- •Постоянный электрический ток.
- •§ 26. Электрическое поле при наличии постоянного тока.
- •Характеристики тока.
- •III. Закон Ома.
- •Дифференциальная форма закона Ома.
- •Закон Джоуля - Ленца
- •§27. Обобщённый закон Ома.
- •I. Сторонние силы.
- •II. Обобщённый закон Ома.
- •Расчет линейных цепей постоянного тока. Правила Кирхгофа
- •§29. Токи в смежной среде. Заземление линий передач.
- •Заземление линий передач.
Закон Джоуля - Ленца
Рассмотрим участок проводника с разностью потенциалов
работа поля по перемещению заряда
по закону сохранения энергии работа поля выделяется в виде тепла, т. е.
. Откуда тепловая мощность выделяемая на сопротивлении R:
Закон Джоуля - Ленца
Закон Джоуля – Ленца в дифф. форме
§27. Обобщённый закон Ома.
I. Сторонние силы.
Сторонняя электродвижущая сила совершает положительную работу по перемещению положительного заряда в сторону возрастания потенциала, т.е. против сил электростатического поля (вследствие сопротивления потенциал электростатического поля понижается, положительный заряд двигается от большего потенциала к меньшему => должны существовать участки, на которых “+” заряд движется от меньшего потенциала к большему ).
Сторонняя сила не может иметь электростатического происхождения т.к. электростатическое поле — потенциальное и А по замкнутому пути =0 и ток не мог бы существовать, т.к. он должен совершать работу для преодоления сопротивления проводника.
Физическая природа сторонних сил весьма различна:
Они могут быть обусловлены:
а) химической, физической неоднородностью проводника при соприкосновении разнородных проводников (гальванические элементы; аккумуляторы—возникает контактная разность потенциалов при контакте твёрдого тела и жидкости)
б) физическая неоднородность при соприкосновении проводников различной температуры ( термоэлементы)
в) механические происхождения
г) электрическое происхождение — сила действует на заряд в электростатическом поле , возникающем по закону электромагнитной индукции.
II. Обобщённый закон Ома.
Для количественной характеристики сторонних сил вводя понятие поле сторонних сил и его напряжённости. - численно равный сторонней силе, действующей не единичный пробный положительный заряд.
Под совместным действием поля и в проводнике возникает ток плотности:
обобщённый закон Ома в дифференциальной форме.
Рассмотрим неоднородный участок цепи , на котором действуют сторонние силы. Предположим электрический ток течёт вдоль тонких проводов ( направление тока совпадает с направлением от провода j=const по S ) (Рис. 80)
Рис. 80
, т.к. тонкий.
Проинтегрируем по длине провода от 1 до 2
( где , а )
-электродвижущая сила (ЭДС) действующая на участки 1—2 ,величина алгебраическая. Если ЭДС способствует движению положительных носителей тока >0, препятствует <0.
R12*I= 1 -- 2 + -интегральная форма обобщенного закона Ома для неоднородного 0участка цепи.
Замечание:
Для замкнутой цепи =
* Ri= -закон Ома для замкнутой цепи.
Ri -полное сопротивление замкнутой цепи
-алгебраическая сумма отдельных ЭДС
Р
1
2
ассмотрим участок цепи, содержащий источник
Если источник разомкнут I=0 и
= - -ЭДС источника – разность потенциалов на его клемах в разомкнутом состоянии. При замкнутом источнике на внешнее сопротивление (нагрузку) - < и зависит от Rвнеш