Если в цепь последовательно включены несколько источников тока то полная эдс равна

Роль источника тока: разделить заряды за счет совершения работы сторонними силами. Любые силы, действующие на заряд, за исключением потенциальных сил электростатического происхождения (т. е. кулоновских) называютсторонними силами.

(Сторонние силы объясняются электромагнитным взаимодействием между электронами и ядрами)

ЭДС — энергетическая характеристика источника. Это физическая величина, равная отношению работы, совершенной сторонни­ми силами при перемещении электрического заряда по замкнутой цепи, к этому заряду:

Измеряется в вольтах ( В ).

Еще одна характеристика источника — внутреннее сопротивление источника тока: r .

Закон Ома для полной цепи.

Энергетические преобразования в цепи:

— закон сохранения энергии

( А — работа сторонних сил; Авнеш .- работа тока на внешнем участке цепи сопротивлением R ; Авнутр .- работа тока на внутреннем сопротивлении источникаr.)

Закон Ома: Сила тока в цепи постоянного тока прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению электрической цепи.

1. Если R>>r , то ε=U . Измеряют e высокоомным вольтметром при разомкнутой внешней цепи.

e= U1+U2

3. На внутреннем участке цепи: Aвнутр=U1q , на внешнем участке цепи: Aвнеш=U2q .

A=Aвнутр+ Aвнеш . Тогда: εq=U1q+U2q . Следовательно: ε= U1+U2

ЭДС источника тока равна сумме падений напряжений на внешнем и внутреннем участках цепи.

4. Если R растет, то I уменьшается. — при уменьшении силы тока в цепи напряжение увеличивается!

5. Мощность: а) Полная..

Соединение источников тока.

1. Последовательное соединение источников: полная ЭДС цепи равнаалгебраической сумме ЭДС отдельных источников, полное внутреннее сопротивление равно сумме внутренних сопротивлений всех источников тока. Если все источники одинаковы и включены в одном направлении, то .

Тогда з-н Ома запишется в виде:

2. Параллельное соединение источников: один из источников (с наибольшейЭДС) работает как источник, остальные — как потребители (на этом принципе основана зарядка аккумулятора). Расчет по правилам Кирхгофа (см.).

Если все источники одинаковы , то закон Ома запишется в виде:.

Закон Ома для неоднородного участка цепи .

— знаки «+» или «-» выбираются в зависимости от того, в одну или в противоположные стороны направлены токи создаваемые источником ЭДС и электрическим полем.

Правила Кирхгофа.

1. Алгебраическая сумма сил токов в каждом узле (точке разветвления) равна 0. — следствие закона сохранения электрического заряда.

2. В любом замкнутом контуре цепи алгебраическая сумма произведений сил токов в отдельных участках на их сопротивления равна алгебраической сумме ЭДС источников в этих контурах. — следствие закона Ома для неоднородного участка цепи.

Направление токов выбирают произвольно. Если после вычислений значение силы тока отрицательно, то направление противоположно.

Замкнутый контур обходят в одном направлении. Если направление обхода совпадает с направлением тока, то IR>0 . Если при обходе приходят к «+» источника, то его ЭДС отрицательна.

В полученную систему уравнений должны входить все ЭДС и все сопротивления. Т.о. система должна состоять из одного уравнения для токов и k-1 — го уравнения для ЭДС (k — количество замкнутых контуров).

1. Основные определения. Законы Ома

Электрический ток — упорядоченное (направленное) движение электрически заряженных частиц. Направление протекания электрического тока — направле- ние, в котором движутся положительно заряженные частицы. О наличии электрического тока можно судить по действиям, которые он производит: тепловому — нагревание проводников; химическому — изменение химического состава проводника; магнитному — силовое действие на соседние токи и намагничивание тел. Для возникновения и существования электрического тока необходимо наличие свободных заряженных частиц — носителей тока и силы, создающей и поддерживающей их упорядоченное движение со стороны электрического поля внутри проводника. Различают постоянный и переменный токи. Постоянный ток — электрический ток, не меняющийся с течением времени ни по величине, ни по направлению. Он может существовать только в замкнутой цепи. Количественной характеристикой электрического тока является сила тока I . Сила тока — характеристика электрического тока, равная отношению электрического заряда dq , переносимому через сечение проводника за промежуток времени dt

