§ 4. Сторонні сили ерс та напруга.

;

Обчислимо циркуляцію вектора , що збігається з лінією струму. Якщо є лише кулонівське поле

Внаслідок потенціальності

Отже, j=0

М и показали, що існування постійного струму при наявності лише кулонівського поля неможливе, тобто необхідна додаткова дія силового поля іншої природи.

Таким чином, в полі постійного струму поряд з ділянками, де позитивні носії струму рухаються в бік зменшення потенціала, повинні існувати ділянки, на яких перенос протилежних зарядів відбувається в напрямку зростання, тобто проти кулонівських сил. Це так звані сторонні сили.

Необхідні умови для існування струму:

1) наявність замкненого провідного контура;

2) дія в електричному колі сторонніх сил.

- напруженість сторонніх сил.

(5.11)

- електрорушійна сила, що діє на ділянці 1-2

(5.12)

Величина, що дорівнює роботі сторонніх сил по переміщенню одиничного позитивного заряду на ділянці 1-2, називається електрорушійною силою на цій ділянці.

[]=Дж/Кл=В

- спад напруги на 1-2

(5.13)

Величина, яка чисельно дорівнює роботі, що виконується сторонніми і кулонівськими силами при переміщенні одиничного позитивного заряду по ділянці кола, називається спадом напруги або просто напругою U на даній ділянці.

Ділянка кола, на якій відсутні сторонні сили, називається однорідною.

-напруга для однорідної ділянки.

.

Лише такі сили можуть бути сторонніми, для яких циркуляція E

(5.14)

§5. Закон Ома для неоднорідної ділянки кола.

(5.15)

( 5.15) – узагальнений закон Ома у локальній формі.

(5.16)

(5.16) – узагальнений закон Ома в інтегральній формі.

та I – величини алгебраїчні.

Якщо ЕРС сприяє переносу +заряду на даній ділянці, то вона більша за нуль.

Окремі випадки:

1. для однорідної ділянки.

2. , де r – внутрішній опір джерела. Для замкненого кола.

§ 6. Правила Кірхгофа для розгалужених електричних кіл.

- умова стаціонарності.

Алгебраїчна сума струмів, що сходяться у вузлі, дорівнює нулю.

(5.17)

1-2

2-3

3-1

(5.18)

Алгебраїчна сума добутків сил струмів в окремих ділянках в замкненому колі на їх опір, дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС, що діють в колі.

§ 7. Робота та потужність струму. Закон Джоуля-Ленца.

(5.19)

(5.20)

Згідно з законом збереження енергії, еквівалентна цій роботі енергія повинна витрачатися на виконання ділянкою кола роботи над зовнішніми тілами (для цього ділянка повинна переміщуватися в просторі), на відбування хімічних перетворень, а також виділятися в формі внутрішньої енергії, в результаті чого провідник нагрівається.

Якщо провідник нерухомий і в ньому немає хімічних перетворень

(5.21)

Якщо , то за проміжок часу

За час t виділиться кількість теплоти

(5.22)

Одержимо закон Джоуля-Ленца в локальній формі.

(5.23)

(5.23) – закон Джоуля-Ленца в локальній формі.

Питома теплова потужність струму пропорційна квадрату густини струму та питомому опору провідника в даній точці.