы. Поэтому на практике для нахождения силы тока часто используют соответствующие формулы.

Через заряд и время

Вспомним определение (рис.1): электричество – это величина заряда, движимого силами электрического поля, преодолевающего за единицу времени условную плоскость проводника, называемую поперечным сечением проводника.

Определение понятия сила тока

Рис. 1. Определение понятия сила тока

Таким образом, если известен электрический заряд, прошедший через проводник за определенное время, то не трудно найти величину этого заряда прошедшего за единицу времени, то есть: I = q/t

Через мощность и напряжение

В паспорте электроприбора обычно указывается его номинальная мощность и параметры электрической сети, для работы с которой он предназначен. Имея в распоряжении эти данные, можно вычислить силу тока по формуле: I = P/U.

Данное выражение вытекает из формулы для расчета мощности: P = IU.

Через напряжение или мощность и сопротивление

Силу электричества на участке цепи определяют по закону Ома. Для этого необходимо знать следующие параметры: сопротивление и напряжение на этом участке. Тогда I = U/R. Если известна мощность нагрузки, то ее можно выразить через квадрат силы тока умноженной на сопротивление участка: P = I 2 R, откуда

Ток через мощность и сопротивление

Для полной цепи эту величину вычисляют по закону Ома, но с учетом параметров источника питания.

Через ЭДС, внутреннее сопротивление и нагрузку R

Применяя закон Ома, адаптированный для полной цепи, вы можете вычислить максимальный ток по формуле I = ε / (R+r′), если известны параметры:

  • внешнее сопротивление проводников (R);
  • ЭДС источника питания (ε);
  • внутреннее сопротивление источника, обладающего ЭДС (r′).

Закон Джоуля-Ленца

Казалось бы, что расчет силы тока по количеству тепла, выделяющегося в результате нагревания проводника, не имеет практического применения. Однако это не так. Рассмотрим это на примере.

Пусть требуется найти силу тока во время работы электрочайника. Для этого доведите до кипения 1 кг воды и засеките время в секундах. Предположим, начальная температура составляла 10 ºС. Тогда Q = Cm(τ – τ) = 4200 Дж/кг× 1 кг (100 – 10) = 378 000 Дж.

Закон Джоуля-Ленца

Рис. 2. Закон Джоуля-Ленца

Из закона Джоуля-Ленца (изображение на рис. 2) вытекает формула:

Ток из закона джоуля ленца

Измерив сопротивление электроприбора и подставив значения в формулу, получим величину потребляемого тока.

Измерительными приборами

Если под руками имеются измерительные приборы, то с их помощью довольно просто найти силу тока. Необходимо лишь соблюдать правила измерений и не забывать о правилах безопасности.

Амперметром

Пользуясь приборами для измерения ампеража, следует помнить, что они подключаются в цепи последовательно. Внутреннее сопротивление амперметра очень маленькое, поэтому прибор легко выводится из строя, если проводить измерения пределами значений, для которых он рассчитан.

Схема подключения амперметра показана на рисунке 3. Обратите внимание на то, что на участке измеряемой электрической цепи обязательно должна быть нагрузка.

Схема подключения амперметра

Рис. 3. Схема подключения амперметра

Большинство аналоговых амперметров, например, таких, как на рисунке 4, предназначены для измерений параметров в цепях с постоянными токами.

Рис. 4. Аналоговый амперметр

Обратите внимание распределение шкалы амперметра. Цена первого деления 50 А, а всех последующих – 10 А. Максимальная величина, которую можно измерить данным амперметром не должна превышать 300 А. Для измерений электрической величины в меньших либо в больших пределах следует применять соответствующие приборы, предназначенные для таких диапазонов. В этом смысле универсальность амперметра ограничена.

При измерениях постоянных токов необходимо соблюдать полярность щупов при подключении амперметра. Для подключения прибора требуется разрывать цепь. Это не всегда удобно. Иногда вычисление силы тока по формуле является предпочтительней, особенно если приходится проводить измерения в сложных электротехнических схемах.

Мультиметром

Преимущество мультиметра в том, что этот прибор многофункциональный. Современные мультиметры цифровые. У них есть режимы для измерений в цепях постоянных и переменных токов. В режиме измерения силы тока этот измерительный прибор подключается в цепь аналогично амперметру.

Перед включением мультиметра в цепь, всегда проверяйте режим измерений, а пределы измерения выбирайте заведомо большие предполагаемой силы тока. После первого измерения можно перейти в режим с меньшим диапазоном.

Для работы с переменным напряжением переводите прибор в соответствующий режим. Считывайте значения с дисплея после того, как цифры перестанут мелькать.

Примеры

Покажем на простых примерах, как решать задачи на вычисление силы тока по формуле.

Читайте также:  Прибор ток для лица как называется

Задача 1.

Пример 1

Рис. 5. Пример 1

Решение: При параллельном соединении нагрузочных элементов U = const, то есть, напряжение одинаково на всех резисторах и составляет 100 В. Тогда, по закону Ома I = U/R

Для вычисления искомого параметра на всем участке цепи, нам необходимо знать общее сопротивление этого участка. Учитывая тот факт, что при параллельном соединении нагрузочных элементов в цепи их общее сопротивление равно:

Паралельное соединение резисторов

Имеем: 1/R= 1/5 + 1/25 + 1/50 = 13/50; R = 50/13 ≈ 3.85 (Ом)

Тогда: I = U/R = 100 В/3,85 Ом ≈26 А.

