Определение и формула закона ома для участков электрических цепей и постоянного тока

Электрический ток — упорядоченное движение заряженных частиц ( свободных электронов или ионов). При этом через поперечное сечение проводника перносится электрический заряд ( при тепловом движении заряженных частиц суммарный перенесенный электрический зпряд = 0, т.к. положительные и отрицательные заряды компенсируются).

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

  • Направление электрического тока — условно принято считать направление движения положительно заряженных частиц ( от + к — ).
  • Действия электрического тока ( в проводнике):
  • тепловое действие тока — нагревание проводника ( кроме сверхпроводников);
  • химическое действие тока — проявляется только у электролитов, при этом на электродах выделяются вещества, входящие в состав электролита;
  • магнитное действие тока ( основное ) — наблюдается у всех проводников (отклонение магнитной стрелки вблизи проводника с током и силовое действие тока на соседние проводники посредством магнитного поля).
  • Количественная характеристика электрического тока

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

  1. Сила тока — это отношение заряда q, перенесенного через поперечное сечение проводника за интервал времени t к этому интервалу.
  2. Постоянный ток — электрический ток, у которого сила тока со временем не меняется.

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

Сила тока зависит от заряда частицы, концентрации частиц, скорости направленного движения частиц и площади поперечного сечения проводника.

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

где S — площадь поперечного сечения проводника, qo — электрический заряд частицы, n — концентрация частиц, v — скорость упорядоченного движения электронов.

Единица измерения силы тока:

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

Условия, необходимые для существования электрического тока: — наличие свободных электрически заряженных частиц; — наличие внутри проводника электрического поля действующего с силой на заряженные частицы для их упорядоченного движения (свободные электроны по инерции , без действия силы, перемещаться не могут из-за тормозящего воздействия на них кристаллической решетки). Если в проводнике существует электрическое поле, то между концами проводника есть разность потенциалов.

  • Если разность потенциалов постоянна во времени, в проводнике течет постоянный ток.
  • ЗАКОН ОМА ДЛЯ УЧАСТКА ЦЕПИ

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

где U — напряжение на концах участка цепи, R — сопротивление участка цепи. (сам проводник тоже можно считать участком цепи).

Для каждого проводника существует своя определенная вольт-амперная характеристика.

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

СОПРОТИВЛЕНИЕ

— основная электрическая характеристика проводника. — по закону Ома эта величина постоянна для данного проводника.

  1. 1 Ом — это сопротивление проводника с разностью потенциалов на его концах в 1 В и силой тока в нем 1 А.
  2. Сопротивление зависит только от свойств проводника:

где S — площадь поперечного сечения проводника, l — длина проводника, ро — удельное сопротивление, характеризующее свойства вещества проводника.

  • ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
  • — состоят из источника, потребителя электрического тока, проводов, выключателя.
  • ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ
  1. I — сила тока в цепи U — напряжение на концах участка цепи
  2. R — полное сопротивление участка цепи
  3. ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ
  • I — сила тока в неразветвленном участке цепи U — напряжение на концах участка цепи
  • R — полное сопротивление участка цепи
  • Вспомни, как подключаются измерительные приборы:

Амперметр — включается последовательно с проводником, в котором измеряется сила тока.

Вольтметр — подключается параллельно проводнику, на котором измеряется напряжение.

Следующая страница «Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца» Назад в раздел «10-11 класс»

Электростатика и законы постоянного тока — Класс!ная физика

Электрический заряд. Электризация. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Единица электрического заряда — Близкодействие и дальнодействие. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей. Силовые линии электрического поля — Проводники и диэлектрики в электростатическом поле.

Поляризация диэлектриков — Потенциальная энергия тела в электростатическом поле. Потенциал электростатического поля и разность потенциалов. Связь между напряженностью электростатического поля и разхностью потенциалов — Электроемкость. Конденсаторы. Энергия заряженного конденсатора — Электрический ток. Сила тока. Условия, необходимые для существования электрического тока.

