Berechnung des Stroms nach dem Ohmschen Gesetz

Durch elektrische Spannung entsteht Strom. Für das Auftreten von Strom reicht jedoch nur das Vorhandensein von Spannung nicht aus, es ist auch ein geschlossener Stromkreis erforderlich.

So wie der Wasserunterschied (dh der Wasserdruck) zwischen zwei Niveaus gemessen wird, wird die elektrische Spannung zwischen zwei Punkten mit einem Voltmeter gemessen.

Die Einheit für Spannung und elektromotorische Kraft ist 1 Volt (1 V). Eine Spannung von 1 V hat ein Volta-Element (Platten aus Kupfer und Zink in verdünnter Schwefelsäure). Eine normale Weston-Zelle hat eine konstante und genaue Spannung von 1,0183 V bei 20 °C.

Das Ohmsche Gesetz drückt den Zusammenhang zwischen elektrischem Strom Az, Spannung U und Widerstand r aus. Elektrischer Strom ist direkt proportional zur Spannung und umgekehrt proportional zum Widerstand: I = U / r

Weitere Einzelheiten finden Sie hier: Ohm'sches Gesetz

Beispiele:

1. Eine Taschenlampenbirne wird an eine Trockenbatterie mit einer Spannung von 2,5 V angeschlossen. Welcher Strom fließt durch die Glühbirne, wenn ihr Widerstand 8,3 Ohm beträgt (Abb. 1)?

Reis. 1.

I = U / r = 4,5/15 = 0,3 A

2.Eine Glühbirne wird an eine 4,5-V-Batterie angeschlossen, deren Spule einen Widerstand von 15 Ohm hat. Welcher Strom fließt durch die Glühlampe (Abb. 2 zeigt den Schaltkreis)?

Reis. 2.

In beiden Fällen fließt der gleiche Strom durch die Glühbirne, im zweiten Fall wird jedoch mehr Energie verbraucht (die Glühbirne leuchtet heller).

3. Die Heizwendel eines Elektrokochfeldes hat einen Widerstand von 97 Ohm und ist an die Netzspannung U =220 V angeschlossen. Welcher Strom fließt durch die Wendel? Den Anschlussplan finden Sie in Abb. 3.

Reis. 3.

I = U / r = 220/97 = 2,27 A

Der Spulenwiderstand von 97 Ohm ergibt sich unter Berücksichtigung der Erwärmung. Der Kältewiderstand ist geringer.

4. Voltmeter gemäß dem Diagramm in Abb. an den Stromkreis angeschlossen. In Abb. 4 zeigt die Spannung U = 20. Jahrhundert Welcher Strom fließt durch das Voltmeter, wenn es innerer Widerstand rc = 1000 Ohm?

Reis. 4.

Iv = U / rh = 20/1000 = 0,02 A = 20 mA

5. Eine Glühbirne (4,5 V, 0,3 A) ist in Reihe mit einem Rheostat r= 10 Ohm und einer Batteriespannung U =4 V geschaltet. Welcher Strom fließt durch die Glühbirne, wenn sich der Rheostatmotor in den Positionen 1, 2 und 3 befindet? bzw. (Abb. 5 zeigt den Schaltkreis)?

Reis. 5.

Wir berechnen den Widerstand der Glühbirne anhand ihrer Daten: rl = 4,5 / 3 = 15 Ohm

Wenn sich der Schieber in Position 1 befindet, schaltet sich der gesamte Rheostat ein, d. h. der Stromkreiswiderstand erhöht sich um 10 Ohm.

Der Strom beträgt I1 = U / (rl + r) = 0,16 A = 4/25 = 0,16 A.

In Stellung 2 fließt der Strom durch die Hälfte des Rheostaten, d.h. r = 5 Ohm. I2 = 4/15 = 0,266.

In Position 3 ist der Rheostat kurzgeschlossen (entfernt). Tok ist am größten, da es nur durch die Glühbirnenspule geht: Azh = 4/15 = 0,266 A.

6.Die beim Durchgang eines elektrischen Stroms durch den Transformator entstehende Wärme soll zum Erhitzen eines gefrorenen Eisenrohrs mit einem Innendurchmesser von 500 mm und einer Wandstärke von 4 mm genutzt werden. An den Punkten 1 und 2 im Abstand von 10 m liegt eine Sekundärspannung von 3 V. Welcher Strom fließt durch das Eisenrohr (Abb. 6)?

Reis. 6.

Zuerst berechnen wir den Rohrwiderstand r, wofür wir den Rohrquerschnitt, also die Fläche des Rings, berechnen müssen:

Der elektrische Widerstand des Eisenrohrs r = ρl / S = 0,13 x (10/679) = 0,001915 Ohm.

Der durch das Rohr fließende Strom beträgt: I = U / r = 3 / 0,001915 = 1566 A.

Siehe auch zu diesem Thema: Berechnung des Ohmschen Widerstands