Закон Ома для полной электрической цепи

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 01:43 | 24.01.2011 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Закон Ома для полной электрической цепи. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

Для полной электрической цепи используется закон Ома. Он гласит, что направление тока в цепи представляет собой направление к отрицательному источнику тока от положительного его полюса. Это понятие было на экспериментальном уровне подтверждено еще два столетия назад и правило действует в неизменном виде и в наши дни. Однако передвижение реальных зарядов не всегда совпадает с определенным направлением тока. В металлических проводниках носителями становятся отрицательно заряженные электроны. Они двигаются в противоположном направлении – от отрицательного полюса к положительному. В электролитах реальное перемещение зарядов совпадает, а в некоторых случаях совершает противоположное движение относительно направлению тока. Это зависит от того, отрицательными или положительными ионами являются носители заряда.

Элементы электрической цепи могут включаться в систему двумя способами:

• последовательно;
• параллельно.

Закон Ома для полной цепи может установить связь между:

• силой тока в цепи;
• электродвижущей силой;
• полным сопротивлением цепи.

Полное сопротивление состоит из внутреннего ($r$) и внешнего сопротивления источника тока ($R$).

По определению закона Ома электродвижущая сила ($\varepsilon$) будет равна $A = \varepsilon q$.

Здесь $q$ – это заряд, который перемещается электродвижущей силой.

По стандартному определению тока $q = It$, где $t$ — это время, в течение которого переносится заряд. Тогда получаем уравнение $A = \varepsilon It$.

По закону Джоуля-Ленца тепло, которое выделяется при совершении работы в электрической цепи, будет равно $Q$. Получаем формулу следующего вида:

$Q = I_2 Rt + I_2 rt$

Затем применяем закон сохранения энергии, в том числе приравниваем уже выведенные формулы между собой. Так как, $А = Q$, то и $A = \varepsilon It = Q = I_2 Rt + I_2 rt$.

Итоговое написание закона Ома для полной цепи приобретает вид:

$\varepsilon = IR + Ir$

Отсюда следует, что сила тока в полной цепи будет равна отношению электродвижущей силы цепи к ее полному сопротивлению.

При наличии нескольких источников цепи, соединенных последовательным образом с электродвижущей силой (ЭДС), полная электродвижущая сила равняется сумме ЭДС определенных источников. Знак электродвижущей силы источника выбирается, исходя из отношения направления обхода контура. Он определяется произвольным способом.

Внутри источника цепи сторонние силы совершают положительную работу. Поэтому процесс можно выразить при помощи следующей формулы:

$\varepsilon =\varepsilon_1 + \varepsilon _2 + \varepsilon_3 = | \varepsilon_1| - | \varepsilon_2| -| \varepsilon_3|$

По закону Ома, рассчитанного для полной электрической цепи, сила тока имеет положительное значение для положительной электродвижущей силы. То есть направление тока во внешней цепи полностью совпадает с направлением обхода контура.

Полное сопротивление цепи, где есть несколько источников, будет равняться сумме внутреннего и внешнего сопротивлений всех источников электродвижущей силы.

$Rn = R + r_1 + r_2 + r_3$

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Закон Ома для полной электрической цепи, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.