Закон ома для повного ома

| |0 Comment

2.4. ЕРС. ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОВНОГО КОЛА. З’ЄДНАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ

Джерело струму — це пристрій, у якому діють сторонні сили, що розділяють заряди (рис. 22).

Кулонівські сили завжди з’єднують різнойменні заряди.

У замкненому колі діють сторонні сили в джерелі й кулонівські сили у всьому колі, але робота кулонівських сил у замкненому контурі дорівнює нулю (рис. 23).

Електрорушійна сила джерела ( ε дж ) є величина, що чисельно дорівнює роботі сторонніх силу джерелі, затраченій на переміщення одиничного позитивного заряду через усе коло:

Робота, затрачена на переміщення заряду через усе коло, дорівнює сумі робіт на зовнішній ділянці кола і всередині джерела (ділянка кола з опором r , де r — власний, внутрішній опір джерела):

Закон Ома для повного кола. Сила струму в замкненому колі дорівнює електрорушійній силі джерела, поділеній на повний опір кола:

Наслідки закону Ома для повного кола

— Напруга на полюсах замкненого джерела струму (рис. 24, а):

— Напруга на полюсах не замкненого джерела струму (рис. 24, б):

— Коротке замикання джерела струму, тобто R → 0 (рис. 24, в):

ККД джерела струму:

де U — напруга на зовнішній ділянці кола.

З’єднання елементів у батарею

1. При послідовному з’єднанні елементів у батарею електрорушійна сила батареї дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС елементів (рис, 25, а):

2. При паралельному з’єднанні елементів з однаковою ЕРС електрорушійна сила батареї дорівнює ЕРС одного елемента (рис. 25, б):

www.subject.com.ua

Закон Ома для повного кола;

Закон Ома і Джоуля-Ленца в диференційній формі.

Закон Ома в диференціальній формі.

Вектор густини струму в довільній точці провідного середовища визначається вектором напруженості електричного поля в цій точці та провідністю цього середовища .

Закон Ома — це твердження про пропорційність сили струму в провіднику прикладеній напрузі.

В повному колі окрім опору навантаження є ще джерело живлення, яке має свій власний внутрішній опір. Сила струму в ньому визначається формулою

де — електрорушійна сила, — опір навантаження, -внутрішній опір джерела струму.

У електротехніці прийнято записувати закон Ома у інтегральному вигляді

де U — прикладена напруга, I — сила струму, R — опір провідника.

Проте опір є характеристикою провідника, а не матеріалу, й залежить від довжини та поперечного перерізу провідника. Тому в фізиці застосовують закон Ома у диференціальному вигляді:

де j — густина струму, σ — питома провідність матеріалу, E — напруженість електричного поля.

Питома провідність залежить від кількості вільних носіїв заряду в провіднику і від їхньої рухливості.

Закон Джоуля — Ленца — кількість теплоти, що виділяється струмом в провіднику, пропорційна силі струму, часу його проходження і падінню напруги.

,

де I — сила струму, R — опір, t — час.

Закон Джоуля-Ленца справедливий у межах застосовності закону Ома

studopedia.su

Закон Ома для повного кола струму

Закон Ома є формулою, що наочно демонструє залежність головних характеристик електричного кола:

  • електричного струму (потоку заряджених частинок);
  • напруги (електрорушійної сили);
  • опору (протидія потоку електронів).
  • Що б кращого усвідомити закону Ома, для початку слід визначитися з таким поняттям як електричний ланцюг.

    Говорячи спрощено, будь-який електричний ланцюг – це шлях в електричній схемі, по якому проходять електричні заряди:

    Електричне коло починається з електричного джерела живлення.

    Різні потенціали заряджених частинок в результаті породжують електричну напругу.

    Кількість цих частинок, що буде протікати в електроланцюзі – це електричний струм. А фактор, який перешкоджаэпроходженню заряджених частинок усередині провідника, гальмуючи їх рух, буде електричним опором.

    Як Ви повинні знати, у будь-якого джерела електроживлення існує внутрішній опір. Оскільки він впливає на величини струмів, які протікають по електричних ланцюгів, то і його слід враховувати в розрахунках.

