Закон Ома для повного кола

(13.1)1

Закон Ома для повного кола: сила струму в колі пропорційна ЕРС, яка діє в колі, і обернено пропорційна сумі опорів кола і внутрішнього опору джерела.

З формули (13.1) отримаємо ε= IR + Іr. Добуток IR = U - напруга на провіднику, опір якого R, тобто напруга на зовнішній ділянці кола. Добуток Іr - це напруга на внутрішньому опорі джерела струму. Тоді можна записати, що ε =U + Іr, звідки випливає, що напруга в зовнішньому колі не дорівнює ЕРС.

Залежність опору провідника від температури

Досліди, проведені при середніх температурах, дозволили встановити, що при нагріванні металевого провідника йогопитомий опір змінюється за законом

де ρ, - питомий опір металу при температурі t₂ С; ρ₀ - його питомий опір при t₁ = 0°С ; α - температурний коефіцієнт опору; Δt = t₂ –t₁, .

З'єднання провідників і джерел електричної енергії

Провідники в електричному колі можна з'єднувати послідовно або паралельно. При послідовному з'єднанні провідників кінець попереднього провідника з'єднується з початком наступного.

Якщо п провідників опором R₁,R₂,...,R_n з'єднані між собою послідовно, то через провідники проходить однаковий струм і напруга U₀ на кінцях з'єднання дорівнює сумі напруг на окремих провідниках:

При паралельному з'єднанні

При послідовному з'єднанні кількох джерел струму ЕРС усієї батареї дорівнює алгебричній сумі ЕРС окремих джерел:

Методичні вказівки до розв'язування задач на обчислення опорів, струмів або напруг на будь-якій ділянці кола.

При обчисленні загального опору будь-якого контуру, що складається з декількох провідників, необхідно встановити, які провідники з'єднані між собою послідовно, а які - паралельно. У випадку послідовного з'єднання провідників струм не повинен розгалужуватися, а у випадку паралельного - їх кінці мають бути з'єднаними. Якщо в електричній схемі можна знайти такі провідники, їх не­обхідно замінити одним еквівалентним опором, використавши формули

і отримати спрощену схему.

У схемах, в яких неможливо знайти хоча б два провідники, що з'єднані між собою послідовно або паралельно, треба для їх розрахунку використовувати методи, що принципово відрізняються від традиційних: у будь-якому електричному колі точки з однаковими потенціалами можна з'єднати чи роз'єднати (режим струму від цього не змінюється, оскільки струм між такими точками не протікає).

При розв'язуванні задач на використання закону Ома необхідно:

1) накреслити схему і вказати на ній всі елементи електричного кола: джерело струму, опори і конденсатори;

2) якщо ж схема подається в готовому вигляді, то необхідно встановити, які елементи кола ввімкнені послідовно, а які паралельно;

3) позначити напрямки струмів на кожній ділянці кола і записати для кожної точки розгалуження (якщо вони існують), рівняння струмів і рівняння, які пов'язують напруги на ділянках кола;

4) використовуючи закон Ома для замкненого кола, встановити зв'язок між струмами, напругами і ЕРС джерел струму. Якщо в схемі необхідно провести будь-які переключення опорів, елементів схеми чи джерел струму, то рівняння треба складати для кожного випадку окремо.

При розв'язуванні задач на роботу, потужність і теплову дію електричного струму складають рівняння згідно з законом Ома, записують

рівняння роботи чи потужності

Якщо в умові задачі дається значення потужності, що виділяється в провідниках, а необхідно знайти силу струму, напругу чи опори, то формули для визначення роботи і потужності будуть допоміжними. Якщо значення роботи (потужності) необхідно знайти, то ці формули будуть виконувати основну роль при розрахункових співвідношеннях, і необхідно починати розв'язувати задачу з їх складання.

Розв'язувати задачі на теплову дію струму, де основним співвідно­шенням є закон Джоуля-Ленца, необхідно розпочинати з того, що встановити, які з формул або необхідно використати.

Якщо в рівнянні Джоуля-Ленца буде дві або більше невідомі величини,

то необхідно добавити формули теплоти або опору

Для обчислення струмів у складніших розгалужених колах зручно використовувати закони Кірхгофа:

- перший закон Кірхгофа (правило вузлів): алгебраїчна сума всіх струмів у точці розгалуження дорівнює нулю:

">

- другий закон Кірхгофа (правило контурів): в усякому замкненому контурі будь-якої складної мережі сума всіх спадів напруг дорівнює сумі

в сіх ЕРС, які діють у цьому контурі, тобто

Варіанти завдань

(додаються)

Практичне заняття №17

Питання по підготовці до лабораторної роботи:

"Визначення прискорення вільного падіння

за допомогою математичного маятника".

1. Якщо настінний годинник відстає, то що треба зробити, щоб виправити правильність ходу?

2. По якій траєкторії буде рухатись кулька математичного маятника, якщо нитку маятника перепалити в момент, коли:

а) кулька максимально відхилена від положення рівноваги;

б) кулька знаходиться в положенні рівноваги?

3. У відрі несуть воду. Якщо відро починають дуже розгойдувати і вода вихлюпується, достатньо змінити частоту кроків, щоб це явище припинилось. Чому?

4. Чому при деякій швидкості руху віконне скло в автобусі починає дрижати?

Повторити:

С.У. Гончаренко "Фізика 9"

Л. С. Жданов "Фізика", стор. 264, 273 - 274.

Лекція: "Механічні коливання. Перетворення енергії в коливальному русі."