2. Закон Ома для повного кола.

Повне, або замкнуте електричне коло складається з двох частин: так званої внутрішньої, або джерела ЕРС, і зовнішньої, яка з’єднує полюси джерела поза ним. Джерело ЕРС - , як і будь-який провідник, має певний опір, який називають внутрішнім опором і позначають r на відміну від зовнішнього опору R кола.

Припустимо, що до джерела електричної енергії з електрорушійною силою Е і внутрішнім опором r приєднано резистор з опором R . Нехай за час t через поперечний переріз провідника пройде заряд q = It. Тоді робота сторонніх сил з переміщення заряду q дорівнює А = q = Іt. За рахунок цієї роботи на зовнішньому і внутрішньому опорах виділяється кількість теплоти Q = I² ( R+r ) t.

За законом збереження енергії : А = Q або I t =I² (R+r) t, =I (R+r);

= I R + Ir.; (1.)

Це співвідношення (1) виражає закон Ома для повного(замкнутого) кола:

Сила струму в замкнутому колі прямо пропорційна ЕРС джерела і обернено пропорційна сумі зовнішнього і внутрішнього опорів.

Якщо коло містить декілька послідовно ввімкнених елементів із ЕРС ₁, ₂, ₃ , і т.д., то повна ЕРС кола дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС окремих елементів. Загальний опір кола дорівнює сумі всіх опорів:

R_заг = R + r₁+ r₂ + r₃ .

У разі паралельного з’єднання елементів із однаковою ЕРС електрорушійна сила батареї дорівнює ЕРС одного елемента.

Наслідки закону Ома для повного кола:

• Напруга на полюсах замкнутого джерела струму U = – Ir.

• Напруга на полюсах розімкнутого джерела струму U = E.

• Коротке замикання джерела струму І = Е / r, тобто джерело дає найбільший струм, який може дати дане джерело ( R→ 0).

3. Закони Кірхгофа.

1. Закон:

Алгебраїчна сума струмів, які підходять до вузла електричного кола рівна алгебраїчній сумі струмів, які виходять з цього вузла: або . Отже, алгебраїчна сума струмів, що сходяться до вузла = 0:

2. Закон:

Цей закон застосовується для розрахунку замкнених контурів у складних електричних колах. Ці контури можуть складатися з кількох джерел ЕРС і опорів. Умова балансу ЕРС і спадів напруг у замкненому контурі складного електричного кола виражається другим законом Кірхгофа: В кожному замкненому контурі складного електричного кола алгебраїчна сума ЕРС дорівнює алгебраїчній сумі спадів напруг на окремих його ділянках. , , або алгебраїчна сума напруг у контурі дорівнює нулю: .

4. Основні методи розрахунку кіл постійного струму.

Існують деякі методи розрахунку кіл постійного струму, зокрема метод контурних і вузлових рівнянь, який тут розглянемо. Його суть полягає в спільному розв'язуванні рівнянь, складених за першим законом Кірхгофа (вузлові рівняння) та за другим законом Кірхгофа (контурні рівняння).

Для складання цих рівнянь треба знати напрями е. p.c. і струмів у складному колі. Звичайно напрями е. р. с. уже відомі, бо відомими є позитивні та негативні затискачі джерел струму.

Напрями струмів в окремих вітках невідомі, поки не виконано розрахунок. Тому цими напрямами задаємося довільно, вважаючи їх умовно додатними. Якщо дійсний напрям струму у вітці збігатиметься з вибраним, то при розрахунку він визначатиметься додатним числом, а якщо ні — то від'ємним числом. Отже, спочатку визначимо умовно додатні напрями струмів у вітках кола. Кількість вузлових і контурних рівнянь повинна дорівнювати кількості невідомих струмів. У ви­значенні цих струмів і полягає розраху­нок складного кола. Ці рівняння повинні бути алгебраїчно незалежними. Для цьо­го треба виконати дві умови:

1. Число вузлових рівнянь, які скла­даються за першим законом Кірхгофа, має бути на одиницю меншим від числа вузлів кола.

2. У контур, для якого складається рівняння за другим законом Кірхгофа, має входити, як мінімум, одна нова вітка (що не входила до складу контурів, для яких уже записано контурні рівняння).