Законы постоянного тока. Сторонние силы. Для поддержания постоянного тока в цепи на свободные заряды должны действовать, помимо кулоновских сил

Сторонние силы. Для поддержания постоянного тока в цепи на свободные заряды должны действовать, помимо кулоновских сил, еще и другие силы неэлектрической природы. Эти силы называются сторонними. Они вызывают разделение разноименных электрических зарядов и поддерживают разность потенциалов на концах проводника. Поле сторонних сил в цепи создается источником тока.

Перемещая электрические заряды, сторонние силы совершают работу за счет энергии, затрачиваемой в источнике тока. Мерой работы сторонних сил является электродвижущая сила источника (э.д.с.) ε.

, [В] (Вольт)

Э.д.с. численно равна работе, затрачиваемой на перемещение заряда по проводнику.

Закон Ома. Этот закон был установлен экспериментально для участка цепи.

Для участка электрической цепи:

R [Ом] (ом)– сопротивление участка цепи, U – электрическое напряжение, приложенное к участку цепи.

Закон Джоуля–Ленца.

Если электрический ток постоянен, а проводники в цепи неподвижны, то работа сторонних сил целиком расходуется на нагревание проводников.

;

Этот закон был независимо установлен Джоулем и Ленцем. Количество теплоты Q, выделяемой током I в проводнике, пропорционально силе тока, времени его прохождения t и напряжению U.

Закон Ома для замкнутой цепи.

Рис. 49

Рассмотрим замкнутую цепь (рис. 49). Воспользуемся законом сохранения энергии. Работа, совершаемая в источнике тока , затрачивается на перемещение заряда q в цепи и в источнике.

Можно записать

здесь r – внутреннее сопротивление источника тока

– закон Ома для замкнутой цепи.

Дата добавления: 2014-11-07