    Повний закон Ома виглядає наступним чином:

    З цього закону випливає:

  • U – Напруга (Вольти);
  • I – струм в електричному ланцюзі (ампери);
  • R – Опір ланцюга (Оми);
  • r – внутрішній опір джерела живлення (Оми)

Повний закон Ома для повного кола звучить так:

Сила електричного струму в ланцюзі прямо пропорційна напрузі, яка прикладена до цього ланцюга, і обернено пропорційна сумі загального опору всього ланцюга і внутрішнього опору джерела електроживлення.

Повний закон Ома для повного кола дозволяє обчислювати:

  • загальну величину значення напруги на самих клемах джерела електричного живлення;
  • загальний струм;
  • загальний опір електричного кола.
  • Якщо є потреба в розрахунки електричних характеристик в окремих частинах ланцюга, то даний закон Ома слід застосувати до конкретної частини ланцюга (не беручи до уваги внутрішній опір джерела електроживлення):

    Будь-яку електричну схему можна розкласти у вигляді простих ланцюгів проходження електричного струму, по яких переміщаються заряджені частинки (електрони). Визначивши таку ділянку двома точками, до неї ,безпосередньо, можна застосовувати закон Ома. В даних точках є свої:

    Маючи дві відомівеличини, за законом Ома завжди можна знайти третю.

    Вище було викладено закон Ома для постійного електричного струму. А якщо електричний ланцюг має змінний струм, то яка формула буде для нього?

    Перш ніж перейти до нової формули, для початку давайте опишемо змінний електричний струм.

    Змінний струм являє собою рух заряджених частинок, який змінюється (періодично) за напрямком і за величиною.

    На відміну від постійного, для змінного струму характерна наявність деяких факторів, що обумовлюють ще один різновид електричного опору. Це реактивний опір (звичайне опір є активним). Реактивному опору властиві ємності й індуктивності.

    Закон Ома для змінного електричного струму:

  • U – Напруга;
  • I – струм в електричному ланцюзі;
  • Z – Комплексне опір.
  • Комплексний опір – це сума всіх реактивних і активних опорів. У разі, коли в електричній схемі зі змінним електричним струмом присутні тільки активні опори, то використовують звичайну формулу закону Ома, що описувалася вище.

    moyaosvita.com.ua

    Закон ома для повного ома

    2. Закон Джоуля-Ленца.

    3. Потужність електричного струму

    Вивчення нового матеріалу

    1. Сторонні сили.

    3. Закон Ома для повного кола.

    4. Наслідки із закону Ома для повного кола

    Закріплення вивченого матеріалу

    1. Якісні питання.

    2. Навчаємося розв’язувати задачі

    ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

    Усередині джерела струму відбувається розподіл зарядів, у результаті чого на позитивному полюсі джерела накопичується позитивний заряд, а на негативному — негативний. Внаслідок цього між полюсами виникає різниця потенціалів, а в зовнішній частині кола — електростатичне поле, під дією якого в зовнішньому колі тече струм.

    Поза джерелом струму вільні заряди рухаються під дією сил електростатичного поля, але усередині джерела вони рухаються проти сил цього поля.

    Наприклад, у хімічному джерелі струму позитивні іони рухаються до позитивного полюса, незважаючи на те, що електростатичне поле «тягне» їх до негативного полюса.

    Отже, для того щоб у джерелі струму відбувався розподіл зарядів, усередині джерела струму на вільні заряди повинні діяти сили неелектростатичного походження. їх називають сторонніми силами.

    Наприклад, у хімічних елементах струму сторонні сили мають хімічну природу; у генераторах електростанцій сторонні сили — це зазвичай сили, що діють на вільні електрони провідника з боку вихрового електричного поля, породжуваного змінним магнітним полем.

    Сторонні сили своєю роботою замикають коло і забезпечують сталість струму. Кожне джерело струму характеризується роботою сторонніх сил з переміщення одиниці позитивного заряду, що діють у ньому, тобто певною електрорушійною силою (ЕРС).

    Усередині джерела струму сторонні сили виконують роботу Астор, переміщаючи вільні заряди проти дії сил електростатичного поля. Ця робота пропорційна заряду, тому

    Ø відношення роботи сторонніх сил з переміщення заряду усередині джерела до заряду є характеристикою джерела струму й називається електрорушійною силою джерела:

    У системі СІ

    Будь-яке джерело струму по суті є перетворювачем енергії: у ньому якийсь один вид енергії перетворюється в електричну. Із цього погляду сторонні сили й виконують роботу з розподілу зарядів (фізична величина, вимірювана роботою сторонніх сил з роз’єднання одиниці кількості електрики).

