Physicexperts, закон ома для повного кола

Закон Ома для повної (замкнутої) ланцюга виражає зв'язок між силою струму в ланцюзі, ЕРС і повним опором.

Розглянемо повну електричну Т ланцюг, що складається з джерела струму з ЕРС і і внутрішнім сопротив-ленням r і зовнішнього опору R. Внутрішній опір - опір джерела струму, зовнішнє опір - опір потре-вачів електричного струму, наприклад резистора.

Електричний струм здійснює роботу не тільки на зовнішньому, але і на внутрішньому ділянці ланцюга: нагрівається не тільки резистор, а й сам джерело струму.

Згідно із законом збереження енергії робота електричного струму в замкнутій ланцюга, що дорівнює роботі сторонніх сил джерела струму, дорівнює кількості теплоти, що виділилася на внутрішньому і зовніш-нього ділянках ланцюга:

Оскільки за час Dt через поперечний переріз провідників пройде заряд. Dq, то робота сторонніх сил по переміщенню зоря-да дорівнює:

де I = Dq / Dt - сила струму в провіднику. При цьому виділилося

кількість теплоти згідно із законом Джоуля-Ленца одно:

Тут твір IR називається падінням напруги на зовнішній ділянці ланцюга, Ir - падінням напруги на внутрен-ньому ділянці ланцюга.

Таким чином, ЕРС дорівнює сумі падінь напруг на зовнішньому і внутрішньому ділянках повною (замкнутої) ланцюга.

Напруга U (падіння напруг) на зовнішній ланцюга:

Сума зовнішнього і внутрішнього опору є повний опір ланцюга: R + r. Закон Ома для повного кола:

Сила струму в повній електричного кола дорівнює відношенню ЕРС ланцюга до її повного опору.

Наслідки із закону Ома для повного кола

1. Якщо внутрішній опір джерела струму r мало по срав-рівняно з зовнішнім опором R, то воно не робить замет-ного впливу на силу струму в ланцюзі. При цьому напруга на затискачах джерела приблизно дорівнює ЕРС:

2. Коли зовнішнє опір ланцюга прагне до нуля (R -> 0) - при короткому замиканні, сила струму в колі визначається внут-ренним опором джерела і приймає максималь-ве значення:

3. При розімкнутого ланцюга, коли R-> оо (опір зовнішнього ділянки ланцюга нескінченно велике) I = 0, напруга источни-ка струму одно його ЕРС. або ЕРС джерела вимірюється рознос-ма потенціалів на його клемах:

Знак ЕРС і напругу на ділянці ланцюга можуть бути поклади-них і негативними. Значення ЕРС вважається поклади-них, якщо вона підвищує потенціал у напрямку струму - струм всередині джерела йде від негативного полюса до позитивними-ному полюса джерела. Напруга приймається позитивними-ним, якщо струм всередині джерела йде в напрямку зниження потенціалу (від позитивного полюса джерела до негативного-ному полюсу).