Закон Ома для участка цепи. Сопротивление — Работа и мощность тока

Источник: http://class-fizika.ru/10_6.html

Постоянный электрический ток. Закон Ома для участка цепи. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца. Закон Ома для полной цепи. Закон электролиза Фарадея. Электрические цепи — последовательное и параллельное соединение. Правила Кирхгофа

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока
Проект Карла III Ребане и хорошей компании


Раздел недели: Тепловые величины: теплоемкость, теплопроводность, температуры кипения, плавления, пламени…
Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока
Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация / / Физический справочник / / Физика для самых маленьких. Шпаргалки. Школа.  / / Постоянный электрический ток. Закон Ома для участка цепи. Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля-Ленца. Закон Ома для полной цепи. Закон электролиза Фарадея. Электрические цепи — последовательное и параллельное соединение. Правила Кирхгофа.

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока
Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока
Сила тока I на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению U  и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R: Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока
Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока
Количество теплоты Q, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени прохождения тока по проводнику :

Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос:

Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. Вложите в письмо ссылку на страницу с ошибкой, пожалуйста.

Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса.

Источник: https://dpva.ru/Guide/GuidePhysics/PhysicsForKids/ConstantCurrent/

Закон Ома для участка цепи

Закон Ома для участка цепи – полученный экспериментальным (эмпирическим) путём закон, который устанавливает связь силы тока на участке цепи с напряжением на концах этого участка и его сопротивлением. Строгая формулировка закона Ома для участка цепи записывается так: сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению на её участке и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

Формула закона Ома для участка цепи записывается в следующем виде:

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

  • где:
  • I – сила тока в проводнике [А];
  • U – электрическое напряжение (разность потенциалов) [В];
  • R – электрическое сопротивление (или просто сопротивление) проводника [Ом].

Исторически сложилось, что сопротивление R в законе Ома для участка цепи считается основной характеристикой проводника, так как зависит исключительно от параметров этого проводника.

Необходимо отметить, что закон Ома в упомянутой форме справедлив для металлов и растворов (расплавов) электролитов и только для тех цепей, где нет реального источника тока или источник тока является идеальным. Идеальный источник тока – это такой источник, который не обладает собственным (внутренним) сопротивлением.

Подробнее с законом Ома в применении к цепи с источником тока можно познакомится в нашей статье. Условимся считать положительным направлением слева направо (см. рисунок ниже). Тогда напряжение на участке равно разности потенциалов.

Читайте также:  Расшифровка маркировки кабеля ввгнг frls: огнестойкий силовой кабель

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

φ1 — потенциал в точке 1 (в начале участка);

φ2 — потенциал в точке 2 (а конце участка).

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

Если выполняется условие φ1 > φ2, то напряжение U > 0. Следовательно, линии напряженности в проводнике направлены от точки 1 к точке 2, а значит и ток течет в этом направлении. Именно такое направление тока будем считать положительным I > O.

Рассмотрим простейший пример определения сопротивления на участке цепи с помощью закона Ома. В результате эксперимента с электрической цепью амперметр (прибор, который показывает силу тока) показывает , а вольтметр . Необходимо определить сопротивление участка цепи .

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

По определению закона Ома для участка цепи

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

откуда

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

  1. Изучая закон Ома для участка цепи в 8 классе школы, учителя часто задают ученикам следующие вопросы, чтобы закрепить пройденный материал:
  2. Между какими величинами Закон Ома для участка цепи устанавливает зависимость?
  3. — Правильный ответ: между силой тока [I], напряжением [U] и сопротивлением [R].
  4. Отчего кроме напряжения зависит сила тока?
  5. — Правильный ответ: От сопротивления
  6. Как зависит сила тока от напряжения проводника?
  7. — Правильный ответ: Прямо пропорционально
  8. Как зависит сила тока от сопротивления?
  9. — Правильный ответ: обратно пропорционально.
  10. Данные вопросы задают для того, чтобы в 8 классе ученики смогли запомнить закон Ома для участки цепи, определение которого гласит, что сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется.