I = dq .(6.1)
dt

Единица измерения силы тока в СИ: Ампер ([I] = [A]). Плотность тока равна силе тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока

j = dI .(6.2)
ds
Так как dq = neVsdt ,то I = neVs , аj = neV , где n — концентра-

ция зарядов; e — модуль заряда электрона, V — средняя скорость движения зарядов. В СИ размерность плотности тока — [ j ] = A . м 2

Плотность тока — вектор, его направление совпадает с направлением движения положительных зарядов

j = neV .(6.3)

Электрическое напряжение — величина, равная отношению работы А электрического поля по перемещению положительного электрического заряда q вдоль цепи из одной точки в другую к величине этого заряда

U =A.(6.4)
q

Единица измерения электрического напряжения в СИ: Вольт ([ U ] = [B]). Электрическое кулоновское поле не может создать постоянного электрического тока, так как действие электростатического поля всегда приводит к соединению разноименных зарядов, т.е. к уменьшению разности потенциалов. Сторонние силы — неэлектростатические силы, действие которых на свободные заряженные частицы вызывает их упорядоченное движение и поддерживает электрический ток в цепи. Действие сторонних сил приводит к разделению разноименных зарядов, т.е. поддерживает разность потенциалов в цепи. Источники тока — устройства, преобразующие различные виды энергии в электрическую. Во всех источниках тока совершается работа сторонних сил по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Различают химические (аккумуляторы, гальванические элементы) и физические источники (термоэлементы, солнечные батареи, генераторы). Электродвижущая сила (ЭДС) ε — это величина, характеризующая действие сторонних сил, энергетическая характеристика источника тока. В замкнутом контуре ЭДС равна отношению работы А ст сторонних сил по перемещению положительного заряда q вдоль замкнутого контура к этому заряду

ε =A ст.(6.5)
q

Единица измерения ЭДС в СИ: Вольт ([ε] = [B]).

ЭДС источника тока равна электрическому напряжению на его зажимах при разомкнутой цепи. Способность вещества пропускать электрический ток характеризуется электрическим сопротивлением R или электрической проводимостью G . Электрическое сопротивление — величина, характеризующая противодействие проводника (или электрической цепи) установленого в нем электрического тока. Электрическое сопротивление R проводника численно равно отношению напряжения и на его концах U к силе тока I в нем:

R = U .(6.6)
I

Единица измерения сопротивления в СИ: Ом ([ R ] = [Ом]). Электрическое сопротивление зависит от геометрической фор- мы, размеров и материала проводника. Для проводника длиной l и поперечным сечением S сопротивление определяется по формуле

R =ρl,(6.7)
S

где ρ — удельное сопротивление, характеризующее материал про- водника. Удельное сопротивление ρ — величина, равная электрическо- му сопротивлению цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади поперечного сечения. Единица измерения удельного сопротивления в СИ: Ом м( [ ρ ] = [ Ом м ] ). Удельное сопротивление проводника зависит от температуры

ρ =ρ 0 (1 +α t ),(6.8)

где ρ 0 — удельное сопротивление проводника при температуре 0 ºС; ρ — удельное сопротивление проводника при произвольной тем- пературе t , ºС; α — температурный коэффициент сопротивления, численно равный относительному изменению удельного сопротивления при изменении температуры на 1 ºС. Электрическая проводимость — величина, характеризующая способность вещества проводить электрический ток, т.е. величина, обратная электрическому сопротивлению

G =1.(6.9)
R

Единица измерения электрической проводимости в СИ: сименс ( [ G ] = [ См ] ) . Закон Ома для однородного участка цепи: сила тока I на уча- стке цепи сопротивлением R прямо пропорциональна напряжению U на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению:

