Закон Джоуля - Ленца

Рассмотрим участок проводника с разностью потенциалов

работа поля по перемещению заряда

по закону сохранения энергии работа поля выделяется в виде тепла, т. е.

. Откуда тепловая мощность выделяемая на сопротивлении R:

Закон Джоуля - Ленца

Закон Джоуля – Ленца в дифф. форме

§27. Обобщённый закон Ома.

I. Сторонние силы.

Сторонняя электродвижущая сила совершает положительную работу по перемещению положительного заряда в сторону возрастания потенциала, т.е. против сил электростатического поля (вследствие сопротивления потенциал электростатического поля понижается, положительный заряд двигается от большего потенциала к меньшему => должны существовать участки, на которых “+” заряд движется от меньшего потенциала к большему ).

Сторонняя сила не может иметь электростатического происхождения т.к. электростатическое поле — потенциальное и А по замкнутому пути =0 и ток не мог бы существовать, т.к. он должен совершать работу для преодоления сопротивления проводника.

Физическая природа сторонних сил весьма различна:

Они могут быть обусловлены:

а) химической, физической неоднородностью проводника при соприкосновении разнородных проводников (гальванические элементы; аккумуляторы—возникает контактная разность потенциалов при контакте твёрдого тела и жидкости)

б) физическая неоднородность при соприкосновении проводников различной температуры ( термоэлементы)

в) механические происхождения

г) электрическое происхождение — сила действует на заряд в электростатическом поле , возникающем по закону электромагнитной индукции.

II. Обобщённый закон Ома.

Для количественной характеристики сторонних сил вводя понятие поле сторонних сил и его напряжённости. - численно равный сторонней силе, действующей не единичный пробный положительный заряд.

Под совместным действием поля и в проводнике возникает ток плотности:

обобщённый закон Ома в дифференциальной форме.

Рассмотрим неоднородный участок цепи , на котором действуют сторонние силы. Предположим электрический ток течёт вдоль тонких проводов ( направление тока совпадает с направлением от провода j=const по S ) (Рис. 80)

Рис. 80

, т.к. тонкий.

Проинтегрируем по длине провода от 1 до 2

( где , а )

-электродвижущая сила (ЭДС) действующая на участки 1—2 ,величина алгебраическая. Если ЭДС способствует движению положительных носителей тока >0, препятствует <0.

R₁₂*I= ₁ -- ₂ + -интегральная форма обобщенного закона Ома для неоднородного 0участка цепи.

Замечание:

1. Для замкнутой цепи =

* R_i= -закон Ома для замкнутой цепи.

R_i -полное сопротивление замкнутой цепи

-алгебраическая сумма отдельных ЭДС

2. Р

   1

   2

   ассмотрим участок цепи, содержащий источник

Если источник разомкнут I=0 и

= - -ЭДС источника – разность потенциалов на его клемах в разомкнутом состоянии. При замкнутом источнике на внешнее сопротивление (нагрузку) - < и зависит от R_внеш