2. Електрорушійна сила

У замкненому колі електричний струм протікає під дією електрорушійної сили (ЕРС) джерела енергії. Електрорушійна сила виникаа у джерелі і тоді, коли струму в колі немає, тобто коли коло розімкнене. У цьому разі ЕРС дорівнює різниці потенціалів на затискачах джерела енергії. Як і різниця потенціалів, ЕРС вимірюється у вольтах (В).

У замкненому і розімкненому електричному колі ЕРС безперервно підтримує різницю потенціалів на затискачах джерела енергії. Для безперервного протікання струму в замкненому колі потрібен рух зарядів всередині джерела у напрямку, зворотному дії сил електричного поля. Таке переміщення зарядів відбувається під дією сил, прикладених ззовні.

У наявності ЕРС можна переконатись, якщо до полюсів джерела енергії приєднати замість лінійних проводів прилад, який називається вольтметром. Стрілка вольтметра при цьому відхилиться на певний кут. Відхилення буде тим більшим, чим вища ЕРС джерела енергії. Проте вольтметр покаже не ЕРС, а, як ми побачимо нижче, напругу на затискачах джерела струму, яка, як і ЕРС, вимірюється у вольтах (В), кіловольтах (кВ), мілівольтах (мВ).

3. Електричний опір

Спрямованому рухові електричних зарядів у будь-якому провіднику перешкоджають його молекули й атоми. Тому і зовнішнє коло, і саме джерело енергії становлять перешкоду для проходження струму. Протидія електричного кола проходженню електричного струму називається електричним опором (або просто опором).

Джерело електричної енергії, що входить в замкнене електричне коло, витрачає енергію на подолання опору зовнішнього та внутрішнього кіл.

Е лектричний опір позначається літерою R (r) і на схемах зображується так, як показано на рис. 3, а. Пристрої, що входять в електричне коло і мають опір, називаються резисторами.

Одиниця вимірювання опору — ом. Електричний опір лінійного провідника, у якому за незмінної різниці потенціалів 1 В протікає струм силою 1 А, дорівнює 1 Ом, тобто 1 Ом = 1 В/1 А. У разі вимірювання великих опорів використовують одиниці в тисячу та в мільйон разів більші від ома. Вони називаються кілоомом (кОм) та мегаомом (МОм): 1 кОм = 1000 Ом; 1 МОм = = 1 000 000 Ом.

Опір провідників електричному струмові залежить від матеріалу, з якого вони виготовлені, а також від довжини та площі поперечного перерізу провідника. Якщо порівняти два провідники, виготовлені з одного й того ж матеріалу, то довший провідник матиме більший опір за однакових площ поперечних перерізів, а провідник із більшим поперечним перерізом матиме менший опір за однакових довжин.

Електричні властивості матеріалу провідника оцінюють питомим опором, тобто опором провідника довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 мм². Питомий опір позначають літерою р.

Якщо провідник, виготовлений із матеріалу з питомим опором p, має довжину l метрів і площу поперечного перерізу s квадратних міліметрів, то опір усього провідника

Опір провідників залежить від температури; при цьому опір металевих провідників з підвищенням температури збільшується. Для кожного металу існує певний, так званий температурний, коефіцієнт опору а, який виражає приріст опору провідника в разі зміни температури на 1 °С, віднесений до 1 Ом початкового опору.

Співвідношення між опорами R2 та R1 з різними температурами Т2 та T1:

Слід мати на увазі, що це співвідношення справедливе за температур, нижчих від 100 °С.

Регульовані опори називаються реостатами. їх виготовляють із дроту з великим питомим опором, наприклад з ніхрому. Опір реостатів може змінюватись рівномірно або ступнево. На схемах реостати позначають так, як показано на рис. 3, б.

Здатність провідника пропускати електричний струм характеризується провідністю g, значення якої обернено пропорційне опорові. Одиниця вимірювання провідності — сименс (См = 1/Ом).

Співвідношення між опором та провідністю провідника: g = l/R; R = l/g.

Величина, обернена питомому опорові матеріалу провідника, називається питомою провідністю і позначається літерою γ. Отже, між питомим опором та питомою провідністю матеріалу існують такі співвідношення: γ = 1/р; р = 1/ γ.