Закон Ома связывает напряжение, ток и сопротивление участка электрической цепи: U = I × R. Если известны две величины, третью находят преобразованием формулы: I = U / R или R = U / I.
Формула проста, но применять её нужно к правильно выбранному участку и режиму. Для переменного тока с катушками и конденсаторами вместо одного активного сопротивления учитывают полное сопротивление, а для источника питания — ещё и внутреннее сопротивление.
- U, вольт
- разность электрических потенциалов на выбранном участке
- I, ампер
- ток, одинаковый для элементов одной последовательной ветви
- R, ом
- сопротивление участка в рассматриваемом режиме и при данной температуре
Что означают напряжение, ток и сопротивление
Напряжение
Показывает разность потенциалов между двумя точками. Его измеряют параллельно выбранному участку.
Ток
Характеризует направленное движение заряда. Амперметр включают в цепь по предусмотренной схеме, а не параллельно источнику.
Сопротивление
Связывает ток и напряжение для рассматриваемого элемента; у многих нагрузок меняется с температурой и режимом.
Обозначения мощности и связь ватт с вольт-амперами отдельно разобраны в статье о разнице между Вт и ВА.
Как пользоваться формулами
Найти напряжение
При токе 2 А и сопротивлении 6 Ом напряжение на элементе равно 12 В.
Найти ток
При 12 В на сопротивлении 6 Ом ток равен 2 А — если элемент подчиняется линейной зависимости в этом режиме.
Найти сопротивление
Если при 12 В измерен ток 2 А, отношение напряжения к току равно 6 Ом.
Найти мощность
Для постоянного тока в примере мощность равна 24 Вт; также можно записать P = I²R или P = U²/R.
Единицы важны. Миллиамперы переводят в амперы, киломы — в омы. Ошибка в приставке даёт результат, отличающийся в тысячу раз.
Закон Ома для резистивной цепи
Введите напряжение и сопротивление — калькулятор покажет ток, мощность и энергию простой установившейся резистивной нагрузки.
Для резистивной цепи I = U/R и P = U × I. Перед расчётом приведите величины к согласованным единицам.
Расчёт выполняется в вашем браузере. Введённые значения никуда не отправляются.
Калькулятор не рассчитывает пуск, короткое замыкание, нагрев проводки, реактивную или нелинейную нагрузку и не является основанием для выбора защиты.
Как закон Ома работает в составной цепи
Ток общий, напряжения складываются
Эквивалентное сопротивление R = R₁ + R₂ + … . Напряжение делится между элементами пропорционально их сопротивлениям.
Напряжение общее, токи складываются
Проводимости ветвей складываются: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + … . Эквивалентное сопротивление меньше сопротивления любой ветви.
Именно сопротивление жил и соединений создаёт расчётное падение напряжения в кабельной линии. На действующем объекте локальную просадку ищут измерениями, как описано в материале о сопротивлении линии и контактов.
Как напряжение и сопротивление задают ток
Изменить напряжение идеального источника и сопротивление линейной нагрузки, увидеть условное движение тока по замкнутому контуру и получить значения тока и мощности по закону Ома.
Для идеальной резистивной цепи постоянного тока ток равен I = U / R, а мощность — P = U × I. Увеличение напряжения повышает ток, а увеличение сопротивления при том же напряжении его снижает.
Расчёт выполняется в вашем браузере. Введённые значения никуда не отправляются.
Модель относится к установившейся резистивной цепи постоянного тока. Она не учитывает внутреннее сопротивление источника, нагрев, допуски, реактивность и переходные процессы и не подтверждает допустимую мощность компонентов или безопасность реальной сборки.
Почему для переменного тока одной величины R бывает мало
У идеального резистора синусоидальные ток и напряжение совпадают по фазе, и для действующих значений сохраняется отношение U = IR. Катушка и конденсатор создают реактивную составляющую: ток сдвигается по фазе, а расчёт ведут через комплексное полное сопротивление Z.
- Резистивная нагрузкаВ рабочем диапазоне может быть близка к линейной, но сопротивление нагревателя меняется при нагреве.
- Двигатель или трансформаторЕсть активная и реактивная составляющие, пуск и зависимость параметров от режима.
- Импульсный блок питанияТок может быть несинусоидальным, поэтому простое отношение действующих U/I не описывает форму тока и гармоники.
- Диод и лампаВольт-амперная характеристика нелинейна: «сопротивление» не является постоянным для всех точек.
Когда результат нужно проверять другой моделью
Полная цепь
Напряжение на клеммах источника зависит от ЭДС, внутреннего сопротивления и тока нагрузки.
Переходный процесс
При включении конденсатора или катушки ток и напряжение меняются во времени; нужен дифференциальный расчёт.
Аварийный режим
При коротком замыкании учитывают полное сопротивление источника и сети; бытовая формула с одним сопротивлением нагрузки недостаточна.
Причины и защитные последствия аварийного режима разобраны в статье о коротком замыкании.
Как безопасно проверить расчёт на практике
Определить допустимый режим
Проверить категорию прибора, диапазон, состояние щупов и возможность работы в этой цепи.
Выбрать способ подключения
Напряжение измеряют между точками, ток — предусмотренным методом без создания короткого замыкания.
Сопоставить условия
Записать температуру, нагрузку и режим, потому что измеренное сопротивление может отличаться от холодного паспортного.
Не измеряйте сопротивление омметром на цепи под напряжением. Это опасно и может повредить прибор. Измерения в электроустановках выполняет подготовленный специалист подходящим средством измерений.
Для фактического профиля объекта применяют замер потребляемой мощности, а отклонения питающей сети оценивают через контроль качества электроэнергии.
Разберём вашу задачу
Инженер уточнит исходные данные и предложит подходящее техническое решение.