Источник: https://zakon-oma.ru/dlya-uchastka-cepi.php

Закон Ома для участка цепи

  • Закон Ома для участка цепи.
  • Цель: формирование знаний о взаимосвязи силы тока, напряжения и сопротивления на участке цепи.
  • Задачи:
  • Образовательная:
  • получить экспериментально зависимости:

1) силы тока от напряжения на концах проводника, если при этом сопротивление проводника не меняется;

2) силы тока от сопротивления участка цепи, если при этом напряжение остается постоянным;

  • сделать вывод о взаимосвязи силы тока, напряжения и сопротивления;
  • Показать практическое применение закона Ома.

Развивающая:

  • развивать умения наблюдать, сопоставлять, сравнивать и обобщать результаты экспериментов;
  • продолжить формирование умений пользоваться теоретическими и экспериментальными методами физической науки для обоснования выводов по изучаемой теме и для решения задач.

Воспитательная:

  • развивать познавательный интерес к предмету;
  • воспитывать культуру речи и культуру работы в коллективе, тренировка рационального метода запоминания формул.
  1. Тип урока: Комбинированный.
  2. Оборудование: источник тока; амперметр; вольтметр; магазин сопротивлений; реостат; соединительные провода; датчик электрического напряжения ,датчик электрического тока амперметр .
  3. Ход урока

I. Организация начала урока.

II. Актуализация знаний.

Любую электрическую цепь можно охарактеризовать силой тока, напряжением и сопротивлением. Каждая из этих величин имеет свою характеристику. Давайте вспомним, что мы изучили о каждой из этих величин.

(слайд 1)

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

Величины на слайде (1) закрыты номерами 1,2,3. Учащиеся I,II,III рядов поочередно выбирают номер, под которым находится величина, и дают ей полную характеристику по плану:

Структура знаний о физической величине. (слайд 2)

  1. Какое явление или свойство тел определяет (характеризует) данная величина.

  2. Определение величины .

  3. Формула (для производной величины – формула, выражающая связь данной величины с другими).

  4. Какая это величина – скалярная или векторная.

  5. Единицы измерения данной величины.

  6. Способы измерения величины.

  • Характеристики электрической цепи
  • Сила тока
  • Напряжение
  • Сопротивление
  • Электродвижущая сила
  • I
  • U
  • R
  • ε

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

  1. какой электрический заряд проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени.
  2. какую работу совершает электрическое поле по перемещению единичного заряда.
  3. величину, характеризующую способность проводника ограничивать силу тока.
  4. какую работу совершают сторонние силы по перемещению единичного заряда в источнике.

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

  • отношением заряда, проходящего через поперечное сечение проводника ко времени, в течение которого этот заряд движется.
  • отношением работы поля по перемещению заряда из начальной точки в конечную к этому заряду.
  • отношением напряжения на участке цепи к силе тока.
  • отношением работы сторонних сил к переносимому электрическому заряду.

Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

    Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

    • (ампер)
    • (вольт)
    • (ом)
    • (вольт)
    1. T — — время
    2. q — -заряд
    3. A – работа электрического поля по перемещению заряда.
    4. Сопротивление зависит от материала, из которого изготовлен проводник и его геометрических размеров.
    5. lдлина проводника
    6. Sплощадь поперечного сеченияпроводника
    7. ρ – удельное сопротивление проводника
    8. Характеризует зависимость электрической энергии в источнике от его внутреннего устройства.
    9. (слайд 3)

    III. Постановка цели.

    • Между величинами силой тока, напряжением и сопротивлением существует связь, которую впервые теоретически и экспериментально установил немецкий ученый Георг Ом.
    • Сегодня на уроке попытаемся повторить эксперименты Ома и установить закон, который носит его имя.
    • Тема урока: Закон Ома для участка цепи (слайд 3).

