Закон Ома для полной цепи.
Закон Ома для полной цепи.
Любые силы, которые действуют на электрически заряженные частицы, кроме сил электростатического происхождения (т.е. кулоновских), называют сторонними силами. Сторонние силы приводят в движение заряженные частицы внутри всех источников тока.
Действие сторонних сил характеризуется важной физической величиной электродвижущей силой (ЭДС). Электродвижущая сила в замкнутом контуре - отношение работы сторонних сил при перемещении заряда вдоль контура к заряду.
В источнике тока из-за действием сторонних сил происходит разделение зарядов. Так как они движутся, они взаимодействуют с ионами кристаллов и электролитов и отдают им часть своей энергии. Это приводит к уменьшению силы тока, таким образом, источник тока обладает сопротивлением, которое называют внутренним r.
Закон Ома для замкнутой цепи связывает силу тока в цепи, ЭДС и полное сопротивление цепи:
Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению
Короткое замыкание
При коротком замыкании, когда внешнее сопротивление стремится к нулю , сила тока в цепи определяется именно внутренним сопротивлением и может оказаться очень большой . И тогда провода могут расплавиться, что может привести к опасным последствиям.
Примеры и разбор решения заданий:
1. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго:
|
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ |
ФОРМУЛЫ |
|
Электродвижущая сила |
|
|
Сила тока |
|
|
Сопротивление |
|
|
Разность потенциалов |
|
Решение.
Электродвижущая сила гальванического элемента есть величина, численно равная работе сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда внутри элемента от одного полюса к другому.
Работа сторонних сил не может быть выражена через разность потенциалов, так как сторонние силы непотенциальны и их работа зависит от формы траектории перемещения зарядов.
ЭДС определяется по формуле:
Сила тока определяется по формуле:
Сопротивление определяется по формуле:
Разность потенциалов определяется по формуле:
Правильный ответ:
|
ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ |
ФОРМУЛЫ |
|
Электродвижущая сила |
|
|
Сила тока |
|
|
Сопротивление |
|
|
|
2. ЭДС батарейки карманного фонарика - 3,7 В, внутреннее сопротивление 1,5 Ом. Батарейка замкнута на сопротивление 11,7 Ом. Каково напряжение на зажимах батарейки?
Решение:
Напряжение рассчитывается по формуле:
Чтобы найти силу тока применим закон Ома для полной цепи:
Делаем расчёт:
Ответ: U = 3,28 В.