Закон Ома в интегральной форме

Закон Ома в интегральной форме связывает макроскопические характеристики электрической цепи: силу тока, напряжение и сопротивление. Для однородного участка цепи соотношение выражается формулой $I = \frac{U}{R}$.

В случае полной цепи, содержащей источник ЭДС, используется формула $I = \frac{\mathcal{E}}{R + r}$, где $r$ — внутреннее сопротивление источника.

Данная физическая закономерность применяется при расчете практических электрических схем любой сложности.

Разбор по случаям

Примеры

Расчет полной цепи. Дано: ЭДС источника $\mathcal{E} = 12$ В, внутреннее сопротивление $r = 1$ Ом, внешнее сопротивление $R = 5$ Ом.

Используем данную формулу для замкнутой цепи: $I = \frac{\mathcal{E}}{R + r}$.

Подставляем числа: $I = \frac{12}{5 + 1} = 2$ А. В результате получаем ток $2$ А. Ответ: сила тока в цепи равна $2$ А.

Однородный участок цепи. Дано: напряжение на концах проводника $U = 220$ В, сопротивление резистора $R = 44$ Ом. Применяем данное соотношение для участка цепи: $I = \frac{U}{R}$. Подставляем данные задачи в формулу: $I = \frac{220}{44} = 5$ А. В результате вычислений получаем значение $5$ А. Ответ: сила тока равна $5$ А.

Частые ошибки

• Забывают учитывать внутреннее сопротивление источника $r$ при расчете полной цепи.
• Путают напряжение на участке цепи $U$ и электродвижущую силу источника $\mathcal{E}$.
• Применяют формулу для участка цепи к цепям, содержащим сторонние силы и источники ЭДС.

Коротко

Закон Ома в интегральной форме является базовым правилом для расчета параметров постоянного тока в школьной физике. Он позволяет быстро находить силу тока, напряжение или сопротивление как для отдельных элементов, так и для всей цепи.