Сопротивление вольтметра равно 25 кОм. Он включён под напряжение 220 В. Чему равна сила тока в вольтметре?

Для решения задачи проанализируем её с точки зрения основных физических понятий и законов, которые понадобятся.

Электрическое сопротивление, сила тока и напряжение

Сопротивление (обозначается как $ R $) измеряет, насколько сильно элемент электрической цепи препятствует прохождению электрического тока. Чем больше сопротивление, тем меньше ток проходит через этот элемент при фиксированном напряжении.

Сила тока (обозначается как $ I $) — это количество электрического заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за единицу времени. Измеряется в амперах ($ А $).

Электрическое напряжение (обозначается как $ U $) — это разность электрических потенциалов между двумя точками цепи. Измеряется в вольтах ($ В $).

Закон Ома для участка цепи

Основным законом, связывающим эти три величины, является закон Ома:

$$ I = \frac{U}{R}, $$

где:
− $ I $ — сила тока (в амперах),
− $ U $ — напряжение (в вольтах),
− $ R $ — сопротивление (в омах).

Этот закон говорит: сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

Обработка данных из задачи

1. Дано сопротивление вольтметра, $ R = 25 \, \text{кОм} $. Это значение нужно перевести в омы, так как стандартная единица измерения сопротивления в Международной системе единиц (СИ) — это ом. Для перевода:
   $$ 1 \, \text{кОм} = 1000 \, \text{Ом}. $$
   Таким образом:
   $$ R = 25 \, \text{кОм} = 25 \cdot 1000 \, \text{Ом} = 25000 \, \text{Ом}. $$

2. Дано напряжение, $ U = 220 \, \text{В} $. Единица уже находится в системе СИ, поэтому переводить ничего не нужно.

3. Сила тока, $ I $, подлежит вычислению с использованием закона Ома.

Анализ полученной формулы

Сила тока $ I $ будет очень малой, поскольку сопротивление вольтметра велико. Это объясняется особенностью устройства вольтметра: он должен иметь большое сопротивление, чтобы ток через него был минимальным и не искажал работу исследуемой цепи.

Единицы измерения

Следует помнить, что полученная сила тока будет выражаться в амперах ($ А $). Если значение окажется достаточно малым, его удобно представить в миллиамперах ($ \text{мА} $) или микроамперах ($ \mu\text{А} $):

$$ 1 \, \text{мА} = 0{,}001 \, \text{А}, \quad 1 \, \mu\text{А} = 0{,}000001 \, \text{А}. $$

Теперь все необходимые теоретические сведения собраны для решения задачи.