I = U .(6.10)
R
Закон Ома записывается и в дифференциальной форме:
j = γ E ,(6.11)

где γ = ρ 1 — удельная проводимость. Закон Ома для полной цепи: сила тока I в неразветвленной замкнутой цепи, содержащей источник тока, прямо пропорциональна ЭДС этого источника и обратно пропорциональна сумме внешнего R и внутреннего r сопротивлений данной цепи

I =ε(6.12)
R + r

Если в цепи последовательно включено несколько источников тока, то полная ЭДС равна алгебраической сумме ЭДС отдельных источников с учетом следующего правила. Если при обходе цепи в выбранном направлении ток внутри источника идет в направлении обхода, то электродвижущая сила этого источника считается положительной; если при обходе цепи в выбранном направлении ток внутри источника идет в противоположном направлении, то ЭДС этого источника считается отрицательной.

2. Соединение проводников в электрических цепях. Правила Кирхгофа

Последовательное соединение — соединение проводников, при котором конец одного проводника служит началом другого. Электрическая цепь при таком соединении не содержит разветвле- ний (рис. 6.1).

Рис. 6.1 При последовательном соединении проводников выполняются следующие условия: 1) сила тока в проводниках одинакова: I 1 = I 2 = I = const; 2) напряжение на концах рассматриваемого участка цепи равно сумме напряжений на каждом из проводников: U = U 1 + U 2 ; 3) отношение напряжений на отдельных проводниках равно от- ношению сопротивлений этих проводников: U 1 = R 1 ; U 2 R 2 4) сопротивление R всего участка цепи равно сумме сопротивлений проводников: R = R 1 + R 2 . Параллельное соединение — соединение проводников, при котором начала всех проводников соединены между собой в одной точке (узле) и концы их тоже соединены между собой в одной точ- ке (рис. 6.2). Рис. 6.2 При параллельном соединении проводников выполняются следующие условия: 1) напряжение на всех проводниках одинаково: U 1 = U 2 = U = = const; 2) сила тока I в неразветвленном участке цепи равна сумме сил токов в разветвлениях: I = I 1 + I 2 ; 94

3) отношение сил токов в отдельных разветвлениях равно отношению сопротивлений проводников: I 1 = R 1 ; I 2 R 2 4) величина, обратная сопротивлению R всего участка цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям проводников 1 = 1 + 1 . R R 1 R 2 При расчете сложных цепей используют правила Кирхгофа. Любая точка разветвленной цепи, в которой сходятся не менее трех токов, называется узлом электрической цепи. Токи, входящие в узел, считаются положительными, выходящие — отрицательными. Первое правило Кирхгофа: алгебраическая сумма сил токов в узле равна нулю

n
∑ I i = 0.(6.13)

i = 1 Второе правило Кирхгофа: в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов I i на сопротивление R i соответствующих участков этого контура, равна алгебраической сумме ЭДС ε к , встречающихся в этом контуре

nn
∑ I i R i = ∑ ε к .(6.14)
i = 1i = 1

Для применения правил Кирхгофа необходимо выполнить следующее: 1) выбрать направление протекания токов на всех участках цепи; 2) выбрать направление обхода контура, при этом произведение IR положительно, если ток совпадает с направлением обхода. ЭДС по выбранному обходу считается положительной, против — отрицательной; 3) составить уравнения, в которые должны входить все ЭДС и сопротивления цепи.

Если в цепь последовательно включены несколько источников тока то полная эдс равна

При последовательном соединении источников общая ЭДС равна алгебраической сумме ЭДС отдельных источников, общее внутреннее сопротивление равно сумме внутренних сопротивлений отдельных источников. Для определения знака ЭДС каждого источника нужно выбрать положительное направление движения на участке с этим источником. ЭДС источника берётся со знаком `«+»`, если направление действия ЭДС совпадает с выбранным направлением. В противном случае ставится знак `«-»`.

