Закон Ома для полной цепи
1
.
Механическая модель замкнутой цепи.
Ш
арик
скатывается с наклонной плоскости под
действием силы тяжести без воздействия
на него внешних сил, т.е. на участке ВС
работа силы тяжести > 0. Назовем этот
участок внешний. Для того, чтобы шарик
постоянно скатывался из В в С, его
необходимо переместить в т. D,
а затем в В. Эту работу сила тяжести
сделать не может, ее должны выполнить
внешние силы. Участок, где работают
внешние силы назовем внутренним.
2. Замкнутая
электрическая цепь, где
>
,
состоит из 2-х частей: внешней и внутренней.
На участке цепи от положительного полюса источника тока через сопротивление и приборы к отрицательному полюсу ток идет под действием электрического поля, т.к. > . Этот участок цепи называется внешним. Сопротивление его обозначается R.
В самом источнике тока заряды должны двигаться от точки с меньшим потенциалом к точке с большим потенциалом. Этот участок называют внутренним. Его сопротивление обозначается – r.
Полная работа сил электростатического поля при движении зарядов по замкнутой цепи постоянного тока = 0. Следовательно, вся работа электрического тока в замкнутой цепи оказывается совершенной за счет действия сторонних сил (неэлектрических – механических в генераторах или химических в аккумуляторах), вызывающих разделение зарядов внутри источник и поддерживающих постоянное напряжение () на концах цепи.
Работа сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль цепи называется электродвижущей силой ( э.д.с.) – ε.
ε
По закону сохранения заряда (сохранения энергии) работа, совершенная сторонними силами, используется на внешнем и внутреннем участках.
R >> r
r – внутренние сопротивление (сопротивление источника тока);
R – внешнее сопротивление или сопротивление всех потребителей электрического тока.
Формулировка: Сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна сопротивлению всей цепи (внешнего и внутреннего участков).
Вольтметр V, подключаемый к зажимам источника тока при разомкнутой цепи показывает ЭДС, а при замкнутой цепи Uвнеш
Решить задачи: №№ 947, 948, 949, 950, 951, 952, 954.
№№ 12.87, 12.88, 12.89,12.90 12.91, 12.92, 12.94.
К ороткое замыкание.
Замыкание полюсов генератора проводником с очень маленьким сопротивлением называется коротким замыканием. На практике провода замыкаются при повреждении изоляции.
при R
= 0 Iк.з.=мах
Такое состояние электрической цепи является аварийным. Для защиты от короткого замыкания применяются предохранители.
Решить задачи: № № 963, 966, 967.
№№ 12.105, 12.110,12.109.
Сопротивление как электрическая характеристика резистора.
Сопротивление – это физическая величина, характеризующая противодействие электрическому току в проводнике, обусловленное внутренним строением проводника и хаотическим движением электронов.
Сопротивление кристаллов проявляется при взаимодействии электронов
1) с положительными ионами в узлах кристаллической решетки
2) с электронами связанными с атомами
Сопротивление зависит от наличия дефектов и примесей в кристалле.
Чем больше в кристалле нарушений (дефектов), тем больше его сопротивление. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что сопротивление зависит от размеров проводника, его материала и температуры.