В то же время, если увеличить э.д.с., если батарея Б1 будет с большей энергией выталкивать заряды в цепь, то интенсивность движения зарядов увеличится. Отсюда ещё один вывод: чем больше э.д.с., тем больше ток.
Мы рассмотрели закон Ома применительно к самой простой электрической цепи, теперь можно сделать ещё один шаг к реальности, посмотреть, как закон Ома описывает то, что происходит в цепях более сложных. Но перед этим полезно пояснить значение самого слова «закон».
Т-57. О некотором отличии закона об охране авторских прав от закона всемирного тяготения. Торжественные слова «закон Кулона», или «третий закон Ньютона», или «закон Ома для участка цепи» кое-кто воспринимает так, будто бы Кулон, Ньютон и Ом придумали законы, которым теперь подчиняются какие-то физические процессы и которые поэтому нужно учить и знать на экзаменах. В действительности же дело обстоит совсем не так. И вообще в выражении «закон природы» смысл слова «закон» не много имеет общего с привычным, житейским смыслом этого слова.
Когда мы говорим «закон», то чаще всего имеем в виду определённые правила, которые придумали сами люди для того, чтобы упростить и упорядочить свои отношения. Такие законы создавались ещё тысячи лет назад, например, в виде древнейших религиозных заповедей, они пытались предостеречь человека от дурных поступков, подобно тому, как сейчас это делает Уголовный кодекс.
Законы природы никто не придумывает, люди только записывают их, обнаружив эти законы в процессе экспериментов или наблюдений.
Поэтому называть законом природы принято подмеченную человеком некоторую общую, одинаковую, неизменно повторяющуюся черту в какой-то группе явлений. Так что закон природы — это как бы некоторое правило поведения физических, химических и иных природных объектов. Правило, которое действует только потому, что наш мир устроен именно так, как он устроен.
ВК-69. Электротехнику в шутку называют наукой о контактах — недостаточно надёжный контакт непросто обнаружить, а он приводит к серьёзным неприятностям. Значительное сопротивление Rконт уменьшает ток и даже иногда разрывает цепь. На этом сопротивлении теряется напряжение, выделяется заметная мощность и в итоге происходит сильный нагрев. Поэтому соединения, особенно в цепях со значительным током, осуществляют с помощью сварки, пайки или сильного механического сжатия.
Т-58. Закон надо знать точно. Закон Ома не относится к числу фундаментальных законов природы. Он рассказывает о довольно узком круге явлений в достаточно скромной системе — в электрической цепи. Рассказывает о том, как электрический ток в этой цепи зависит от действия генератора (э.д.с.) и от свойств самой цепи (сопротивление). Зависимости эти, утверждает закон Ома, очень просты: ток прямо пропорционален электродвижущей силе генератора и обратно пропорционален сопротивлению цепи (Р-16).
То, что ток должен возрастать с увеличением э.д.с., в принципе понятно, и то, что он должен уменьшаться с ростом сопротивления, тоже не вызывает сомнений (Т-56). Но заметьте, что закон Ома не просто устанавливает качественную сторону этих зависимостей, не просто утверждает, что с ростом э.д.с. ток растёт, а с ростом сопротивления уменьшается. Немецкий физик Георг Ом полтора столетия назад подметил и описал точную количественную связь между э.д.с., током и сопротивлением — именно количественную. Он подметил, что во сколько раз возрастает э. д.с., во столько же раз возрастает ток; во сколько раз возрастает сопротивление, во столько же раз ток уменьшается. Никаких общих соображений, точно и определённо: «во сколько раз… во столько же раз…». То есть если увеличить э.д.с. в 3 раза, то и ток увеличится в 3 раза, не в 2,9 и не в 3,1, а именно в 3 раза. Точно так же, если увеличить сопротивление в 5 раз, то в те же 5 раз уменьшится ток. В этой точной количественной связи — главный смысл закона Ома и его важное практическое значение.
ВК-70. Пытаясь найти неисправность в сложной электрической или электронной схеме, удобно не разбирать её всю целиком, а выделить в ней функциональные блоки (каждый их них делает свою работу, выполняет определённую функцию) и постараться понять, как они связаны, как взаимодействуют. После этого проще будет разобраться в том блоке, который попал под подозрение. Работа со сложными схемами требует терпения и уверенности в том, что во всём в итоге можно разобраться.
Т-59. Формулы — чёткий и удобный способ записи влияния одних величин на другие. Как видите, после довольно долгих размышлений мы выяснили, наконец, простую, вроде бы истину, именуемую «закон Ома».
А ведь всё, о чём говорит закон Ома, можно записать без слов — в виде короткого алгебраического выражения, на языке простейших алгебраических формул. Ещё в предисловии говорилось, что читателю полезно будет освоить этот язык, хотя бы в минимальном объёме (Т-7). У значительной части читателей это сообщение наверняка вызвало улыбку, многие освоили этот язык ещё в школе. Поэтому можно считать, что мы займёмся всего лишь повторением пройденного, это, видимо, будет полезно для тех, кто в своё время всё это знал, но, к сожалению, подзабыл, и для тех, кто, согласно украинской поговорке, не знал, не знал, а потом ещё и забыл.
Для того чтобы представить закон Ома в виде формулы (Р-26), введём условные обозначения. Силу тока обозначим буквой I, электродвижущую силу — буквой Е и сопротивление — буквой R. Это общепринятые обозначения, их можно встретить в самой разной литературе и документации.
Т-60. Бегло взглянув на формулу, можно сразу увидеть, какая величина от какой и как зависит. Формула очень короткий, лаконичный и удобный способ записи различных зависимостей. Удобство её, во-первых, состоит в том, что, одним взглядом окинув формулу, во многих случаях можно сразу же почувствовать, какая величина от какой зависит. И как зависит. Если, например, какая-либо величина в числителе, она работает на увеличение результата (как Е в формуле закона Ома), если в знаменателе — работает на уменьшение (как R в этой же формуле). Другое очень большое удобство состоит в том, что простейшие алгебраические преобразования во многих случаях позволяют из одной какой-нибудь формулы получить другие, которые открывают новые возможности для понимания процесса, для его оценки или для практических расчётов.