1. Закон Ома для участка цепи.

Отношение напряжения U между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока I в цепи есть величина постоянная:

.

Эту величину R называют электрическим сопротивлением проводника.

Единица электрического сопротивления в СИ — ом (Ом). Электрическим сопротивлением 1 Ом обладает такой участок цепи, на котором при силе тока 1 А напряжение равно 1 В:

.

Опыт показывает, что электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади S поперечного сечения:

.

П остоянный для данного вещества параметр ρ называется удельным электрическим сопротивлением вещества.

Экспериментально установленную зависимость силы тока I от напряжения U и электрического сопротивления R участка цепи называют законом Ома для участка цепи:

Формулировка закона: Сила тока I прямо пропорциональна напряжению U и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению R участка цепи.

Сопротивление R зависит как от материала, по которому течёт ток, так и от геометрических размеров проводника.

Полезно переписать закон Ома в так называемой дифференциальной форме, в которой зависимость от геометрических размеров исчезает, и тогда закон Ома описывает исключительно электропроводящие свойства материала. Для изотропных материалов имеем:

J = σE

где: J— вектор плотности тока, σ— удельная проводимость, E — вектор напряжённости электрического поля.

2 . Идеализированные пассивные элементы электрической цепи. Сопротивление, Конденсатор, индуктивность, линейные и нелинейные элементы. Идеализированные активные элементы. Источники напряжения, источники тока.

Пассивные элементы – элементы, которые не являются источниками электрической энергии. Они делятся на диссипативные и реактивные.

Диссипативные элементы – элементы, осуществляющие рассеивание электрической энергии. Элементы с такими свойствами осуществляют преобразование электрической энергии в тепловую. Такими элементами являются активные сопротивления, или резисторы. Они характеризуются электрическим сопротивлением, которое измеряется в омах (Ом). Их условное обозначение показано на рис. 1.2.

Реактивные элементы – элементы, способные накапливать электрическую энергию и отдавать ее либо источнику, от которого эта энергия была получена, либо передавать другому элементу. В любом случае этот элемент не превращает электрическую энергию в тепловую. Такими элементами являются катушка индуктивности и конденсатор. На рис. 1.3 показано условное обозначение этих реактивных элементов.

Вышеприведенные элементы являются линейными, так как ток через них пропорционален первой степени напряжения. Существуют элементы, сопротивление которых зависит от протекающего через них тока. Например, спираль электрической лампы при нагревании увеличивает свое сопротивление, в результате чего зависимость I = f(U) отклоняется от линейной. Все полупроводниковые элементы также являются нелинейными.

Активными элементами являются источники электрической энергии. Они подразделяются на источники напряжения (внутреннее сопротивление отсутствует) и источники напряжения (внутреннее сопротивление бесконечно).

Идеальный источник ЭДС – это такой источник электрической энергии, электрическое напряжение на выводах которого не зависит от электрического тока в нем (ГОСТ Р52002-2003)

Идеальный источник тока – это такой источник, электрическая энергия, электрический ток которого не зависит от напряжения на его выводах (ГОСТ Р52002-2003)

Источник тока Источник напряжения

В природе не существует элементов с нулевым сопротивлением, как и с бесконечным сопротивлением. Тем не менее при расчетах электрических цепей такая идеализация дает приемлемые результаты.