Однажды Игната заинтересовал вопрос: почему нельзя прикасаться к открытым электрическим контактам в доме, а к контактам батарейки можно? С этой проблемой он пришел к Ивану Ивановичу.
Учитель напомнил мальчику о действиях электрического тока и предложил провести опыт. Экспериментаторы вспомнили, что о степени действия электрического тока можно судить по величине силы тока. Иван Иванович предположил, что напряжение в домашней электрической цепи значительно превышает напряжение на контактах батарейки, и предложил установить, как зависит сила тока от напряжения.
Игнат уже знал, что силу тока можно измерить амперметром, а напряжение — вольтметром. Педагог поставил на стол несколько батареек, резистор, ключ, набор проводов и измерительные приборы. Экспериментаторы собрали электрическую цепь.
Игнат записал показания амперметра (0,5 А) и вольтметра (1,5 В). Чтобы увеличить напряжение, учитель добавил ещё одну батарейку. Мальчик снова определил показания амперметра (1 А) и вольтметра (3 В).
— Обрати внимание, что напряжение на резисторе увеличилось в два раза, — сказал Иван Иванович.
— Да, и сила тока тоже увеличилась вдвое! — воскликнул Игнат.
— Видишь ли ты связь между ними?— поинтересовался учитель.
— Я думаю, что с увеличением напряжения сила тока тоже становится больше, — сделал вывод мальчик.
— Если уточнить, что обе величины возросли в два раза, то эта зависимость называется прямой пропорциональной, — подсказал Иван Иванович.
— Я понял! Напряжение в домашней цепи 220 В, а батарейка создаёт лишь 4 В, значит, сила тока в резисторе будет в 55 раз больше! — уточнил Игнат, — но я не резистор. Почему мне нельзя прикасаться к контактам?
Иван Иванович пояснил, что каждый проводник имеет сопротивление. Тело человека — не исключение. Учитель предложил Игнату продолжить исследование и установить, как зависит сила тока от сопротивления. Он достал еще один резистор, сопротивление которого было больше в два раза, и добавил его в цепь.
— Теперь сила тока равна 0,25 А, она стала в два раза меньше! — удивился мальчик.
— Мы увеличили сопротивление в два раза, при этом сила тока уменьшилась тоже в два раза. Такая зависимость в математике называется обратной пропорциональной, — подсказал учитель.
— Значит, сила тока прямо пропорциональна напряжению на резисторе и обратно пропорциональна его сопротивлению, — сделал вывод мальчик.
Иван Иванович похвалил мальчика и рассказал, что к такому выводу пришёл Георг Ом в 1826 году. Его именем назван закон, позволяющий установить связь между характеристиками электрического тока на участке электрической цепи.
Закон Ома для участка цепи: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
— Кстати, по поводу электрического сопротивления человека, — вспомнил Иван Иванович, — сопротивление тела человека неодинаково для всех людей. Удивительно, что кожа обладает наибольшим сопротивлением (3-100 кОм), а внутренние органы — значительно меньшим (300-500 Ом). Опасность для человека создаёт не высокое напряжение, а большая сила тока. Сила тока в 8 мА создаёт ощущения, превышающие болевой порог. Ток в 60 мА может вызвать сильную боль и затруднения дыхания.