При параллельном соединении источников с одинаковыми ЭДС и возможно различными внутренними сопротивлениями общая ЭДС (ЭДС батареи) равна ЭДС одного источника. Внутреннее сопротивление батареи рассчитывается как при параллельном соединении проводников с сопротивлениями, равными внутренним сопротивлениям источников.
При параллельном соединении источников с различными ЭДС выражение для ЭДС батареи усложняется и здесь не приводится.

Задача 17.1

Рис. 17.1

Найти напряжения на зажимах источников, т. е. разность потенциалов $ _-_$ и $ _-_$.

ЭДС батареи последовательно соединённых источников:

Причём, полярность батареи совпадает с полярностью источника $ <mathcal>_$ т. к. $ <mathcal>_><mathcal>_$.

Ток по закону Ома для замкнутой цепи $ I=mathcal/(R+_+_)=1$ A. По закону Ома для участков цепи `AB` и `BD`:

Задача 17.2

Найти ток через резистор с сопротивлением $ R$ в схеме на рис. 17.2.

Рис. 17.2Рис. 17.3

Между точками `A` и `B` имеем параллельное соединение источников. На рис. 17.3 показана эквивалентная схема, для которой $ <mathcal>_=mathcal$, $ _=r·2r/left(r+2rright)=2r/3$. Общая ЭДС и внутреннее сопротивление последовательно соединённых источников с ЭДС $ 3mathcal$ и $ <mathcal>_$:

Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи

Будьте внимательны! У Вас есть 10 минут на прохождение теста. Система оценивания — 5 балльная. Разбалловка теста — 3,4,5 баллов, в зависимости от сложности вопроса. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!

Система оценки: 5 балльная

Список вопросов теста

Вопрос 1

Сторонние силы — это.

Варианты ответов
  • Кулоновские силы
  • Силы, действующие на электрические заряды
  • Силы, неэлектрического происхождения
  • Силы, уравновешивающие друг друга и действующие в противоположных направлениях
Вопрос 2

Выберете верные утверждения

Варианты ответов
  • Электродвижущая сила измеряется в вольтах
  • Электродвижущая сила — это пример сторонней силы
  • Электродвижущая сила — это отношение работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру к величине этого заряда
  • Электродвижущая сила — это разность между работой сторонних сил и работой кулоновских сил
Вопрос 3

Сколько физических величин включает в себя математическое описание закона Ома для полной цепи? В Ответ запишите толькол число, например, 9.

Вопрос 4

Если в цепь последовательно включены несколько источников тока, то полная ЭДС равна.

Варианты ответов
  • Алгебраической сумме ЭДС каждого источника
  • Геометрической сумме ЭДС каждого источника
  • Сумме модулей ЭДС каждого источника
  • Алгебраической или геометрической сумме ЭДС каждого источника, в зависимости от направления обхода тока
Вопрос 5

Цепь называется полной, если.

Варианты ответов
  • Она замкнута
  • В нее включен резистор
  • В нее включен источник тока
  • В ней есть как последовательно, так и параллельно подключенные элементы
Вопрос 6

На рисунке указана цепь, в которую включены несколько источников тока. Исходя из выбранного направления обхода тока (которое обозначено стрелкой), какие ЭДС отрицательные?

Варианты ответов
  • (xi_1)
  • (xi_2)
  • (xi_3)
  • (xi_4)
Вопрос 7

При коротком замыкании верно следующее:

Варианты ответов
  • Внешнее сопротивление цепи близко к нулю
  • Внутреннее сопротивление источника тока близко к нулю
  • Сила тока в цепи многократно превышает силу тока при нормальной работе этой цепи
  • Напряжение на источнике тока многократно превышает напряжение при нормальной работе
Вопрос 8

В полной цепи с некоторым внешним сопротивлением R протекает некоторый ток, сила которого равна I. Если в цепь с внешним сопротивлением 2R включить другой источник, ЭДС которого вдвое больше, чем ЭДС первого источника, то чему будет равна сила тока в этой цепи?

