Закон Ома для повного електричного кола

Джерело електричного струму, з’єднаний проводами з різними електроприладами і споживачами електричної енергії, утворює електричний ланцюг.

Електричну ланцюг прийнято зображати за допомогою схем, в яких елементи електричного кола (опору джерела струму, вмикачі, лампи, прилади тощо) позначені спеціальними значками.

Напрямок струму в ланцюзі — це напрям від позитивного полюса джерела струму до негативного. Це правило було встановлено в XIX ст. і з тих пір дотримується. Переміщення реальних зарядів може не збігатися з умовним напрямком струму. Так, в металах носіями струму є негативно заряджені електрони, і рухаються вони від негативного полюса до позитивного, тобто у зворотному напрямку. В електролітах реальне переміщення зарядів може збігатися або бути протилежним напрямом струму, в залежності від того, які іони є носіями заряду — позитивні чи негативні.

Включення елементів у електричну ланцюг може бути послідовним або паралельним.

Закон Ома для повного кола.

Розглянемо електричну ланцюг, що складається з джерела струму і резистора R.

Закон Ома для повного електричного кола

Закон Ома для повного кола встановлює зв’язок між силою струму в ланцюзі, ЕРС та повним опором ланцюга, що складається з зовнішнього опору R і внутрішнього опору джерела струму r.

Робота сторонніх сил Аст джерела струму, згідно з визначенням ЕРС (ɛ) дорівнює Аст = ɛq, де q — заряд, переміщений ЕРС. Згідно з визначенням струму q = It, де t — час, протягом якого переносився заряд. Звідси маємо:

Аст = ɛIt.

Тепло, виділюване при здійсненні роботи в ланцюзі, відповідно до закону Джоуля — Ленца, одно:

Q = I2Rt + I2rt.

Згідно із законом збереження енергії А = Q. Прирівнюючи (Аст = ɛIt) і (Q = I2Rt + I2rt), отримаємо:

ɛ = IR + Ir.

Якщо ланцюг містить декілька послідовно з’єднаних джерел з ЕРС ɛ1, ɛ2, ɛ3 і т. д., то повна ЕРС ланцюга дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС окремих джерел. Знак ЕРС джерела визначається по відношенню до напрямку обходу контуру, який вибирається довільно, наприклад, на малюнку нижче — проти годинникової стрілки.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Групи сегнетоелектриків