61) Закон Ома для участка цепи.

Движение электронов в металлах затруднено столкновением с ионами крист.решетки. Это – причина сопротивления. Сила тока в проводнике пропорциональна напряжению I=kU, где k – проводимость проводника. А величина, обратная проводимости – эл.сопротивление R=I/U [Ом].

Отсюда I=U/R (закон Ома для участка цепи).

Сила тока в проводнике пропорциональна приложенному напряжению и обратнопропорциональна сопротивлению проводника.

Физ.смысл: 1 Ом – сопротивление такого проводника, на концах которого при силе тока 1А поддерживается напряжение 1В.

Закон Ома для полной цепи.

Рассмотрим замкнутую электрическую цепь.

Определим эдс: ε=(φ₁- φ₂)+ А_сопр/q=U+ А_сопр/q

Определим работу: А_сопр=I²rt работа по преодолению сопротивления. U=IR, ε=IR+ А_сопр=IR+I²rt/q=IR+(I²rt/It). Получим ε=IR+Ir Отсюда I= ε/R+r (закон Ома для полной цепи).

62) Работа и мощность постоянного тока.

Пусть проводник сопротивлением R находится под напряжением U= φ₁- φ₂

Определим работу, совершаемую постоянным током: А=q(φ₁- φ₂)=qU

Так как для постоянного тока I=q/t

А также, используя закон Ома для участка цепи, получим: A=IUt=I²Rt=U²/R*t [Дж] где t – время, за которое совершается работа.

Эффективность совершения работы определяется мощностью: N=A/t=IU=I²R=U²/R

Закон Джоуля-Ленца:

Постоянный ток всегда вызывает нагревание. Если падение напряжения на концах проводника вызывается только его сопротивлением, то вся работа идет на нагревание проводника и среды Q=IUt=I²Rt=U²/R [Дж]

63) Правила Кирхгофа.

Законы Кирхгофа (или правила Кирхгофа) — неизменные соотношения целостности, которые выполняются между токами и напряжениями на участках любой электрической цепи. Для формулировки законов Кирхгофа, в электрической цепи выделяются узлы — точки соединения трёх и более проводников и контуры — замкнутые пути из проводников. При этом каждый проводник может входить в несколько контуров.

Первый закон гласит, что алгебраическая сумма токов в любом узле любой цепи равна нулю. Иными словами, сколько тока втекает в узел, столько из него и вытекает. Данный закон следует из закона сохранения заряда. Если цепь содержит p узлов, то она описывается p − 1 уравнениями токов.

Второй закон гласит, что алгебраическая сумма падений напряжений по любому замкнутому контуру цепи равна алгебраической сумме ЭДС, действующих вдоль этого же контура. Если в контуре нет ЭДС, то суммарное падение напряжений равно нулю. Иными словами, при обходе цепи по контуру, потенциал, изменяясь, возвращается к исходному значению. Если цепь содержит m ветвей, из которых содержат источники тока ветви в количестве m_i то она описывается уравнениями напряжений.

Законы Кирхгофа справедливы для линейных и нелинейных цепей при любом характере изменения во времени токов и напряжений.

Параллельное и последовательное соединение проводников.

При последовательном соединении проводников сила тока во всех проводниках одинакова: I₁ = I₂ = I. По закону Ома, напряжения U₁ и U₂ на проводниках равны

U₁ = IR₁, U₂ = IR₂. Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U₁ и U₂: U = U₁ + U₂ = I(R₁ + R₂) = IR где R – электрическое сопротивление всей цепи. Отсюда следует: R=R₁+R₂ При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

При параллельном соединении напряжения U₁ и U₂ на обоих проводниках одинаковы:

U₁ = U₂ = U. Сумма токов I₁ + I₂, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи: I = I₁ + I₂. Записывая на основании закона Ома:

где R – электрическое сопротивление всей цепи, получим

При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.