Тізбек бөлігі үшін Ом заңының мағынасы, ол қалай өрнектеледі? Джоуль-Ленц заңын тұжырымдаңыз.
Тұрақты ток бағынатын негізгі заң – Ом заңы. Осы заңға сәйкес, тосын күштер әсер етпейтін тізбек бөлігіндегі (тізбектің біртекті бөлігі) өткізгіш бойымен ағатын ток күші өткізгіштің шеттеріндегі потенциалдар айырмасына (кернеуге) тура, ал оның кедергісіне кері пропорционал болады, яғни
.
Ом заңын 1826 ж. неміс физигі Г. Ом (1787 – 1854) ашқан.
Электр тогы металл өткізгіштер арқылы өткенде электрондар бірде нейтраль молекулалармен, бірде электрондарынан айрылған молекулалармен соқтығысады.Қозғалыстағы электрон өзінің кинетикалық энергиясын жоғалта отырып, нейтраль молекуладан жаңа электронды бөліп алады, да жаңа оң ион түзеді, немесе электронынан айрылған молекуламен (оң ионмен) қосылып нейтраль молекула кұрады. Электрондар молекулалармен соқтыққанда энергия жұмсалады, cол энергия жылуға айналады. Кедергіні жеңе отырып жүретін кез келген қозғалыс белгілі энергия жұмсалуын қажет етеді. Мысалы, қайсы бір денені орнынан қозғалту үшін үйкеліс кедергісін жеңу керек. Оған жұмсалатын жұмыс жылуға айналады. Өткізгіштің электр кедергісінің маңызы да үйкеліс кедергісі сияқты болады. Сөйтіп, өткізгіштен ток өткізу үшін ток көзі біраз энергия жұмсайды, cол энергия жылуға айналады. Электр энерғиясының жылу энергиясына өтуі Ленц — Джоуль заңымен анықталады. Бұл заңды токтың жылулық әсер заңы деп те атайды.
Орыс ғалымы және ағылшын физигі Джоуль бір мезгілде және бір-бірінен тәуелсіз электр тогы өткізгіш арқылы өткенде, өткізгіште бөлінетін жылу мөлшері ток квадратына, өткізгіш кедергісіне және токтың өткізгіштен өту мерзіміне тура пропорционал болатындығын анықтады. Бұл ереже Ленц — Джоуль заңы деп аталады. Егер ток әрекеті жасалған жылу мљлшерін Q әрпімен өткізгіштен өтетін ток күшін I әрпімен, өткізгіш кедергісін R әрпімен және, токтың өткізгіштен ағып өту уақытын t әрпімен белгілесек, онда Ленц — Джоуль заңының өрнегін былай жазуға болады:
Неліктен вольтметрдің ішкі кедергісін өте үлкен етіп жасайды? Амперметр мен вольтметрдің жұмыс істеу принципін түсіндіріңіз. Не үшін және қалай амперметр мен вольтметрлерге қосымша кедергі (шунт) қосады?
Ток күшін өлшеуге арналған прибор амперметр деп аталады. Ол тізбектің ток күші өлшенетін бөлігіне тізбектеп қосылады. Амперметрдің ішкі (меншікті) кедергісі мүмкіндігінше аз болуға тиіс. Сонда амперметрді тізбекке қосқанда тізбектің осы бөлігінің кедергісі іс жүзінде өзгеріссіз қалады да, прибор тұтынатын қуат елеусіз аз болады. Осылай қосылған амперметрлер токты тікелей бақалайтын приборлар ретінде қолданылады, бұлар өлшенетін токтың сандық мәндерін көрсетеді.
Жұмыс істеу негізіне қарай амперметрлер магнитоэлектрлік және электромагниттік болып бөлінеді. Магнитоэлектрлік жүйедегі амперметрдің жұмыс істеуі тұрақты магниттің магнит өрісімен өлшенетін ток өтетін қозғалмалы контурдың әсерлесуіне, ал электромагниттік жүйедегі амперметрдің жұмыс істеуі орамдары арқылы өлшенетін ток өтетін катушканың магнит өрісімен қозғалмалы ферромагниттік өзектің әсерлесуіне негізделген.
Тұрақты ток тізбектерінде негізінен магнитоэлектрлік (электромагниттік сирек қолданылады) жүйедегі амперметрлер қолданылады. Амперметр ток күшінің белгілі шектік мәніне арналады. Оның өлшеу диапазонын үлкейту үшін амперметрге параллель қосымша кедергі (шунт) қосылады. Сонда өлшеу диапазонын есе үлкейту үшін кедергісі шунт керек болады.
Гальванометрге (вольтметрге) параллель шунт жалғап, бақылау шкаласын өзгертіп, оны амперметрге айналдыруға болады.
Кернеуді өлшеуге арналған прибор вольтметр деп аталады. Вольтметр өлшенетін тізбек бөлігіне параллель қосылады. Ол да амперметр секілді магнитоэлектр немесе электромагнит жүйесінде болады. Вольтметр тізбекке параллель қосылатындықтан негізгі тізбек тогын көп өзгертіп алмас үшін оның кедергісін өте үлкен етіп алады, яғни вольтметрден өтетін ток өте аз болуы керек. Сондықтан вольтметрдің өлшеу шегін өзгерту үшін оған тізбектей қосымша кедергі жалғайды: өлшеу шегін есе өсіру үшін = /(n −1) қосымша кедергі керек.