Закон Ома для полной цепи и для участка цепи

 

Электрическую цепь образуют:

· источники электрической энергии (источники питания);

· её приемники (электродвигатели, электронагревательные приборы, лампы накаливания);

· соединительные провода;

· вспомогательное оборудование (для включения и выключения электроустановок – рубильники, переключатели);

· электроизмерительные приборы (амперметры, вольтметры, ваттметры);

· защитные устройства (предохранители, автоматические выключатели).

В качестве источника электрической энергии (источника питания) применяют:

ü электрические генераторы;

ü гальванические элементы;

ü аккумуляторы.

В приёмниках электрическая энергия преобразуется в другие виды энергии.

Контур – замкнутая электрическая цепь, образуемая одной или несколькими ветвями.

Ветвь - участок электрической цепи, состоящей только из последовательно включенных источников ЭДС и сопротивлений, вдоль которого проходит один и тот же ток.

 

Рисунок 1.9. Одна ветвь электрической цепи

 

Узел – точка, в которой сходится не менее трёх ветвей (рис. 1.10).

 

Рисунок 1.10 Узел электрической цепи

Чертеж, на котором на котором изображены электрические цепи с помощью условных графических обозначений, называют электрической схемой (рис. 1.11, б).

 

Рисунок 1.11. Электрическая цепь (а) и электрическая схема (б)

 

Электрическую цепь условно можно разделить на два участка: внутреннюю цепь (сам источник) и внешнюю цепь (линейные провода и приемники и т.д.).

Для того чтобы обеспечить непрерывное прохождение тока по электрической цепи необходимо:

· цепь должна быть замкнутой;

· на зажимах источника питания необходимо поддерживать разность потенциалов.

Во внешней цепи ток направлен от плюса к минусу, т.е. от точек с более высоким потенциалом к точкам с более низким потенциалом (от положительного зажима источника электрической энергии к отрицательному).

Внутри источника наоборот: заряды должны перемещаться от отрицательного зажима к положительному. Такое перемещение зарядов внутри источника совершается благодаря электродвижущей силе (э.д.с.), которая возбуждается внутри источника.

Э.д.с. поддерживает разность потенциалов на зажимах источника, обеспечивая прохождение тока по цепи, и определяет собой напряжение источника питания.

Э.д.с. обозначается Е и численно равна работе, которую необходимо затратить на перемещение единичного положительного заряда от одного зажима к другому.

При составлении расчетных схем элементы электрической цепи, имеющие сопротивление обозначают в виде резисторов с сопротивлением R, то же относится к индуктивностям и ёмкостям, источники питания часто представляют с нулевым сопротивлением, а чтобы учесть его сопротивление, в схему добавляют резистор R₀. Вспомогательные элементы в большинстве случаев имеют малые сопротивления и их не указывают на схемах.

Направления тока, напряжения и э.д.с. на схемах изображают стрелками, за положительное направление тока принимают движение положительных зарядов, т.е. от плюса к минусу. Положительное направление напряжения и э.д.с. совпадает с направлением тока.

Закон Ома для полной электрической цепи: сила тока I в электрической цепи прямо пропорциональна э.д.с. источника E, и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи, которое можно представить в виде суммы сопротивления приемника R и внутреннего сопротивления источника питания R₀.

I= ;

Закон Ома для участка цепи: сила тока I на данном участке цепи прямо пропорциональна напряжению U, приложенному к участку, и обратно пропорциональна сопротивлению R этого участка.

I= ; U=IR; R= ;

Закон Ома применим только к линейным цепям.

 

Контрольные вопросы

 

1. Дайте понятие электрической цепи.

2. Какое условие должно выполняться, чтобы обеспечить непрерывное прохождение тока по электрической цепи?

3. Что применяют в качестве источника электрической энергии (источника питания)?

4. Какая сила перемещает заряды внутри источника?

5. Как направлен ток во внешней цепи?

6. На какие участки можно условно разделить электрическую цепь?

7. Сформулируйте закон Ома для полной электрической цепи.

8. Как направлен ток внутри источника?

9. Дайте определение электрической схемы?

10. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.