Варианты ответов
  • I
  • 2I
  • 4I
  • Недостаточно данных для ответа на вопрос
Вопрос 9

ЭДС источника тока равна 36 В. Когда к нему подключили резистор, равный 50 Ом, сила тока в цепи составила 0,7 А. Чем равно внутреннее сопротивление источника (в Ом)? Ответ округлите до десятых.

Вопрос 10

Когда к источнику тока с внутренним сопротивлением 1 Ом подключили резистор с сопротивлением 4 Ом, сила тока в цепи приняла некоторое значение I. Резистор с каким сопротивлением (в Ом) надо подключить к этому источнику, чтобы сила тока в цепи стала равна I/2?

Параллельное соединение источников питания

При параллельном соединении положительные полюсы источников питания соединяются в один общий узел, а отрицательные – в другой узел (рисунок 2).

Рис. 2. Параллельное соединение источников питания

При данном способе соединения эдс батареи равна эдс одного любого источника, включенного в ее состав

где Ei – эдс каждого источника питания в батарее.

Внутреннее сопротивлении батареи уменьшается во столько раз, сколько источников входит в ее состав, и вычисляется по формуле

где Ri – внутреннее сопротивление каждого источника питания в батарее.

Параллельное соединение химических источников питания применяется в том случае, когда напряжение потребителя равно напряжению одного источника питания, а сила тока потребителя (нагрузки) значительно превосходит разрядный ток источника.

Смешанное соединение источников питания

При смешанном соединении элементы объединяются в группы последовательно соединенных элементов с равным числом источников питания. Положительные контакты каждой группы источников питания соединяются в один общий узел, а отрицательные – в другой узел (рисунок 3).

Рис. 3. Смешанное соединение источников питания

Смешанное соединение применяется тогда, когда необходимо обеспечить нагрузку напряжением и током, большим чем у входящих в состав батареи источников питания.

Тест: Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи

Г.Силы, уравновешивающие друг друга и действующие в противоположных направлениях.

Во Выберете верные утверждения.

А. Электродвижущая сила измеряется в вольтах.

Б.Электродвижущая сила — это пример сторонней силы.

В.Электродвижущая сила — это отношение работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру к величине этого заряда.

Г.Электродвижущая сила — это разность между работой сторонних сил и работой кулоновских сил.

Во Если в цепь последовательно включены несколько источников тока, то полная ЭДС равна.

А. Алгебраической сумме ЭДС каждого источника.

Б.Геометрической сумме ЭДС каждого источника.

В.Сумме модулей ЭДС каждого источника.

Г.Алгебраической или геометрической сумме ЭДС каждого источника, в зависимости от направления обхода тока.

Во При коротком замыкании верно следующее:

А. Внешнее сопротивление цепи близко к нулю.

Б.Внутреннее сопротивление источника тока близко к нулю.

В.Сила тока в цепи многократно превышает силу тока при нормальной работе этой цепи.

Г.Напряжение на источнике тока многократно превышает напряжение при нормальной работе.

Во решить с формулами)

ЭДС источника тока равна 36 В. Когда к нему подключили резистор, равный 50 Ом, сила тока в цепи составила 0,7 А. Чем равно внутреннее сопротивление источника (в Ом)? ответ дайте с точностью до десятых.

Во решить с формулами)

Когда к источнику тока с внутренним сопротивлением 1 Ом подключили резистор с сопротивлением 4 Ом, сила тока в цепи приняла некоторое значение I. Резистор с каким сопротивлением (в Ом) надо подключить к этому источнику, чтобы сила тока в цепи стала равна I/2?

Во При разомкнутой цепи ЭДС источника тока равна:

разности потенциалов на клеммах источника.

работе, совершаемой сторонними силами при перемещении заряда.

сопротивлению внешнего участка цепи.

сопротивлению внутреннего участка цепи.

Во Укажите верную формулировку закона Ома для полной цепи:

А. Cила тока в полной электрической цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

Б.Cила тока в полной электрической цепи прямо пропорциональна полному сопротивлению цепи и обратно пропорциональна ЭДС источника тока.