    IV. Решение поставленной цели. Изучение нового материала.

    1. (Виртуальная школа Кирилла и Мефодия, снятие вольт-амперной характеристики (интерактив))
    2. Учебная проблема 1. (ОК)
    3. (слайд 4) (слайд 5)
    4. а) Соберем электрическую цепь, схема которой изображена на слайде 3.
    5. б) Назовите основные элементы цепи. Какие измерительные приборы включены

    в цепь на участке 1и 2? Почему?

    • в) Установим зависимость между силой тока и напряжением, оставляя сопротивление R1
    • постоянным.
    • Для этого с помощью реостата изменяем силу тока и фиксируем значения, которые
    • показывают амперметр и вольтметр соответственно. Полученные данные занесем
    • в таблицу 1.
    • г) Изобразите полученную зависимость графически. Сделайте вывод о зависимости силы
    • тока от напряжения на участке цепи?
    • Вывод 1: сила тока прямо пропорциональна напряжению на участке цепи.
    • Учебная проблема 2. (ОК)
    • (слайд 6) (слайд 7)
    • а) Установим зависимость между силой тока и сопротивлением участка цепи R1.
    • Для этого будем изменять сопротивление R1, поддерживая при помощи реостата R
    • напряжение на концах проводника постоянным.
    • Полученные данные занесем в таблицу 2.
    • б) Изобразите полученную зависимость графически. Сделайте вывод о зависимости силы
    • тока от сопротивления участка цепи?
    • Вывод 2: сила тока обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.
    • Учитель: Объедините полученные выводы и сделайте общий вывод о зависимости между силой тока, напряжением и сопротивлением.
    • Ученик: сила тока в цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно
    • пропорциональна сопротивлению.
    • Учитель: Зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка называется законом Ома, который установил его в 1827 году.
    • (слайд 8)
    • Ом Георг Симон16 марта 1787 года — 6 июля 1854 года
    • Начало формы
    • Конец формы

    История жизниЗамечательный немецкий физик Георг Симон Ом (1787-1854), чье имя носит знаменитый закон электротехники и единица электрического сопротивления, родился 16марта 1789 г. в Эрлангене (федеральная земля Бавария). Его отец был известным в городе мастером-механиком. Мальчик Ом помогал отцу в мастерской и многому у него научился.

    Читайте также:  Газопровод высокого давления охранная зона

    Быть бы ему механиком и продолжать дело отца, но Ом был честолюбив, хотел стать ученым и работать в лучших германских университетах. Он поступил учиться в университет в Эрлангене и закончил его в 1813 г. Его первая работа — учитель физики и математики реальной школы в Бамберге. После нескольких лет работы в школе мечта Ома осуществилась. В 1817 г.

    он стал профессором математики Иезуитского колледжа в Кельне. Здесь Ом занялся исследованиями в области электричества, используя батарею Вольта. Ом составлял электрические цепи из проводников различной толщины, из различных материалов, различной длины (причем проволоку он протягивал сам, используя собственную технологию), пытаясь понять законы этих цепей.

    Сложность его работы можно понять, вспомнив, что никаких измерительных приборов еще не было и о силе тока в цепи можно было судить по различным косвенным эффектам. Ому очень пригодились те навыки работы, которые он приобрел, работая в мастерской с отцом. А еще ему очень пригодилось упорство, ибо эксперименты шли в течение 9 лет. Для характеристики проводников Ом в1820 г.

    ввел понятие «сопротивление», ему казалось, что проводник сопротивляется току. По-английски и по-французски сопротивление называется resistance, поэтому современный схемный элемент называется резистором, а первая буква R с легкой руки Ома до сих пор используется как обозначение резистора в схемах. В 1827 г.

    вышел основополагающий труд Ома «Математическое исследование гальванических цепей», в котором и был сформулирован знаменитый закон Ома. Казалось бы, столь простая математическая формула, которую сейчас изучают в школах, должна заслужить всеобщее признание, но получилось наоборот. Коллеги приняли в штыки выводы Ома, начались насмешки над ним.

