22. Електричний струм. Закон Ома для ділянки кола, для замкненого кола.

Електричний струм – це упорядкований рух електричних зарядів. У металах – це рух електронів проти напряму поля, в електролітах – іонів різних знаків у протилежних напрямках, в газах – електронів та іонів, у напівпровідниках – електронів і дірок.

Кількісною мірою електричного струму є сила струму – скалярна фізична величина, яка визначається електричним зарядом, який проходить через переріз провідника за одиницю часу: . Струм, сила і напрямок якого не змінюються з часом, називають постійним. Для постійного струму: , де q – заряд, який проходить за час t через провідника. Одиниця сили струму – ампер (А).

Закон Ома для однорідної ділянки кола: сила струму в провідники прямо пропорційна напрузі U і обернена пропорційна опору провідника R:

.

Одиниці вимірювання: напруга – вольт (В), опор – ом (Ом).

Закон Ома для замкненого кола: , де  - електрорушійна сила (ЕРС), - повний опір кола, R – опір зовнішнього кола, r – внутрішній опір джерела струми.

23. Електричний опір. Паралельне та послідовне сполучення провідників. Залежність опору провідника від температури.

Електричний опір ділянки кола – це величина, яка чисельно дорівнює відношенню напруги на кінцях цієї ділянки U до сили струму в ній I (закон Ома для ділянки кола):

.

Одиницею опору в системі СІ є Ом, що дорівнює опору такого провідника, в якому при напрузі 1 В проходить струм силою 1 А.

Електричний опір провідника залежить від матеріалу провідника, його розмірів та форми. Для однорідного провідника із сталим поперечним перерізом довжиною l опір дорівнює:

,

де  - питомий опір провідника, який залежить від матеріалу провідника (одиниця вимірювання – Омм), S – площа поперечного перерізу. Чисельно значення  дорівнює опору провідника, довжина якого 1 м, а площа поперечного перерізу 1 м².

Для неоднорідного провідника опір можна обчислити за формулою:

.

Електричний опір металів істотно залежить від температури. Взагалі ця залежність має складний характер, але якщо розглядати обмежені інтервали температур, то можна записати для опору і питомого опору залежності:

, ,

де R₀, ₀ – значення опору і питомого опору при температурі 0С, R,  – значення опору і питомого опору при температурі t,  - температурний коефіцієнт опору.

Послідовним називається таке з'єднання провідників, коли кінець одного провідника з'єднується з початком іншого. При послідовному з'єднанні n провідників через всі включені в ділянку кола провідники проходить струм однієї і тієї ж сили I, а загальна напруга є сумою напруг на окремих ділянках: .

Загальний опір ділянки кола: .

Опір ділянки кола при послідовному з'єднанні провідників дорівнює сумі опоров всіх окремих провідників, які включені в цю ділянку кола.

Паралельним називається таке з'єднання провідників, коли одні кінці всіх провідників з'єднуються в один вузол, інші кінці – в іншій. При паралельному з'єднанні у вузлах струм розгалужується. Сума сил струмів у всіх паралельно сполучених провідниках дорівнює силі струму до і після розгалуження: .

Напруга у всіх провідниках однакова і дорівнює різниці потенціалів у вузлах з'єднання U. Загальний опір ділянки кола визначається як:

.

Отже, опір всієї ділянки кола менше опору кожного з паралельно з’єднаних провідників.