Во решить с формулами)

К резистору сопротивлением 7 Ом подключают два последовательно соединённых источника тока. При этом в цепи может течь ток либо силой 1 А, либо 0,25 А. Определите ЭДС источников тока , если их внутренние сопротивления равны соответственно 0,2 и 0,8 Ом. ответ запишите в указанном порядке через точку с запятой.

Вопрос 1: Сторонние силы — это: В. Силы, неэлектрического происхождения. Вопрос 2: Выберите верные утверждения: Б. Электродвижущая сила — это пример сторонней силы. В. Электродвижущая сила — это отношение работы сторонних сил при перемещении заряда по замкнутому контуру к величине этого заряда. Вопрос 3: Если в цепь последовательно включены несколько источников тока, то полная ЭДС равна: Г. Алгебраической или геометрической сумме ЭДС каждого источника, в зависимости от направления обхода тока. Вопрос 4: При коротком замыкании верно следующее: Б. Внутреннее сопротивление источника тока близко к нулю. Вопрос 5: ЭДС источника тока равна 36 В. Когда к нему подключили резистор, равный 50 Ом, сила тока в цепи составила 0,7 А. Чем равно внутреннее сопротивление источника (в Ом)? Для решения данной задачи воспользуемся формулой закона Ома для полной цепи: E = I(R + r) Где E — ЭДС источника тока, I — сила тока в цепи, R — сопротивление резистора, r — внутреннее сопротивление источника Подставляя известные значения, получаем: 36 = 0.7(50 + r) Решаем уравнение относительно r: 36 = 35 + 0.7r 0.7r = 1 r = 1/0.7 r ≈ 1.43 Ом Ответ: Внутреннее сопротивление источника тока примерно равно 1.43 Ом. Вопрос 6: Когда к источнику тока с внутренним сопротивлением 1 Ом подключили резистор с сопротивлением 4 Ом, сила тока в цепи приняла некоторое значение I. Резистор с каким сопротивлением (в Ом) надо подключить к этому источнику, чтобы сила тока в цепи стала равна I/2? Для решения данной задачи воспользуемся формулой закона Ома для полной цепи: E = I(R + r) Где E — ЭДС источника тока, I — сила тока в цепи, R — сопротивление резистора, r — внутреннее сопротивление источника Подставляя известные значения, получаем: E = (I/2)(R + 1) 2E = IR + I R = (2E — I)/I R = 2 — 1/I Ответ: Резистор надо подключить сопротивлением 2 — 1/I Ом. Вопрос 7: При разомкнутой цепи ЭДС источника тока равна: разности потенциалов на клеммах источника. Вопрос 8: Укажите верную формулировку закона Ома для полной цепи: А. Cила тока в полной электрической цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи. Вопрос 9: К резистору сопротивлением 7 Ом подключают два последовательно соединённых источника тока. При этом в цепи может течь ток либо силой 1 А, либо 0,25 А. Определите ЭДС источников тока, если их внутренние сопротивления равны соответственно 0,2 и 0,8 Ом. Для решения данной задачи воспользуемся формулой закона Ома для полной цепи в случае последовательного соединения источников тока: E = I(R + r) Где E — ЭДС источника тока, I — сила тока в цепи, R — сопротивление резистора, r — внутреннее сопротивление источника Рассмотрим два случая: 1. При токе 1 А: 7 = 1(7 + 0.2 + 0.8) 7 = 1(8) 7 = 7 ЭДС первого источника равна 7 В. 2. При токе 0.25 А: 7 = 0.25(7 + 0.2 + 0.8) 7 = 0.25(8) 7 = 2 ЭДС второго источника равна 2 В. Ответ: ЭДС первого источника тока равна 7 В, ЭДС второго источника тока равна 2 В. Надеюсь, данное объяснение помогло вам понять материал. Если остались вопросы, не стесняйтесь задавать их!