    Обиженный Ом уволился из колледжа в Кельне. В последующие годы Ом жил в бедности, работая частным учителем в Берлине. Только в 1833 г. ему удалось устроиться на работу в Политехническую школу в Нюрнберге. Тем временем за границей признали важность работ Ома. В 1841 г. Британское Королевское общество наградило его золотой медалью, а в 1842 г.

    избрало Ома своим действительным членом. Наконец, в1849 г. Ом стал профессором Мюнхенского университета. Всего 5 лет он имел возможность полноценно работать и преподавать. 7 июля 1854 г. Георг Симон Ом скончался.

    В 1893 г. Международный электротехнический конгресс принял решение ввести единицу электрического сопротивления и назвал ее именем Георга Симона Ома, подчеркнув тем самым важность его открытия для электротехники.

    1. Опорный конспект
    2. Закон Ома читается так: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
    3. где I – сила тока в цепи;
    4. U – напряжение на этом участке;
    5. R – сопротивление участка.
    6. Этот закон выражает зависимость между тремя величинами, зная две из них всегда можно найти третью неизвестную величину.
    7. Выразите из формулы закона Ома напряжение и сопротивление.
    8. (слайд 9)

    Учитель: запишите эти формулы и запомните их. Мы будем ими пользоваться при решении задач.

    А теперь скажите, верно ли утверждение, что сопротивление проводника прямо пропорционально напряжению на этом проводнике и обратно пропорционально силе тока в нем?

    Ученик: сопротивление проводника можно вычислить по формуле , однако, оно постоянно для данного проводника и не зависит ни от напряжения, ни от силы тока в нем.

    Учитель: верно, сопротивление – это физическая величина, характеризующая свойства данного проводника, оно не зависит ни от напряжения, ни от силы тока в проводнике. Изменение напряжения на участке цепи влечет за собой изменение силы тока, но отношение U/I остается для данного проводника постоянным.

    V. Выводы:

    1. Cила тока прямо пропорциональна напряжению на участке цепи.

    2. Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению участка цепи.

    3. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этогоучастка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

    4. Сопротивление – это физическая величина, характеризующаяспособность проводника ограничивать силу тока, оно не зависит ни от напряжения, ни от силы тока в проводнике.

    VI. Закрепление материала.

    • Вычислите неизвестную величину, если известны две другие.
    • (слайд 10)

    Источник: https://infourok.ru/zakon-oma-dlya-uchastka-cepi-625003.html

    Закон Ома для участка цепи

    От силы тока в цепи зависит величина воздействия, которое ток может оказывать на проводник, будь то тепловое, химическое или магнитное действие тока. То есть, регулируя силу тока, можно управлять его воздействием. Электрический ток, в свою очередь – это упорядоченное движение частиц под действием электрического поля.

    Очевидно, что чем сильнее поле действует на частицы, тем больше будет сила тока в цепи. Электрическое поле характеризуется величиной, называемой напряжением. Следовательно, мы приходит к выводу, что сила тока зависит от напряжения.

    И действительно, опытным путем удалось установить, что сила тока связана с напряжением прямо пропорционально. В случаях, когда изменяли величину напряжения в цепи, не меняя всех остальных параметров, сила тока возрастала или уменьшалась во столько же раз, во сколько меняли напряжение.

    Связь с сопротивлением

    Однако любая цепь или участок цепи характеризуются еще одной немаловажной величиной, называемой сопротивлением электрическому току. Сопротивление связано с силой тока обратно пропорционально.

    Если на каком-либо участке цепи изменить величину сопротивления, не меняя напряжения на концах этого участка, сила тока также изменится. Причем если мы уменьшим величину сопротивления, то сила тока возрастет во столько же раз.

    И, наоборот, при увеличении сопротивления сила тока пропорционально уменьшается.

    Формула закона Ома для участка цепи

    Сопоставив две эти зависимости, можно прийти к такому же выводу, к которому пришел немецкий ученый Георг Ом в 1827 г. Он связал воедино три вышеуказанные физические величины и вывел закон, который назвали его именем. Закон Ома для участка цепи гласит:

    • Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
    • I=U/R,
    • где I – сила тока,U – напряжение,
    • R – сопротивление.

