Закон Ома для полной цепи

Разность потенциалов, то есть напряжение, и электрический ток взаимосвязаны друг с другом как причина и следствие. Разность потенциалов является причиной появления тока, но не единственной. Потенциалы должны быть замкнуты нагрузкой. Именно тогда и только в этой нагрузке, состоящей из тех или иных электропроводящих объектов, появится электрический ток.

Его характеристики будут зависеть от источника напряжения и параметров присоединённой нагрузки. Изучение свойств электричества начиналось с источников постоянных величин разности потенциалов. Одним из исследователей электричества был германский учёный Георг Ом. Он опытным путём установил взаимосвязь параметров постоянного напряжения, нагрузки и электрического тока.

Несмотря на несовершенство измерительных приборов 19 века Ом выяснил и определил влияние сопротивления на величину электротока. Оказалось, что источник разности потенциалов является частью электрической цепи аналогично прочим элементам нагрузки в ней. Сопротивление источника напряжения стали называть «внутренним сопротивлением», а сопротивление остальных элементов, которые являются нагрузкой этого источника – «внешним сопротивлением». Если обозначить

• U – величина разности потенциалов;
• r – внутреннее сопротивление;
• R – внешнее сопротивление;
• I – величина электротока в нагрузке,

Получается такое соотношение:

• I=U/(r+R).

Эта формула является математическим выражением закона, названным по имени Георга Ома — «Закон Ома для полной цепи». Единица измерения сопротивления также была названа по имени Георга Ома – «1 Ом». Движущиеся заряды, именуемые как «электрический ток», в нагрузке создают направленное движение от плюса источника питания к его минусу. Поскольку в физике движение связано с действием силы, было решено использовать вместо напряжения численно равную ему электродвижущую силу, сокращенно «ЭДС» и измеряемую в Вольтах. ЭДС обозначается латинской буквой E. Соответственно формула закона Ома приобрела вид

• I=E/(r+R).

Со временем выяснилось, что в электрических цепях помимо постоянных значений разности потенциалов и тока могут быть переменные и импульсные значения. При этом сопротивления нагрузки имеют иную природу, чем при постоянном токе. Однако закон Ома и в этих случаях оказался действующим. Появились специальные разновидности закона Ома, которые учитывают те или иные особенности процессов, существующих в таких цепях. Но это уже совсем другая история…