Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Закон Ома — фундаментальный закон электротехники, устанавливающий прямо пропорциональную связь между силой тока, напряжением и сопротивлением в электрической цепи. В простейшей записи I = U/R он применим к участку цепи без источников ЭДС. Закон лежит в основе расчёта любой электрической схемы — от бытовой проводки до сложных электронных устройств.
Соотношение между током и напряжением экспериментально установил немецкий физик Георг Симон Ом в 1826 году. Свои выводы он опубликовал в трактате «Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet» («Гальваническая цепь, рассмотренная математически») в 1827 году.
В современной формулировке закон Ома гласит: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению этого проводника. Единица сопротивления в системе СИ — Ом — названа в честь учёного.
Важно понимать: закон Ома справедлив только для так называемых «омических» (линейных) проводников при постоянной температуре. Для нелинейных элементов — диодов, транзисторов, ламп накаливания в широком диапазоне токов — он выполняется лишь приближённо или вовсе неприменим.
Это самая известная запись закона Ома, изучаемая в школьном курсе физики:
I = U / R
где I — сила тока (А), U — напряжение на участке (В), R — сопротивление участка (Ом). Из этой формулы выводятся U = I·R и R = U/I.
Когда в цепи присутствует источник электродвижущей силы — батарея, аккумулятор, генератор — приходится учитывать его внутреннее сопротивление r:
I = E / (R + r)
где E — ЭДС источника (В), R — внешнее сопротивление нагрузки, r — внутреннее сопротивление источника. При коротком замыкании (R → 0) ток ограничен только внутренним сопротивлением, что важно учитывать при выборе защиты.
В точке внутри проводящей среды закон Ома записывается через плотность тока j и напряжённость электрического поля E:
j = σ · E
где σ — удельная электрическая проводимость материала (См/м). Эквивалентная запись через удельное сопротивление ρ: j = E/ρ. Эта форма не зависит от геометрии проводника и используется в физике твёрдого тела и расчётах полей.
Сопротивление однородного цилиндрического проводника длиной L и сечением S равно:
R = ρ · L / S
где ρ — удельное сопротивление материала (Ом·м). Параметр ρ — табличная характеристика, зависящая только от вещества и температуры.
Значения соответствуют справочным данным для электротехнических материалов. Параметры медных и алюминиевых жил кабелей регламентированы российским ГОСТ 22483-2021 «Жилы токопроводящие медные и алюминиевые для кабелей, проводов и шнуров».
Для металлов сопротивление линейно растёт с температурой по соотношению R(T) = R0·(1 + α·ΔT), где α — температурный коэффициент сопротивления. Для меди при нагреве с 20 до 100 °C сопротивление возрастает примерно на 31%. У полупроводников и некоторых сплавов (нихром, манганин) зависимость обратная или слабая — поэтому они идут на нагревательные элементы и эталонные резисторы.
В цепях переменного тока кроме активного сопротивления R действуют ещё индуктивное XL = ωL и ёмкостное XC = 1/(ωC) реактивные сопротивления. Их совокупность образует комплексное сопротивление, или импеданс Z. Закон Ома для амплитудных значений принимает форму:
İ = Ü / Z
где Ü и İ — комплексные амплитуды напряжения и тока. Модуль |Z| = √(R² + (XL − XC)²). Такая запись лежит в основе расчётов цепей синусоидального тока в курсе ТОЭ.
По аналогии с электрическими цепями для магнитных цепей формулируется «закон Ома для магнитной цепи»: Φ = F / Rм, где Φ — магнитный поток, F = I·w — намагничивающая сила, Rм — магнитное сопротивление. Этот формальный приём упрощает расчёт трансформаторов, дросселей, электрических машин.
Лампа накаливания 230 В мощностью 100 Вт в рабочем режиме потребляет ток I = P/U = 100/230 ≈ 0,43 А. Её рабочее сопротивление R = U/I ≈ 529 Ом. В холодном состоянии сопротивление нити в 8–10 раз ниже, что объясняет высокий пусковой ток — наглядный пример нелинейности при сильном изменении температуры.
Резюмируя: закон Ома — основа всех расчётов в электротехнике. Его три классические формулировки — для участка цепи (I = U/R), для полной цепи с ЭДС (I = E/(R+r)) и дифференциальная форма (j = σE) — описывают одну и ту же физическую связь между током, напряжением и сопротивлением на разных уровнях абстракции. Грамотное применение закона Ома позволяет инженеру корректно проектировать электропроводку, рассчитывать нагрузки, подбирать защиту и анализировать поведение цепей переменного тока через импеданс.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.