    Під час переміщення заряду q усередині джерела струму сторонні сили виконують роботу , де — ЕРС джерела. Під час протікання струму у зовнішньому колі в ньому виділяється кількість теплоти де R — опір зовнішнього кола. Джерело струму також має деякий опір, що позначають зазвичай r і називають внутрішнім опором джерела. Тому під час проходження струму усередині джерела в ньому виділяється кількість теплоти:

    Із закону збереження енергії випливає, що Астор = Q зовн + Q вн y т p , звідки одержуємо

    Суму опорів R + r називають повним опором кола, і отримане співвідношення формулюють як закон Ома для повного кола:

    Ø сила струму в замкнутому колі, що містить одне джерело, дорівнює відношенню ЕРС джерела до повного опору кола:

    Якщо коло містить кілька послідовно увімкнених елементів з ЕРС і т. ін., то повна ЕРС кола дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС окремих елементів. Загальний опір кола дорівнює сумі всіх опорів: R заг = R + r 1 + r 2 + r 3.

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

    Як випливає із закону Ома для повного кола, сила струму убуває відповідно до збільшення R . Найбільша сила струму відповідає випадку R = 0, тобто короткому замиканню. Під час короткого замикання сила струму Із цієї формули видно, що якщо внутрішній опір джерела дуже малий, струм короткого замикання буде дуже значним, що може вивести джерело з ладу.

    Розімкнутому колу відповідає нескінченно великий зовнішній опір R . При цьому, як випливає з формули закону Ома для всього кола, сила струму I = 0.

    Відповідно до закону Ома для ділянки кола, напруга між кінцями провідника U = IR . Із закону Ома для повного кола, записаного у вигляді одержуємо Звідси випливає, що

    Ø у разі збільшення сили струму напруга між полюсами джерела струму зменшується.

    Найбільше значення напруги між полюсами джерела дорівнює при I = 0 (розімкнуте джерело струму), тобто напруга між розімкнутими полюсами джерела дорівнює ЕРС цього джерела:

    Найменша ж напруга між полюсами дорівнює нулю — йому відповідає коротке замикання, за якого сила струму (струм короткого замикання).

    ПИТАННЯ ДО УЧНІВ У ХОДІ ВИКЛАДУ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

    1. З яких ділянок складається замкнуте електричне коло?

    2. За якої умови струм може протікати в замкнутому колі?

    3. На яких ділянках кола вільні заряди рухаються проти сил електростатичного поля?

    4. Якому опору зовнішнього кола відповідає струм короткого замикання?

    5. Який зовнішній опір відповідає розімкнутому колу?

    1. Як слід розуміти, що ЕРС одного джерела більше за ЕРС іншого?

    2. Від чого залежить знак ЕРС у законі Ома для повного кола?

    3. Як пов’язана напруга на розімкнутих полюсах джерела з ЕРС джерела?

    ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

    1. Чому не можна за допомогою вольтметра магнітоелектричної системи безпосередньо виміряти ЕРС елемента?

    2. Чому за короткого замикання напруга на клемах джерела наближається до нуля, адже струм у колі має найбільше значення?

    3. Як буде змінюватися напруга на затисках джерела, якщо поступово вмикати дедалі більший опір у зовнішньому колі? До якого граничного значення буде наближатися зазначена напруга в цьому випадку?

    2 ) . Навчаємося розв’язувати задачі

    1. ЕРС батарейки кишенькового ліхтарика дорівнює 4,5 В. Чому ж у цьому ліхтарику використовують лампочку, розраховану на напругу 3,5 В?

    2. Реостат підключено до джерела струму. Під час зміни опору реостата від R 1 = 4,0 Ом до R 2 = 9,5 Ом сила струму в колі змінюється від І1 = 8,0 А до І2 = 3,6 А. Знайдіть ЕРС джерела струму і його внутрішній опір r .

    Із закону Ома для повного кола випливає співвідношення Із цього співвідношення одержуємо систему рівнянь:

    Звідси:

    Підставивши числові значення, одержуємо = 36 В, r = 0,5 Ом.

    ЩО МИ ДІЗНАЛИСЯ НА УРОЦІ

    · Відношення роботи сторонніх сил з переміщення заряду усередині джерела до заряду є характеристикою джерела струму й називається електрорушійною силою джерела:

    · Закон Ома для повного кола: сила струму в замкнутому колі, що містить одне джерело, дорівнює відношенню ЕРС джерела до повного опору кола:

    · Найбільша сила струму відповідає режиму короткого замикання:

    · Напруга на полюсах замкнутого джерела струму:

    Рів1 № 5.18; 5.19; 5.20; 5.23.

    Рів2 № 5.35; 5.38; 5.39, 5.40.

    Рів3 № 5.41, 5.42; 5.43; 5.54.

    3. Д: підготуватися до самостійної роботи № 3.

    sites.google.com

    • Лучшие сверху
    • Первые сверху
    • Актуальные сверху
    • 180 комментариев

      Ответьте мне, уважаемые подписчики и все кто читает эту тему, на один вопрос:
      Допустим, мы взяли весы и уровняли их 2 мя сосудами, одинокого наполненными (не до полна) водой.
      Далее, в один из сосудов, мы немного опустим грузик, но оставим в руке, как поведут себя весы? (и почему, по вашему мнению?)

      PS. Больно много людей, не понимают зависимость давления от высоты водяного столба.. )

      Можно я, можно я. =)

      Сначала думал, что весы останутся в неизменном состоянии, т.к. рука удерживает перетягивает весь вес тела на себя.

      Но я изменил свою точку зрения: сторона с грузом перевесит, верно? Если бы сосуд был пустой и так же держали в сосуде груз, не было б разницы, но там жидкость, которая соприкасается с грузом. Я не знаю теории, объясню свой ход мыслей своими словами: груз оказывает давление на воду, перебрасывает часть своего веса на воду, которая уже оказывает давление в итоге на сосуд, который установлен на весах —> перевешивает.

      pikabu.ru

      Это интересно:

      • Основные законы химии Том 1 №1 Основные понятия, законы химии ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ, ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ХИМИИ ОСНОВЫ АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОГО УЧЕНИЯ для студентов I-го курса химического и […]
      • Техосмотр и осаго в иваново Техосмотр в г. Иваново В данном разделе представлены пункты прохождения техосмотра в Иваново. В нашем каталоге вы найдете не только контактные данные компаний, осуществляющих техосмотр в Иваново, но и месторасположение на карте города. Начиная с 2012 года правила […]
      • Закон об административном надзоре за лицами В законодательство внесены изменения по вопросам административного надзора за лицами, освобождёнными из мест лишения свободы Владимир Путин подписал Федеральный закон «О внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации по вопросам административного […]
      • Займы денег без возврата Дам денег без возврата — реальность или обман? В Сети часто встречаются объявления с фразой «Дам денег без возврата…». Стоит доверять таким предложениям или безопаснее обратиться в кредитную организацию за помощью? Для начала отметим, что просто так деньги выдаются только […]
      • Исполнение наказания это урегулированный Исполнение наказания это урегулированный 3. Исполнение наказания и применение мер исправительного характера 3.1. Понятие и правовое регулирование исполнения и отбывания наказаний, связанных с исправительным воздействием 3.2.Понятие и правовое регулирование применения к […]
      • Добавка к пенсии за апрель Прибавки и выплаты с апреля 2018 года: кому и сколько полагается? Как известно с 1 апреля пенсии россиян будут увеличены. Однако это коснётся не все категории пенсионеров Как известно, с 1 апреля 2018 года пенсии россиян будут увеличены. Однако это коснётся не все […]
      • Заявление на инвентаризацию объекта недвижимости Заявление на инвентаризацию объекта недвижимости Территориальные БТИ г. Москвы Центральное БТИ Южное БТИ Северное БТИ Восточное БТИ Западное БТИ №1 Западное БТИ №2 Западное БТИ №2 Солнцево Северо-Восточное БТИ Северо-Западное БТИ Юго-Восточное БТИ […]
      • Какие документы нужны для страховки по осаго Документы на ОСАГО — для физического, юридического лица и ИП ОСАГО – обязательный вид страхования, позволяющий водителям решать множество вопросов, связных с возмещением вреда, причиненного в ходе ДТП. Оформление полиса должно выполняться своевременно, документы для ОСАГО […]