Ответ:

  • Сила тока на сопротивлениях: I1 =20 А; I2 = 4А; I3 = 2 А.
  • Сила тока, поступающего на рассматриваемый участок цепи равна 26 А.

Задача 2.

Решение:

Воспользуемся формулой для нахождения силы тока, включающей напряжение и мощность: I = P/U.

  • 2 кВт преобразим в ватты: 2 кВт = 2000 Вт.
  • Подставляем данные: I = 2 000 Вт/ 220 В ≈ 9 А
  • Ответ: Нагревательный элемент электрочайника рассчитан на 9 А.

Задача 3.

Решение.

Применяя закон Ома для полной цепи, запишем: I = ε / (R+r′)

I = 6 В / (5 Ом + 1 Ом) = 1 А.

Ответ: сила тока 1 А.

Задача 4.

Решение:

За время t электричество выполнит работу A = U*I*t.

Напряжение сети известно – оно составляет 220 В.Силу тока находим по формуле: I = U/R, тогда A = (U 2 /R)*t или

A = ((220 В) 2 / 40 Ом) * 2 ч = 2420 Втч = 2,42 кВтч

Ответ: За 2 часа работы электроплита потребляет 2,42 кВт часов электроэнергии.

Применяя формулы для вычисления параметров электричества, пользуясь фундаментальными законами физики можно находить неизвестные данные для составных элементов цепей и электроприборов с целью оценки их состояния. В каждом отдельном случае необходимо определить известные параметры тока, которые можно использовать в дальнейших вычислениях. Обычно, это напряжение, мощность или сопротивление нагрузки.

Если можно обойтись без измерений амперметром – лучше прибегнуть к вычислениям, даже если при этом потребуется измерить напряжение. Такое измерение можно проводить без разрыва электрической цепи, чего нельзя сделать при помощи амперметра.

Источник

Закон Ома

Закон Ома для участка цепи

Закон Ома для участка цепи гласит, что сила тока (I) на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению (U) на концах участка цепи и обратно пропорциональна его сопротивлению (R).

Онлайн калькулятор

Найти силу тока

Напряжение: U = В
Сопротивление: R = Ом

Сила тока

Формула

Пример

Если напряжение на концах участка цепи U = 12 В, а его электрическое сопротивление R = 2 Ом, то:

Сила тока на этом участке I = 12 /2= 6 А

Найти напряжение

Сила тока: I = A
Сопротивление: R = Ом

Напряжение

Формула

Пример

Если сила тока на участке цепи I = 6 А, а электрическое сопротивление этого участка R = 2 Ом, то:

Напряжение на этом участке U = 6⋅2 = 12 В

Найти сопротивление

Напряжение: U = В
Сила тока: I = A

Сопротивление

Формула

Пример

Если напряжение на концах участка цепи U = 12 В, а сила тока на участке цепи I = 6 А, то:

Электрическое сопротивление на этом участке R = 12 /6 = 2 Ом

Закон Ома для полной цепи

Закон Ома для полной цепи гласит, что сила тока в цепи пропорциональна действующей в цепи электродвижущей силе (ЭДС) и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника.

Онлайн калькулятор

Найти силу тока

ЭДС: ε = В
Сопротивление всех внешних элементов цепи: R = Ом
Внутреннее сопротивление источника напряжения: r = Ом

Формула

Пример

Если ЭДС источника напряжения ε = 12 В, сопротивление всех внешних элементов цепи R = 4 Ом, а внутреннее сопротивление источника напряжения r = 2 Ом, то:

Сила тока I = 12 /4+2 = 2 А

Найти ЭДС

Сила тока: I = А
Сопротивление всех внешних элементов цепи: R = Ом
Внутреннее сопротивление источника напряжения: r = Ом

Формула

Пример

Если сила тока в цепи I = 2A, сопротивление всех внешних элементов цепи R = 4 Ом, а внутреннее сопротивление источника напряжения r = 2 Ом, то:

ЭДС ε = 2 ⋅ (4+2) = 12 В

Найти внутреннее сопротивление источника напряжения

Сила тока: I = А
ЭДС: ε = В
Сопротивление всех внешних элементов цепи: R = Ом

Внутреннее сопротивление источника напряжения: r =

Формула

Пример

Если сила тока в цепи I = 2A, сопротивление всех внешних элементов цепи R = 4 Ом, а ЭДС источника напряжения ε = 12 В, то:

Внутреннее сопротивление источника напряжения r = 12/2 — 4 = 2 Ом

Найти сопротивление всех внешних элементов цепи

Сила тока: I = А
ЭДС: ε = В
Внутреннее сопротивление источника напряжения: r = Ом

Сопротивление всех внешних элементов цепи: R =

Формула

Пример

Если сила тока в цепи I = 2A, внутреннее сопротивление источника напряжения r = 2 Ом, а ЭДС источника напряжения ε = 12 В, то:

Сопротивление всех внешних элементов цепи: R = 12/2 — 2 = 4 Ом

Источник