Калькулятор закона Ома онлайн

Выберите две известные величины — напряжение, силу тока, сопротивление или мощность. Калькулятор определит две остальные, переведёт входные данные в СИ и покажет формулы с проверкой результата. Основная модель — пассивная резистивная цепь постоянного тока с положительными величинами.

Что такое закон Ома

Для омического резистора напряжение на нём равно произведению тока через него и сопротивления: U = I × R. При неизменном сопротивлении увеличение напряжения пропорционально увеличивает ток. Сопротивление характеризует связь между напряжением и током, а мощность — скорость преобразования электрической энергии.

U = I × R
I = U ÷ R
R = U ÷ I
P = U × I = I² × R = U² ÷ R

Обозначения и единицы измерения

• U — напряжение, вольты (В).
• I — сила тока, амперы (А).
• R — сопротивление, омы (Ом).
• P — электрическая мощность, ватты (Вт).

Все формулы применяются к значениям в базовых единицах СИ. Выбранные приставки преобразуются до расчёта: 1 мВ = 0,001 В; 1 кВ = 1 000 В; 1 мкА = 0,000001 А; 1 мА = 0,001 А; 1 кОм = 1 000 Ом; 1 МОм = 1 000 000 Ом; 1 мВт = 0,001 Вт; 1 кВт = 1 000 Вт.

Таблица формул для всех шести сочетаний

При известных R и P берутся неотрицательные корни. Поскольку форма принимает только положительные входные величины, рассчитанные U и I также положительны. Полярность и условное направление тока выбираются как на схеме. Формы через квадрат и через последовательно рассчитанные величины эквивалентны; вычислительный модуль выбирает устойчивый порядок операций.

Как рассчитать напряжение, ток, сопротивление и мощность

• Напряжение: умножьте ток на сопротивление. При I = 2 А и R = 6 Ом получаем U = 2 × 6 = 12 В.
• Сила тока: разделите напряжение на сопротивление. При U = 12 В и R = 6 Ом получаем I = 12 / 6 = 2 А.
• Сопротивление: разделите напряжение на ток. При U = 12 В и I = 2 А получаем R = 12 / 2 = 6 Ом.
• Мощность: умножьте напряжение на ток. В той же цепи P = 12 × 2 = 24 Вт. Проверка: I² × R = 2² × 6 = 24 Вт.

Примеры с разными исходными данными

Напряжение и сопротивление. Для U = 12 В, R = 6 Ом ток равен 2 А, мощность — 24 Вт. Сопротивление потребляет электрическую мощность и преобразует её в тепло в этой модели.

Миллиамперы и килоомы. I = 2 мА = 0,002 А, R = 3 кОм = 3 000 Ом. Напряжение U = 0,002 × 3 000 = 6 В. Мощность P = 6 × 0,002 = 0,012 Вт = 12 мВт.

Сопротивление и мощность. R = 100 Ом, P = 4 Вт. Напряжение U = √(4 × 100) = 20 В, ток I = √(4 / 100) = 0,2 А. Проверка: 20 × 0,2 = 4 Вт.

Область применимости

Калькулятор рассматривает омическую резистивную нагрузку при постоянном токе. Сопротивление считается заданным и неизменным, а мощности источника и нагрузки в идеальной простой цепи согласованы. Реактивное сопротивление, фазовые сдвиги и другие особенности цепей переменного тока не учитываются.

Для диодов и других нелинейных элементов постоянное отношение U/I не описывает всю вольт-амперную характеристику. Для цепей с катушками и конденсаторами при переменном токе требуется модель с импедансом и фазами. Эта форма не рассчитывает такие режимы, внутреннее сопротивление источника или распределение параметров в сложной сети.

Нулевые и вырожденные случаи

Основная форма принимает только U, I, R и P больше нуля. Это явно заданная область расчёта. Например, U = 0 при известном положительном R даёт I = 0 и P = 0, но такой режим находится вне основной формы. Если известны только U = 0 и I = 0, отношение U/I не определяет единственное сопротивление. Подстановка нулевого делителя недопустима.

Отрицательное напряжение или ток может описывать выбранную полярность в более общей модели. Здесь знаковые направления не моделируются: расчёт выполняется для положительных модулей в пассивной резистивной цепи.

Практическое применение и частые ошибки

• Используйте расчёт для проверки учебной задачи, параметров резистивной нагрузки или согласованности измеренных U, I, R и P.
• Не подставляйте число в миллиамперах в формулу, ожидающую амперы. В форме выберите нужную единицу — преобразование выполнится автоматически.
• Не путайте мощность в ваттах и энергию в ватт-часах. Энергия зависит ещё и от длительности работы.
• Не переносите формулы постоянного тока на произвольную цепь переменного тока без учёта её свойств.
• Проверьте, что напряжение и ток относятся к тому же резистору, а не к разным участкам цепи.
• Научная запись 1e-9 означает 10⁻⁹. Малые числа не заменяются нулём при отображении; округление на экране не используется в проверке формул.

Теоретическая основа расчёта — закон Ома и формулы электрической энергии и мощности.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Какие два значения можно ввести?

Любую из шести пар: U и I, U и R, U и P, I и R, I и P либо R и P. Выберите пару в форме. Две оставшиеся величины рассчитываются автоматически, вводить их не нужно.

Как рассчитать ток по напряжению и сопротивлению?

Используйте I = U / R с U в вольтах и R в омах. При 12 В и 6 Ом получится 2 А. Если выбраны приставки, форма сначала переведёт значения в СИ.

Как рассчитать мощность резистора?

Для резистивной цепи постоянного тока P = U × I. Также можно использовать P = I² × R или P = U² / R. При 12 В, 2 А и 6 Ом все три выражения дают 24 Вт.

Можно ли вводить миллиамперы и килоомы?

Да. Для тока доступны мкА, мА и А; для сопротивления — Ом, кОм и МОм. Напряжение можно вводить в мВ, В и кВ, мощность — в мВт, Вт и кВт. Основные результаты показываются в СИ.

Почему при R и P используются положительные корни?

Форма рассматривает положительные модули напряжения и тока с полярностью и направлением, указанными на схеме. При положительных R и P выражения √(P × R) и √(P / R) дают положительные значения. Знаковые варианты вне этой модели не выбираются автоматически.

Почему нельзя ввести ноль?

Нулевые величины находятся вне положительной основной модели. Некоторые нулевые сочетания имеют однозначное решение, другие не определяют одну из величин — например, 0 В и 0 А не позволяют найти единственное сопротивление. Форма сообщает об ограничении и не делит на ноль.

Подходит ли калькулятор для переменного тока?

Основная модель предназначена для постоянного тока и резистивной нагрузки. Она не учитывает реактивное сопротивление и фазовый сдвиг. Для общей цепи переменного тока эти особенности нужно учитывать отдельно.

Что делать с очень малыми и большими значениями?

Можно использовать научную запись, например 1e-9. Поддерживаемый диапазон входов после перевода в СИ и результатов — от 10⁻¹⁵⁰ до 10¹⁵⁰. При выходе за пределы форма покажет ошибку вместо нуля, NaN или бесконечности.

Как проверить рассчитанный результат?

Подставьте найденные значения в U = I × R и P = U × I. Блок проверки делает это автоматически по неокруглённым числам. Все параметры должны описывать одну и ту же резистивную нагрузку.