Закон Ома для полной цепи — Гипермаркет знаний

KNOWLEDGE HYPERMARKET

Закон Ома для полной цепи

Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 10 класс>>Физика: Закон Ома для полной цепи

Рассмотрим простейшую полную (т. е. замкнутую) цепь, состоящую из источника тока (гальванического элемента, аккумулятора или генератора) и резистора сопротивлением R (рис.15.9). Источник тока имеет ЭДС ε и сопротивление r. Сопротивление источника часто называют внутренним сопротивлением - в отличие от внешнего сопротивления R цепи. В генераторе r - это сопротивление обмоток, а в гальваническом элементе - сопротивление раствора электролита и электродов.

Закон Ома для замкнутой цепи связывает силу тока в цепи, ЭДС и полное сопротивление цепи R+r. Эта связь может быть установлена теоретически, если использовать закон сохранения энергии и закон Джоуля - Ленца (15.14).
Пусть за время

через поперечное сечение проводника проходит электрический заряд

. Тогда работу сторонних сил при перемещении заряда

можно записать так:

. Согласно определению силы тока (15.1)

. Поэтому

При совершении этой работы на внутреннем и внешнем участках цепи, сопротивления которых r и R выделяется некоторое количество теплоты. По закону Джоуля - Ленца оно равно:

По закону сохранения энергии

, откуда получаем

Произведение силы тока и сопротивления участка цепи часто называют падением напряжения на этом участке. Таким образом, ЭДС равна сумме падений напряжения на внутреннем и внешнем участках замкнутой цепи.
Закон Ома для замкнутой цепи записывают в виде:

Сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС источника тока к полному сопротивлению цепи.
Сила тока в цепи зависит от трех величин: ЭДС ε, сопротивлений R внешнего и r внутреннего участков цепи. Внутреннее сопротивление источника тока не оказывает заметного влияния на силу тока, если оно мало по сравнению с сопротивлением внешней части цепи (R>>r). При этом напряжение на зажимах источника примерно равно ЭДС:

.
При коротком замыкании, когда R, сила тока в цепи определяется именно внутренним сопротивлением источника и при электродвижущей силе в несколько вольт может оказаться очень большой, если r мало (например, у аккумулятора r ≈ 0,1-0,001 Ом). Провода могут расплавиться, а сам источник выйти из строя.
Если цепь содержит несколько последовательно соединенных элементов с ЭДС ε₁, ''ε''₂, ε₃ и т. д., то полная ЭДС цепи равна алгебраической сумме ЭДС отдельных элементов. Для определения знака ЭДС любого источника нужно вначале условиться относительно выбора положительного направления обхода контура. На рисунке 15.10 положительным (произвольно) считают направление обхода против часовой стрелки.

Если при обходе цепи данный источник стремится вызвать ток в направлении обхода, то его ЭДС берется положительной, ε > 0. Сторонние силы внутри источника совершают при этом положительную работу.
Если же при обходе цепи данный источник вызывает ток против направления обхода цепи, то его ЭДС будет отрицательной, ε < 0. Сторонние силы внутри источника совершают отрицательную работу. Так, для цепи, изображенной на рисунке 15.10, при обходе контура против часовой стрелки получаем следующее уравнение:

Если ε > 0, то согласно формуле (15.20) сила тока I > 0, т. е. направление тока совпадает с направлением обхода контура. При ε < 0, наоборот, направление тока противоположно направлению обхода контура. Полное сопротивление цепи R_п равно сумме всех сопротивлений (рис. 15.10):

   Сила тока в замкнутой цепи равна ЭДС в этой цепи, деленной на ее полное сопротивление.

   ???
   1. От чего зависит знак ЭДС в законе Ома для замкнутой цепи?
   2. Чему равно внешнее сопротивление в случаях: а) короткого замыкания; 6) разомкнутой цепи?

Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский, Физика 10 класс

_{Планирования по физике, учебники и книги онлайн, курсы и задания по физике для 10 класса}

Содержание урока
 конспект урока                       
 опорный каркас  
 презентация урока
 акселеративные методы 
 интерактивные технологии 

Практика
 задачи и упражнения 
 самопроверка
 практикумы, тренинги, кейсы, квесты
 домашние задания
 дискуссионные вопросы
 риторические вопросы от учеников
 
Иллюстрации
 аудио-, видеоклипы и мультимедиа 
 фотографии, картинки 
 графики, таблицы, схемы
 юмор, анекдоты, приколы, комиксы
 притчи, поговорки, кроссворды, цитаты

Дополнения
 рефераты
 статьи 
 фишки для любознательных 
 шпаргалки 
 учебники основные и дополнительные
 словарь терминов                          
 прочие 

Совершенствование учебников и уроков
 исправление ошибок в учебнике
 обновление фрагмента в учебнике 
 элементы новаторства на уроке 
 замена устаревших знаний новыми 
 
Только для учителей
 идеальные уроки 
 календарный план на год  
 методические рекомендации  
 программы
 обсуждения


Интегрированные уроки

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.

Источник — «http://edufuture.biz/index.php?title=%D0%97%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%BD_%D0%9E%D0%BC%D0%B0_%D0%B4%D0%BB%D1%8F_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D1%86%D0%B5%D0%BF%D0%B8»

При использовании материалов ресурса
ссылка на edufuture.biz обязательна (для интернет ресурсов - гиперссылка).
edufuture.biz 2008-© Все права защищены.
Сайт edufuture.biz является порталом, в котором не предусмотрены темы политики, наркомании, алкоголизма, курения и других "взрослых" тем.

Разработка - Гипермаркет знаний 2008-

Ждем Ваши замечания и предложения на email:
По вопросам рекламы и спонсорства пишите на email: