1. N өткізгіштерді параллель жалғау:

Кедергінің температуралық тәуелділігі.

Көптеген жағдайларда меншікті кедергінің өзгерісі (сонымен бірге кедергі) температурамен сызықтық заңдылықпен сипатталатындығы тәжірибе жүзінде айқындалды:

немесе

мұндағы және , және -сәйке t және 0⁰С ( Цельций шкаладағы), өткізгіштің меншікті кедергісі мен кедергісі, α- кедергінің температуралық коэффициенті.

Металдардың электрлік кедергісінің температураға тәуелділігіне термометрлердің кедергісінің әсері негізделген.

Көптеген металдардың кедергісі әр затқа тән T_к (0,14-20К) критикалық деп аталатын өте төмен температурада секірмелі нольге дейін төмендейді және металл абсолют өткізгіш болады. Бұл құбылыс төтенше өткізгіштік деп аталады

Токтың жұмысы мен қуаты.

Электр тізбегі бойымен q зарядты орын ауыстырғанда кулондық және бөгде күштер А жұмыс жасайды.

Кедергісі R ұштарына U кернеу түсірілген біртекті өткізгішті қарастырамыз. dt уақыт ішінде өткізгіштің қимасы арқылы dq=Idt заряд тасылады. Өрістің екі нүктесінің арасында зарядын орын ауыстыру жұмысы мынаған тең:

, осыдан

Токтың қуаты:

Егер өлшемдері онда

Ток жұмысының жүйеден тыс бірліктері: ватт-сағ (Вт^.сағ) және киловатт-сағат (кВт^.сағ).1Вт^.сағ- қуаты 1Вт токтың 1 сағатта жасайтын жұмысы: 1Вт^.сағат=3600Вт^.с=36,^.10⁶ Дж.

Джоуль-Ленц заңы.

Токтың өткізгішпен өту кезінде ток тасушылардың өзара және ортаның кез келген басқа бөлшектерімен соқтығысуы салдарынан энергияның шашырауы болады. Егер ток қозғалмайтын өткізгіш өтсе, онда барлық dA жұмыс өткізгішті қыздыруға жұмсалады ( dQ жылуының бөлінуіне).

Энергияның сақталу заңы бойынша: dA=dQ

I тұрақты токтың әсерінен электрлік кедергісі R өткізгіштің барлық көлемі бойынша 0-ден t-ға дейінгі уақыт аралығында бөлінетін Q жылу мөлшерін алдыңғы өрнекті интегралдау арқылы табамыз:

Джоуль-Ленц заңы (интегральды формада): тізбектің бөлігінде тұрақты электр тогымен бөлінетін жылу мөлшері, ток күшінің квадратының оның өту уақытына және осы тізбектің бөлігінің электрлік кедергісіне көбейтіндісіне тең.

Өткізгіште dV=dSdL цилиндрлік көлемді бөліп аламыз ) цилиндр өсі токтың бағытымен дәл келеді). Бұл көлемнің ккедергісі . Джоуль –Ленц заңы бойынша осы көлемде dt уақыт ішінде, бөлінетін жылу мөлшері

Токтың w меншікті жылулық қуаты дегшеніміз уақыт бірлігінде көлем бірлігіндегі бөлінетін жылу мөлшері:

Ом заңының дифференциальдық формасын және анықтаманы пайдаланып, дифференциальдық формадағы Джоуль –Ленц заңын аламыз.

Электр тогының жылулық әсері жарықтандыруда, қыздыру шамдарында, электрлік дәнекерлеуде, электр қыздырғыш приборларда т.б. пайдалынады.

Бақылау сұрақтары.

1. Ом заңының дифференциалды түрі.

2. Джоуль-Ленц заңының дифференциалды түрі.

3. Сыртқы күштер.

4. Гальваникалық элементтің э.қ.к.-і.

5. Ом заңы.

6. Электр кедергісінің өлшем бірлігі.

7. Меншікті электр кедергісі.

8. Токтың жұмысы мен қуаты.

14-лекция.

Гальваникалық элементі бар тізбектің бөлігі үшін жалпы Ом заңы. Потенциалдар айырымы, электр қозғаушы күшi, кернеу. Кирхгоф ережелерi. Тізбектің біртекті емес бөлігі үшін Ом заңы.

Тегі электрлік емес күштер (бөгде күштер) қатысатын біртекті емес тізбектің бөлігін 1-2 қарастырамыз.

арқылы 1-2 бөліктегі ЭҚК-ті; бөліктің ұштарына түсірілген потенциалдар айырымын- арқылы белгілейміз.

орын ауыстырғанда күштің жасайтын жұмысы:

ЭҚК I ток күші сияқты скалярлық шама болып табылады. Егер ЭҚК таңдап алған бағытта оң таңбалы зарядтардың қозғалысына мүмкіндік туғызса, онда , егер мүмкіндік туғызбаса, онда .

t уақыт өткізгіште бөлінетін жылу:

Осыдан біртекті емес тізбектің бөлігі үшін интегральдық формадағы Ом заңы шығады, бұл Ом заңының жинақталған қортынды заңы болып табылады:

немесе

I=

Дербес жағдайларда.

1. Егер берілген тізбектің бөлігінде ток көздері болмаса, онда біз біртекті тізбек бөлігі үшін Ом заңын аламыз:

2. Егер тізбек тұйықталған болса ( ), онда тұйық тізбек үшін Ом заңын аламыз:

Мұндағы тізбектегі әсер ететін ЭҚК,

R-барлық тізбектің қосынды кедергісі,

R_сырт -сыртқы тізбектің кедергісі,

r_ішкі-ток көзінің ішкі кедергісі.

3) Егер тізбек ажыраған болса, онда I=0 және , яғни ажыраған тізбектегі әсер ететін ЭҚК оның ұштарындағы потенциалдар айырымына тең.

4) Қысқа тұйықталу жағдайында сыртқы тізбектің кедергісі R_сырт=0 және бұл жағдайда ток күші тек ток көзінің ішкі кедергісімен шектеледі.

Тармақталған тізбек үшін Кирхгоф ережелері.

Электр тізбегінің түйіні деп тогы бар кемінде үш өткізгіш бір жерде тоғысатын тармақталған тізбектің кез келген нүктесін айтады.Түйінге кіретін токты оң таңбалы деп, ал түйіннен шығатын токты теріс таңбалы деп санайды.

Кирхгофтың бірінші ережесі-түйінде тоғысатын токтардың алгебралық қосындысы нолге тең.

Мысалы, суреттегі А түйіні үшін Киргофтың бірінші ережесі:

Киргофтың екінші ережесі- кез келген тұйық контурда өз бетінше таңдап алынған тармақталған электр тізбегінде, осы контурдың сәйкес бөліктерінің ток күштерінің кедергілерге көбейтіндісінің алгебралық қосындысы осы контурда кездесетін ЭҚК алгебралық қосындысына тең болады.

Мысалы, АВСД тұйық контурын сағат тілі бағытымен орап өткенде Кирхгофтың екінші ережесі мына түрде болады:

Күрделі тізбекті Кирхгоф ережесін пайдаланып есептеу кезіндегі қажеттілер:

1. Тізбектің барлық бөлігіндегі токтың бағытын өз бетінше таңдап алу керек: есеп шығару барысында токтың шын бағыты анықталады. Егер ізделініп отырған ток оң таңбалы болса, онда оның бағыты дұрыс таңдалған, егер теріс таңбалы болса, онда оның шын бағыты таңдап алған бағытқа қарама-қарсы болғаны.

2. Контурды орап өту бағытын таңдау керек және оны қатаң сақтап отыру керек: егер ток берілген бөлікте орап өту бағытымен дәл келсе, онда көбейтіндісі оң. ЭҚК контурды таңдап алынған орап өту бағытында әсер ететін болса, онда ол оң деп, егер қарсы болса теріс деп саналады.

3. Ізделіп отырған шаманың санына тең теңдеу құру керек (теңдеу жүйесіне қарастырылып отырған тізбектің барлық кедергісі және ЭДС кіруі керек). Құрылып отырған теңдеу құрылып қойған теңдеудің жай комбинациясы болмауы үшін, әрбір қарастырылып отырған контурға алдыңғы контурда жоқ бір элемент кіруі керек.