Несколько источников ЭДС в цепи

Если в цепи присутствует несколько ЭДС подключенных последовательно, то:

1. При правильном (положительный полюс одного источника присоединяется к отрицательному другого) подключении источников общее ЭДС всех источников и их внутреннее сопротивление может быть найдено по формулам:

Например, такое подключение источников осуществляется в пультах дистанционного управления, фотоаппаратах и других бытовых приборах, работающих от нескольких батареек.

2. При неправильном (источники соединяются одинаковыми полюсами) подключении источников их общее ЭДС и сопротивление рассчитывается по формулам:

В обоих случаях общее сопротивление источников увеличивается.

При параллельном подключении имеет смысл соединять источники только c одинаковой ЭДС, иначе источники будут разряжаться друг на друга. Таким образом суммарное ЭДС будет таким же, как и ЭДС каждого источника, то есть при параллельном соединении мы не получим батарею с большим ЭДС. При этом уменьшается внутреннее сопротивление батареи источников, что позволяет получать большую силу тока и мощность в цепи:

В этом и состоит смысл параллельного соединения источников. В любом случае при решении задач сначала надо найти суммарную ЭДС и полное внутреннее сопротивление получившегося источника, а затем записать закон Ома для полной цепи.

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

РаботаAэлектрического тока I, протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R, преобразуется в теплоту Q, выделяющееся на проводнике. Эту работу можно рассчитать по одной из формул (с учетом закона Ома все они следуют друг из друга):

Закон преобразования работы тока в тепло был экспериментально установлен независимо друг от друга Дж.Джоулем и Э.Ленцем и носит названиезакона Джоуля–Ленца. Мощность электрического тока равна отношению работы тока A к интервалу времени Δt, за которое эта работа была совершена, поэтому она может быть рассчитана по следующим формулам:

Работа электрического тока в СИ, как обычно, выражается в джоулях (Дж), мощность – в ваттах (Вт).

Энергобаланс замкнутой цепи

Рассмотрим теперь полную цепь постоянного тока, состоящую из источника с электродвижущей силой ε и внутренним сопротивлением r и внешнего однородного участка с сопротивлением R. В этом случае полезная мощность или мощность, выделяемая во внешней цепи:

Максимально возможная полезная мощность источника достигается, если R = r и равна:

Если при подключении к одному и тому же источнику тока разных сопротивлений R1 и R2 на них выделяются равные мощности то внутреннее сопротивление этого источника тока может быть найдено по формуле:

Мощность потерь или мощность внутри источника тока:

Полная мощность, развиваемая источником тока:

КПД источника тока:

Электролиз

Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. К электролитам относятся многие соединения металлов с металлоидами в расплавленном состоянии, а также некоторые твердые вещества. Однако основными представителями электролитов, широко используемыми в технике, являются водные растворы неорганических кислот, солей и оснований.

Прохождение электрического тока через электролит сопровождается выделением вещества на электродах. Это явление получило название электролиза.

Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях. Положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы – к положительному электроду (аноду). Ионы обоих знаков появляются в водных растворах солей, кислот и щелочей в результате расщепления части нейтральных молекул. Это явление называется электролитической диссоциацией.

Закон электролиза был экспериментально установлен английским физиком М.Фарадеем в 1833 году. Закон Фарадея определяет количества первичных продуктов, выделяющихся на электродах при электролизе. Итак, масса m вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна заряду Q, прошедшему через электролит:

Величину k называют электрохимическим эквивалентом. Он может быть рассчитан по формуле:

где: n – валентность вещества, NA – постоянная Авогадро, M – молярная масса вещества, е – элементарный заряд. Иногда также вводят следующее обозначение для постоянной Фарадея:

ТОП 5 статей:

Экономическая сущность инвестиций — Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем.
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ — На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона.
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях — Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента.
Схема построения базисных индексов — Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) — относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления.
Тема 11. Международное космическое право — Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию.

Оцените статью
TutShema
Добавить комментарий