    Применение закона Ома

    Закон Ома – один из основополагающих законов физики. Открытие его в свое время позволило сделать огромный скачок в науке.

    Читайте также:  Цветовая распиновка и обжим витой пары под коннектор rj-45

    В настоящее время невозможно себе представить любой самый элементарный расчет основных электрических величин для любой цепи без использования закона Ома.

    Представление об этом законе – это не удел исключительно инженеров-электронщиков, а необходимая часть базовых знаний любого мало-мальски образованного человека. Недаром есть поговорка: «Не знаешь закон Ома – сиди дома».

    Из формулы для закона Ома можно рассчитать также величины напряжения и сопротивления участка цепи:

    U=IR    и    R=U/I

    Правда, следует понимать, что в собранной цепи величина сопротивления некоторого участка цепи есть величина постоянная, поэтому при изменении силы тока будет изменяться только напряжение и наоборот.

    Для изменения сопротивления участка цепи следует собрать цепь заново.

    Расчет же требуемой величины сопротивления при проектировании и сборке цепи можно произвести по закону Ома, исходя из предполагаемых значений силы тока и напряжения, которые будут пропущены через данный участок цепи.

    Нужна помощь в учебе?

    Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока Предыдущая тема: Сопротивление тока: притяжение ядер, проводники и непроводники
    Следующая тема:   Расчёт сопротивления проводников и реостаты: формулы

    Источник: http://www.nado5.ru/e-book/zakon-oma-dlya-uchastka-cepi

    Электрический ток и закон Ома

    Определение 1

    Электрический ток характеризуется упорядоченным (направленным) передвижением заряженных частиц под влиянием электрического поля. Такими частицами выступают ионы, протоны и электроны.

    При помещении изолированного проводника в электрическое поле $vec{E}$ произойдет воздействие на свободные заряды $q$ силы:

    $vec{E}=qvec{E}$

    Результатом такого воздействия становится возникновение в проводнике кратковременного перемещения свободных зарядов. Данный процесс завершится, если собственное электрическое поле возникших на поверхности проводника зарядов полностью компенсирует внешнее поле. При этом внутри проводника результирующее электростатическое поле будет иметь нулевое значение.

    В проводниках при определенном условии становится возможным возникновение непрерывного упорядоченного движения свободных носителей электрозаряда. Это движение называют электрическим током. В качестве направления электрического тока принимается направление движения свободных положительных зарядов.

    Определение и формула закона Ома для участков электрических цепей и постоянного тока

    Ничего непонятно?

    Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

    Существование электрического тока в проводнике требует создания в нем электрического поля. В качестве количественной меры электрического тока выступает сила тока $I$:

    $I=frac{Delta q}{Delta t}$

    При условии неизменности силы тока и его направления, он будет называться постоянным. При этом возникновение постоянного электротока становится возможным только в замкнутой цепи. В различных точках такой цепи электрическое поле будет неизменным во времени.

    Существование постоянного тока требует наличия в электрической цепи устройства, которое способно создавать и поддерживать на участках цепи разности потенциалов. Это происходит благодаря работе сил неэлектростатического происхождения.

    Определение 2

    Сторонними называются те силы неэлектростатического происхождения, которые действуют со стороны источников тока. их воздействие осуществляется на свободные носители заряда.

    Движение электрических зарядов под воздействием сторонних сил происходит внутри источника тока в противодействие силам электростатического поля. Благодаря этому в замкнутой цепи поддерживается постоянный электроток. При перемещающихся электрозарядах по цепи постоянного тока, воздействующие сторонние силы совершают работу. Электродвижущая сила источника (ЭДС) рассчитывается по формуле:

    $delta=frac{A_ст}{q}$

    ЭДС, таким образом, ЭДС определяется работой, которая совершается сторонними силами при перемещении положительного единичного заряда. Электродвижущая сила, подобно разности потенциалов, измеряется в вольтах(В).

