Лаборатория цепей и закона Ома
Соберите цепь, изменяйте напряжение и сопротивление и смотрите, как закон Ома U = I·R зажигает её — последовательное и параллельное соединение рядом.
Это точный решатель цепей постоянного тока — без выдуманных чисел. Выберите пресет или добавьте резисторы, переключайтесь между последовательным и параллельным соединением и настраивайте напряжение батареи и каждое сопротивление. Наблюдайте, как ток I = U/R течёт в виде носителей заряда, лампочка светлеет в соответствии со своей мощностью, а таблица показывает, что последовательные цепи имеют общий ток, а параллельные ветви — общее напряжение.
Один резистор
Батарея 9 В на одном резисторе 3 Ом. Закон Ома даёт I = U/R = 9/3 = 3 А, а мощность P = U·I = 27 Вт. Самый простой способ почувствовать U = I·R.
Выбранный резистор
Коснитесь резистора на схеме, чипа или строки в таблице, чтобы считать его падение напряжения, ток и мощность — и настроить его сопротивление в реальном времени.
Разбивка по резисторам
| R | Падение напряжения | Ток | Мощность |
|---|
Формулы и источники
V = I·R
P = V·I = I²R = V²/R
Последовательно: R = Σ Rᵢ
Параллельно: 1/R = Σ 1/Rᵢ
Единицы и константы за этой цепью
Закон Ома связывает три величины, и одна из них — ампер — определена через константу, которую можно пересчитать поштучно: заряд одного электрона.
Что вы меняете
Константа, определяющая ампер
- e = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C Элементарный заряд · точен с 2019 года — ампер определяется фиксацией этого числа
Что такое ампер на самом деле: электроны в секунду
| Потребитель | Ток | Электронов в секунду |
|---|---|---|
| Индикаторный светодиод | 0.02 A | 1.25 × 10^17 / s |
| Зарядка для телефона | 2 A | 1.25 × 10^19 / s |
| Микроволновка | 10 A | 6.24 × 10^19 / s |
Считается на лету как I / e со значением элементарного заряда CODATA с нашей страницы констант. Ампер — это кулон в секунду, а кулон — примерно 6,24 × 10¹⁸ электронов. Светодиод и зарядка — токи низковольтной стороны (несколько вольт постоянного напряжения); микроволновка — со стороны розетки. В России в розетке 220–230 В при 50 Гц, так что эти 10 А дают около 2,2 кВт.
Когда-то ампер определяли через два провода
До 20 мая 2019 года ампер определялся через силу между двумя бесконечно длинными параллельными проводами на расстоянии метра — определение, которое никто не мог построить. С тех пор его определяют, зафиксировав элементарный заряд ровно на 1,602176634 × 10⁻¹⁹ кулона. Ток в этом симуляторе — буквально подсчёт электронов.
Посмотреть семь констант, определяющих СИ →