13. Работа и мощность в цепи постоянного тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.

1. Э.Д.С. Источника электрической энергии.

Сторонние силы совершают работу по перемещению носителей зарядов внутри источника тока, за счет других видов энергии (химической, механической).

Величину, характеризующую зависимость электрической энергии, приобретенной зарядом в генераторе, от внутреннего устройства последнего, называют электродвижущей силой генератора и обозначают э.д.с. Электродвижущую силу генератора измеряют работой сторонних сил, выполненной при перемещении единичного положительного заряда:

2. Закон Ома для полной цепи.

• .Закон Ома для замкнутой цепи (содержащей источник тока), связывает силу тока в цепи, ЭДС и полное сопротивление (R+r) цепи.

Вывод закона Ома для полной цепи
;  Аст=ЭДС*q = =ЭДС*I*t;	По определению ЭДС и силы тока.
Q=I2*R*t+I2*r*t;	При совершении работы на внутреннем и внешнем участках цепи выделяется количество теплоты по закону Джоуля – Ленца.
Аст=Q;	По закону сохранения энергии совершенная работа равна выделенному количеству теплоты.
ЭДС*I*t= I2*R*t+I2*r*t;	ЭДС равна сумме падений напряжений на внутреннем и внешнем участках замкнутой цепи.
ЭДС=I*R+I*r;
ЭДС=I(R+r);

Закон Ома для полной цепи:

Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС к ее полному сопротивлению.

3. Работа и мощность электрического тока.

Полную работу тока на участке цепи определим по формуле:

A=U*q=U*I*t=P*t. [A]=Дж;

Мощность, по определению, работа выполненная за определенное время. Следовательно мощность эл. тока: P= . [P]=Вт.

Отсюда A=P*t и [A]=Дж или Вт*с.

В системе СИ работу получают в Джоулях, но в электротехнике работу выражают в ватт-часах или точнее в киловатт-часах. В этом случае время необходимо выразить в часах, а мощность в киловаттах.

1 кВт ч=3600*10³ Дж=3,6*10⁶ Дж.

Прибор для измерения работы тока называют электрическим счетчиком, а стоимость единицы работы тока – тарифом.

4. Закон Джоуля – Ленца.

Тепловое действие тока на опытах было изучено английским ученым Дж. Джоулем и русским физиком Э. Ленцем. Количество теплоты, выделенного током в проводнике, равно работе электрического поля по преодолению сопротивления проводника:

К

оличество тепла, выделенного током в проводнике, прямо пропорционально сопротивлению проводника, квадрату силы тока и времени его прохождения.

или З

Q=A_т=I²*R*t.

акон Джоуля - Ленца

Количество теплоты, выделенной током в каждом проводнике при последовательном соединении, прямо пропорционально сопротивлению этих проводников. .

Количество теплоты, выделенной током в параллельно соединенных участках цепи без э.д.с. обратно пропорционально сопротивлению этих участков. .

14. Магнитное поле. Действие магнитного поля на электрический заряд и опыты, подтверждающие это действие.