    Замечание 1

    Работа сторонних сил (при перемещении положительного единичного заряда по замкнутой цепи постоянного тока) характеризуется суммой ЭДС, действующих в данной цепи. Работа электростатического поля при этом будет иметь нулевое значение.

    Цепь постоянного тока возможно разбить на отдельные участки. Те участки, на которых сторонние силы не действуют (не содержащие источников тока), считаются однородными. Участки, которые включают источники тока, считаются неоднородными.

    • При условии перемещения единичного положительного заряда по определенному участку цепи, работа будет совершаться не только электростатическими (кулоновскими) силами, но и сторонними.
    • Работа электростатических сил характеризуется разностью потенциалов $Delta ф_12=φ_1-φ_2$ между начальной (1) и конечной (2) точками на неоднородном участке.
    • Работа сторонних сил равнозначна электродвижущей силе $delta_12$, которая действует на отдельном участке. Таким образом, полная работа определяется формулой:
    • $U_12=ф_1-ф_2+delta_12$
    • Величину $U_12$ принято считать напряжением на участке цепи (1-2). В случае с однородным участком, напряжение будет определяться разностью потенциалов:
    • $U_12=ф_1-ф_2$

    Сопротивление и закон Ома

    В 1826 г. физик Г. Ом экспериментальным способом установил пропорциональность силы тока, текущего по однородному металлопроводнику, напряжению на его концах.

    $I=frac{1}{R}U$

    $RI=U$

    Величину $R$ называют в физике электрическим сопротивлением. Проводник с таким сопротивлением называется резистором. Вышеприведенная формула характеризует закон Ома при однородном участке цепи. Согласно этому закону, в проводнике сила тока будет прямо пропорциональной напряжению с обратной пропорциональностью сопротивлению проводника.

    Проводники, которые подчиняются закону Ома, называют линейными. Графически зависимость силы тока и напряжения изображается в виде прямой линии через начало координат.

    Многие устройства и материалы не подчиняются закону Ома. К таковым относятся:

    • газоразрядная лампа;
    • полупроводниковый диод.

    Отклонение от закона Ома наблюдается и у металлических проводников при токах довольно большой силы. Это объясняется усилением электрического сопротивления при увеличении температуры. Данный закон для участка цепи с ЭДС записывается в такой форме:

    $IR=U-12=ф_1-ф_2+delta=delta ф_12+delta$

    Это соотношение называется обобщенным (для неоднородного участка цепи).

    Закон Ома для полной цепи

    Для полной цепи закон Ома звучит так: сила тока в ней равнозначна электродвижущей силе источника, деленной на сумму сопротивлений в однородном и неоднородном участках.

    Сопротивление для неоднородного участка характеризуется внутренним сопротивлением источника тока. Сила тока при коротком замыкании считается максимально возможной силой, которая может быть получена от данного источника с внутренним сопротивлением и электродвижущей силой.

    При малом внутреннем сопротивлении ток короткого замыкания может оказаться очень большим, что спровоцирует разрушение источника или электрической цепи. У свинцовых аккумуляторов, например, задействованных в автомобилях, сила тока такого замыкания может составить несколько сотен ампер.

    Особо опасными короткие замыкания будут в осветительных сетях, которые питаются от подстанций (тысячи ампер). Во избежание разрушительного воздействия таких токов в цепь включают специальные предохранители.

    В определенных случаях с целью предотвращения опасности силы тока короткого замыкания, к источнику подсоединяют в последовательном порядке внешнее сопротивление. При разомкнутости внешней цепи, разность потенциалов на полюсах батареи равнозначна ее ЭДС.

    В ситуации, если внешнее нагрузочное включено, а через батарею течет ток, на ее полюсах разность потенциалов определяется формулой:

    $Delta ф_ba=delta-Ir$

    Источник: https://spravochnick.ru/koncepciya_sovremennogo_estestvoznaniya/elektricheskiy_tok_i_zakon_oma/

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector