Однородный участок цепи, Вы точно человек?
Электродинамика», сгруппированных в специализированные интерфейсы для работы трех категорий пользователей : « Рабочий стол студента», «Рабочий стол преподавателя» и «Рабочий стол администратора». У з л о м называется точка, в которой сходится более чем два проводника рис. Первое из них относится к узлам цепи. В настоящее время в России остро стоит вопрос развития инновационного сектора экономики, в котором особое место занимают. Внутри источника тока работают сторонние силы; они разделяют заряды, создают электрическое поле и запасают энергию.
Сила тока измеряется в Амперах. Это как раз та штука, которая заставляет электроны двигаться. Электрический потенциал характеризует способность поля совершать работу по переносу заряда из одной точки в другую. Так, между двумя точками проводника существует разность потенциалов, и электрическое поле совершает работу по переносу заряда. Физическая величина, равная работе эффективного электрического поля при переносе электрического заряда, и называется напряжением.
Измеряется в Вольтах. Один Вольт — это напряжение, которое при перемещении заряда в 1 Кл совершает работу, равную 1 Джоуль. Ток, как известно, течет в проводнике. Пусть это будет какой-нибудь провод. Двигаясь по проводу под действием поля, электроны сталкиваются с атомами провода, проводник греется, атомы в кристаллической решетке начинают колебаться, создавая электронам еще больше проблем для передвижения.
Именно это явление и называется сопротивлением. Оно зависит от температуры, материала, сечения проводника и измеряется в Омах. Сила тока на участке цепи прямо пропорционально напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.
Георг Ом вывел этот закон экспериментально эмпирически в году.
Естественно, чем больше сопротивление участка цепи, тем меньше будет сила тока. Соответственно, чем больше напряжение, тем и ток будет больше. Данная формулировка закона Ома — самая простая и подходит для участка цепи. Говоря "участок цепи" мы подразумеваем, что это однородный участок, на котором нет источников тока с ЭДС. Говоря проще, этот участок содержит какое-то сопротивление, но на нем нет батарейки, обеспечивающей сам ток.
Пусть у нас есть цепь, в ней есть источник тока, создающий напряжение, и какое-то сопротивление. Объяснение закона Ома для полой цепи принципиально не отличается от объяснения для участка цепи. Как видим, сопротивление складывается из собственно сопротивления и внутреннего сопротивления источника тока, а вместо напряжения в формуле фигурирует электродвижущая сила источника.
Кстати, о том, что такое что такое ЭДС , читайте в нашей отдельной статье. Чтобы интуитивно понять закон Ома, обратимся к аналогии представления тока в виде жидкости. Именно так думал Георг Ом, когда проводил опыты, благодаря которым был открыт закон, названный его именем.
Представим, что ток — это не движение частиц-носителей заряда в проводнике, а движение потока воды в трубе. Сначала воду насосом поднимают на водокачку, а оттуда, под действием потенциальной энергии, она стремиться вниз и течет по трубе.
Причем, чем выше насос закачает воду, тем быстрее она потечет в трубе. Отсюда следует вывод, что скорость потока воды сила тока в проводе будет тем больше, чем больше потенциальная энергия воды разность потенциалов.
Теперь обратимся к сопротивлению. Гидравлическое сопротивление — это сопротивление трубы, обусловленное ее диаметром и шероховатостью стенок. Логично предположить, что чем больше диаметр, тем меньше сопротивление трубы, и тем большее количество воды больший ток протечет через ее сечение. Такую аналогию можно проводить лишь для принципиального понимания закона Ома, так как его первозданный вид — на самом деле довольно грубое приближение, которое, тем не менее, находит отличное применение на практике.
В действительности, сопротивление вещества обусловлено колебанием атомов кристаллической решетки, а ток — движением свободных носителей заряда. В металлах свободными носителями являются электроны, сорвавшиеся с атомных орбит. В данной статье мы постарались дать простое объяснение закона Ома. Знание этих на первый взгляд простых вещей может сослужить Вам неплохую службу на экзамене.
Конечно, мы привели его простейшую формулировку закона Ома и не будем сейчас лезть в дебри высшей физики, разбираясь с активным и реактивным сопротивлениями и прочими тонкостями.
Если у Вас возникнет такая необходимость, Вам с удовольствием помогут сотрудники нашего студенческого сервиса. А напоследок предлагаем Вам посмотреть интересное видео про закон Ома. Это действительно познавательно! Автор: Иван. Иван Колобков, известный также как Джони. Единица сопротивления — ом : 1 Ом — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В течет постоянный ток силой 1 А.
Величина обратная сопротивлению, называется электрической проводимостью. Единица проводимости — сименс : 1 См — электрическая проводимость проводника сопротивлением 1 Ом.
Удельное электрическое сопротивление проводника зависит не только от рода вещества, но и от температуры:. Температурные коэффициенты сопротивления веществ различны при разных температурах.
Однако для многих металлов изменение с температурой невелико. Для всех чистых металлов Закон Ома можно представить в дифференциальной форме.
Подставив выражение для сопротивления 2. Учитывая, что напряженность электрического поля в проводнике, а плотность тока, последнее выражение можно записать в следующем виде:. Так как в изотропном проводнике носители тока в каждой точке движутся в направлении вектора , то направления и совпадают. Поэтому в окончательном виде. Выражение 2. Это соотношение справедливо и для переменных полей.
Рассмотрим однородный проводник, по концам которого приложено напряжение. За время dt через поперечное сечение проводника переносится заряд. Так как ток представляет собой перемещение заряда dq под действием электрического поля, работа тока есть. Используя закон Ома для однородного участка цепи, формулу 2. Мощность электрического тока — это быстрота совершения работы, то есть. Единица мощности — ватт : 1 Вт — мощность, выделяемая в проводнике за 1 с при протекании тока силой 1 А.
Если ток протекает по неподвижному металлическому проводнику, то вся работа тока затрачивается на его нагревание и по закону сохранения энергии.
Таким образом, с учетом 2. Количество теплоты, выделяющееся за конечный промежуток времени от 0 до t при прохождении постоянного тока силой I найдем, интегрируя выражение 2. Таким образом, количество теплоты, которое выделяется в проводнике с током, пропорционально квадрату силы тока, времени его протекания и сопротивлению проводника.
Он был установлен экспериментально Д. Джоулем и независимо от него Э. Ленцем Выделим в проводнике элементарный цилиндрический объем ось цилиндра совпадает с направлением тока.
Сопротивление этого элементарного объема Т огда по закону Джоуля-Ленца за время dt в этом объеме выделится теплота:. Количество теплоты, выделяющееся за единицу времени в единице объема, называется удельной тепловой мощностью электрического тока :.
Используя дифференциальную форму закона Ома 2. Формула 2. Для однородного участка цепи, то есть для участка, на котором не действуют сторонние силы, закон Ома записывается в форме 2. Рассмотрим теперь неоднородный участок цепи рис. На рассматриваемом участке работа всех приложенных сил сторонних и электростатических , совершаемая над носителями тока, согласно 2. В этой формуле ЭДС берется либо с положительным, либо с отрицательным знаком.
