Формула закона Ома
Когда сопротивление (R) постоянно, согласно закону Ома (I = U/R), его можно переписать как U = IR. Таким образом, если известны изменения тока (I) и значение сопротивления (R), можно найти напряжение (U) с помощью этой формулы. Например, при сопротивлении R = 5Ω, и изменении тока от 1А до 2А, когда ток I = 1А, напряжение U1 = IR = 1А × 5Ω = 5В; когда ток I = 2А, напряжение U2 = 2А × 5Ω = 10В.
Ситуация экспериментального исследования
В эксперименте по исследованию "взаимосвязи между током и напряжением" ток изменяется путем изменения сопротивления подключенного к цепи потенциометра, одновременно измеряются соответствующие значения напряжения. Если у вас есть данные о том, как изменяется ток со временем или с другими переменными, и вы знаете значение сопротивления в цепи (например, сопротивление постоянного резистора), вы можете использовать U=IR для расчета соответствующих значений напряжения. Кроме того, в таких экспериментах часто сначала задаются различные значения напряжения, измеряются соответствующие токи, а затем строится график I−U на основе результатов измерений. Если, наоборот, известно изменение тока, значение напряжения также можно получить с помощью наклона этого графика (наклон равен 1/ I с графика, и сопротивление R =k1 ( k — это наклон графика), то напряжение U=IR.
Последовательная цепь
В последовательной цепи общее напряжение источника Utotal равно сумме напряжений на каждой части, т.е., Utotal=U1+U2+⋯+Un. Если известны изменения напряжений других компонентов (кроме компонента, соответствующего изучаемому напряжению) в цепи и общее напряжение источника, можно найти напряжение желаемого компонента. Например, в последовательной цепи с резисторами R1 иR2, и общим напряжением источника Utotal=10В, если напряжение U1 на R1 изменяется от 3В до U2=Utotal−U1, когда U1=3В, U2=10В−3В=7В; когдаU1=4В, U2=10В−4В=6В.
Параллельная цепь
В параллельной цепи напряжение на концах каждой ветви одинаково и равно напряжению источника, т.е.,U=U1=U2=⋯=Un. Если известно напряжение источника или напряжение определенной ветви, то независимо от того, как изменяется ток, напряжения других ветвей равны этому значению. Например, в параллельной цепи с напряжением источника 6В, независимо от того, как изменяется ток в ветвях, напряжение на каждой ветви остается 6В.