Теоретична частина. Електричним струмом називається будь-який впорядкований (спрямований) рух електричних зарядів

 

 

Електричним струмом називається будь-який впорядкований (спрямований) рух електричних зарядів. У провіднику під дією прикладеного електричного поля вільні електричні заряди переміщуються: позитивні по полю, негативні – проти поля, тобто в провіднику виникає електричний струм, який називається струмом провідності. Для виникнення і існування електричного струму необхідно: 1) наявність вільних носіїв струму – заряджених частинок, здатних переміщуватися впорядковано; 2) наявність електричного поля, енергія якого, поповнюючись, витрачається на впорядкований рух.

Узагальнений закон Ома для неоднорідної ділянки кола представляється виразом

 

, (9.1)

 

де I – струм на ділянці кола 1-2, ε12 – ЕРС, що діє на цій ділянці, φ12 – різниця потенціалів кінців ділянки, R – опір ділянки кола. Якщо на даній ділянці кола джерело струму відсутнє (ε12 = 0), то приходимо до закону Ома для однорідної ділянки кола:

 

(9.2)

 

Якщо коло замкнене, тобто точки 1 і 2 співпадають (φ12), отримуємо закон Ома для замкненого кола:

, (9.3)

 

де ε – ЕРС, що діє в колі, R – сумарний опір всього кола. R = r + R1, r – внутрішній опір джерела струму, R1 – опір зовнішнього кола.

Для розрахунку розгалуженого кола, що містить декілька замкнених контурів (контури можуть мати спільні ділянки, кожен з них може мати кілька джерел струму і т. д.) використовують правила Кирхгофа.

Будь-яка точка розгалуження кола, в якій сходиться не менше трьох провідників із струмом, називається вузлом. Струм, що входить у вузол, вважається позитивним, а струм, який виходить з вузла, – негативним. Перше правило Кирхгофа: алгебраїчна сума струмів, що сходяться у вузлі, дорівнює нулю:

 

. (9.4)

 

Друге правило Кирхгофа: у будь-якому замкненому контурі, вибраному в розгалуженому електричному колі, алгебраїчна сума добутків сили струму Ik і опору Rk , що відповідають ділянці контуру між двома вузлами, дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС εk , що діють в цьому контурі:

. (9.5)

Для визначення опорів в роботі використовують місток Уітстона (рис. 9.1), де Rx – невідомий опір, R – магазин опорів, ADB – рео-


хорд.

Рисунок 9.1

Містком є галузь СD, що містить гальванометр G. Якщо замкнути ключ К, струм від джерела Е буде йти по розгалуженому колу і містку СD. Змінюючи опір магазину, можна досягти того, щоб по містку СD струм не йшов. В цьому випадку потенціали точок С і D будуть однакові. Однаковими будуть також і різності потенціалів між точками А і С, А і D. Із закону Ома (9.2) випливає

, (9.6)

де І1 та І2 – сила струму на ділянках АС і АD, відповідно.

Аналогічно, з однаковості різності потенціалів між точками С і В, D і В випливає, що

. (9.7)

Поділивши (9.6) на (9.7), отримуємо

, (9.8)

де R1 і R2 – опори ділянок дроту реохорду зліва і справа від його движка (ковзаючого контакту).

Опір дроту знаходиться за формулами

, , (9.9)

де ρ – питомий опір матеріалу дроту, S – площина його перетину, l1 і l2 – довжини плечей реохорду (відстань від кінців реохорду до його движка). Тоді з формул (9.8), (9.9) знаходимо, що

 

. (9.10)

 








Дата добавления: 2015-03-20; просмотров: 735;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.006 сек.