4. З’єднання споживачів. Правила Кірхгофа.

Під електричним колом розуміють систему, яка складається з джерела струму та споживачів електричної енергії, з’єднаних між собою Нерегульовані пристрої, що вмикаються в коло для зміни його опору (а), називаються резисторами (не "опорами", як жаргонно іноді їх називають).

Пристрої, опір яких можна регулювати (б), називаються реостатами.

Обидва типи пристроїв виготовляють з матеріалів металевої природи.

Для розрахунків повних опорів кола або його ділянок використовують закони з’єднання споживачів:

П ри послідовному з'єднанні резисторів всі електрони провідності (весь струм) проходять через кожний резистор, внас­лідок чого збільшується число зіткнень електронів з іонами, тобто збільшується опір ділянки:

П ри паралельному з'єднанні резисторів струм роз­тікається: частина йде через R₁, частина — через R₂ і т. д., що призводить до зростання електричної провідності:

aбо .

При з’єднанні джерел струму слід пам’ятати, що при послідовному з’єднанні однакових джерел струму маємо , а при їх параллельному з’єднанні:

Кілька електричних кіл, з’єднаних між собою в окремих точках, називають розгалуженим колом. Точку такого кола, в якій сходяться три чи більше провідників, називають вузлом. Частину контуру між двома вузлами називають ділянкою контуру. По різних ділянках можуть проходити різні струми.

Для розрахунків складних розгалужених кіл використовують правила Кірхгофа:

1. Алгебраїчна сума сил струмів, що сходяться у вузлі, дорівнює нулю

2. Алгебраїчна сума спадів напруг (добутків сил струмів на опори відповідних ділянок) у контурі дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС джерел струму, які діють в цьому контурі:

Слід пам’ятати,

• напрями струмів можна позначити довільно,

• струми, що входять у вузол, вважаються додатніми, а ті, що виходять з вузла, - від’ємними;

• напрям обходу контуру обирають довільно;

• напруга додатня, якщо напрям струму збігається з напрямом обходу контуру і від’ємна в протилежному випадку;

• ЕРС додатня, якщо струм всередині джерела напрямлений від негативного полюса до позитивного і від’ємна в протилежному випадку

5. Закон Джоуля-Ленца.

У разі проходження струму по нерухомому провіднику робота струму перетворюється у внутрішню енергію провідника.Це положення формулюється як закон Джоуля – Ленца:

Кількість теплоти, що виділяється в провіднику при проходження постійного електричного струму, прямо пропорційна добуткові квадрата сили струму, опору провідника і часу проходження струму:

Якщо сила струму змінюється з часом, то

З формули роботи електричного поля, що вже розглядалась: , виражаючи заряд через силу струму, одержимо , або .

У випадку постійного струму, тобто при неприскореному русі елект­ронів, за рахунок роботи струму відбувається тепловиділення у металі: (закон Джоуля-Ленца).

Потужність струму характеризує кількість теплоти, що виділяється за одиницю часу . [Р] = Вт = АВ.