Preskočiť na obsah
Chcete tieto pokusy naživo? Prinesiem ich do vašej školy ako show.Show a workshopy
Späť

Vzdelávanie · Fyzika

Elektrina

lekcia 6

Ohmov zákon

Úroveň výkladu:
základná školastredná škola, s rozšíreniami pre náročnejších

úvod

Nemecký fyzik Georg Simon Ohm zistil, že prúd vo vodiči rastie rovnako ako napätie: dvojnásobné napätie dáva dvojnásobný prúd, trojnásobné trojnásobný. Prúd je priamo úmerný napätiu. Pomer napätia a prúdu je pre daný vodič stály a je to jeho odpor.

teória

Ohmov zákon

I = U : R

Zo vzťahu vieme vypočítať aj napätie a odpor:

  • napätie: U = R · I,
  • odpor: R = U : I.

Jeden ohm je odpor vodiča, ktorým pri napätí 1 V prechádza prúd 1 A.

teória

Voltampérová charakteristika

Keď meriame napätie a prúd na rezistore a body zakreslíme do grafu, ležia na priamke, ktorá ide cez začiatok. Tento graf sa volá voltampérová charakteristika. Čím je priamka strmšia, tým menší je odpor. Z ktoréhokoľvek bodu vypočítame odpor ako R = U : I.

vyskúšaj si

Ohmov zákon

036912U (V)I (mA)300600
4 Vvoltmeter
200 mAampérmeter

Zapíš aspoň tri merania. Aký odpor má rezistor?

0 / 0

Čo hovorí Ohmov zákon?

0 / 0

teória

LED a ochranný rezistor

LED (svetelná dióda) potrebuje na svietenie asi 2 V a prúd okolo 20 mA. Priamo na batériu 4,5 V by ňou išiel priveľký prúd a spálila by sa. Preto sa k nej za sebou zapája rezistor, ktorý si vezme zvyšok napätia. Jeho odpor vypočítaš Ohmovým zákonom:

R = (4,5 V − 2 V) : 0,02 A = 125 Ω

Použije sa najbližší väčší rezistor, napríklad 150 Ω. LED svieti, len keď je správne otočená: dlhšia nožička ku kladnému pólu.

súčiastky v stavebnici

Čo je čo

Hore značka, ktorou súčiastku kreslíš do schémy, pod ňou ako vyzerá naozaj. V stavebnici ich prepneš tlačidlom Schéma a Reálne.

  • LEDSvetelná dióda z polovodiča. Svieti, len keď ňou ide prúd v priepustnom smere: dlhšia nožička (anóda) ku kladnému pólu. Na značke ide prúd v smere trojuholníka k čiarke.LED znesie asi 20 až 30 mA. Bez rezistora za sebou sa spáli.
  • RezistorSúčiastka so stálym odporom v ohmoch (Ω). Obmedzuje prúd, napríklad aby sa nespálila LED.I = U / RKaždý rezistor znesie len určitý výkon. Pri väčšom sa prehreje a začne dymiť.
Všetky súčiastky v katalógu stavebnice

vyskúšaj si

Stavebnica: LED s rezistorom

Stavebnica sa načíta v prehliadači.

teória

Ako zmerať odpor

Odpor spotrebiča zistíme tak, že ho zapojíme do obvodu, voltmetrom zmeriame napätie na ňom a ampérmetrom prúd, ktorý ním prechádza. Potom vypočítame R = U : I. Ako sa zapájajú meradlá, ukazujú lekcie Elektrický prúd a jeho meranie a Elektrické napätie a jeho zdroje.

Zapamätaj si trojicu: I = U : R, U = R · I, R = U : I. Pomôže trojuholník s U hore a I a R dole: zakry hľadanú veličinu a uvidíš, ako ju vypočítať.

Ohmov zákon pre uzavretý obvod

Každý zdroj má vnútorný odpor Ri. Prúd v uzavretom obvode s vonkajším odporom R je

I = Ue : (R + Ri)

kde Ue je elektromotorické napätie zdroja (napätie naprázdno). Na svorkách zdroja je svorkové napätie U = Ue − Ri · I, ktoré pri väčšom odbere prúdu klesá. Pri skrate (R ≈ 0) tečie skratový prúd Ue : Ri. Podrobne, aj s meraním vnútorného odporu a najväčším výkonom zdroja, to rozoberá lekcia Zdroj napätia a vnútorný odpor.

Ohmov zákon v tvare I = U : R so stálym R platí pre kovové vodiče pri stálej teplote. Vlákno žiarovky sa zohrieva a jeho odpor rastie, preto jeho charakteristika nie je priamka. Ešte zložitejšie charakteristiky majú polovodičové súčiastky, napríklad dióda.

rozšírenie Prečo vtáky na drôte nedostanú ranu

Vták sedí na drôte vysokého napätia a nič sa mu nestane. Oboma nohami sa dotýka toho istého drôtu, medzi jeho nohami je len nepatrné napätie a cez jeho telo s veľkým odporom takmer nič netečie. Keby sa však súčasne dotkol druhého drôtu alebo uzemneného stožiara, bol by medzi bodmi s veľkým napätím a prúd by ním prešiel. Preto sú pre veľké vtáky na stožiaroch nebezpečné a montujú sa na ne ochranné zábrany.

teória

Časté chyby

  • „Väčšie napätie, menší prúd.“ Pri stálom odpore väčšie napätie znamená väčší prúd.
  • „Odpor sa mení, keď zmeníme napätie.“ Odpor rezistora je stály, mení sa prúd. Výnimkou sú vodiče, ktoré sa zohrievajú.
  • „R = U · I.“ Odpor je napätie vydelené prúdom, R = U : I.
  • „Batéria má vždy rovnaké napätie.“ Pri veľkom odbere prúdu svorkové napätie klesne o napätie na vnútornom odpore.

Ako sa správajú spotrebiče zapojené za sebou a vedľa seba, ukazuje ďalšia lekcia Zapájanie spotrebičov za sebou a vedľa seba.

nové čísla pri každej úlohe

Počítaj podľa Ohmovho zákona

príklad 1

0 / 0

rozumieš tomu?

Otestuj sa

4 otázok · úroveň ZŠ4 otázok · úroveň SŠ

Kvíz: Ohmov zákon

Otázka 1/4

Ako sa zmení prúd rezistorom, keď napätie zdvojnásobíme?

Skóre: 0

Najprv vyber odpoveď.

Chcete tento pokus naživo?

Ukážem ho vašim žiakom na chemickej show: 15 pokusov za jednu hodinu, 5 € na žiaka.

Rezervovať termín

Nahlásiť chybu

Chyba v texte, zlá odpoveď alebo niečo, čo nefunguje? Stačí pár slov.

Čo sa stalo?
vedeckeokienko.sk/

Hlásenie uvidí len správca webu. Osobné údaje sem nepatria. Ochrana osobných údajov