Электродвижущая сила. Правила Кирхгофа.
Закон Ома для замкнутого проводника или для электрической цепи можно вывести, используя выражения (5.5), (5.12). Возьмем замкнутый проводник, элемент длины которого . Тогда:
;
Используем то, что сила тока, или просто ток, . Тогда:
.
Таким образом:
; (5.17)
или .
Это закон Ома для замкнутого проводника. Здесь - полное сопротивление всей цепи. Так как для электростатического поля то для того, чтобы ЭДС было отлично от нуля , нужны сторонние непотенциальные источники электрического поля.
Из (5.17) следует определение :
ЭДС – это работа сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутого проводника.
Если участок цепи не содержит источника, то закон Ома принимает вид:
, (5.18)
где - разность потенциалов на этом участке цепи.
Применим закон Ома для изучения последовательного и параллельного соединения проводников.
рис.5.2 |
R2 |
R1 |
I |
.
Таким образом, для последовательного сопротивления проводников:
. (5.19)
рис.5.3 |
I |
B |
A |
;
Тогда по (5.19):
.
Значит, при параллельном соединения проводников:
. (5.20)
Рассмотрим разветвленную цепь проводов, в отдельных участках которой включены источники тока. Для такой цепи могут быть выведены два правила Кирхгофа. Сформулируем их.
1. Это правило выражает закон сохранения заряда (5.4) для постоянного тока. Используем его в точках разветвления проводов (в узле).
Þ .
- (5.21)
Правило читается так:
Алгебраическая сумма всех токов, текущех к узлу и вытекающих из него, равна нулю.
Токи, текущие от узла, имеют знак “+”, токи, направленные к узлу, знак “‑”.
2. Выделим в цепи произвольный замкнутый контур. Применяя закон Ома (5.18) к каждому участку контура и суммируя, получим:
- (5.22)
Правило формулируется так:
Сумма падений напряжения на всех участках замкнутого контура равна сумме ЭДС, действующих в нем.
Знак перед любым слагаемым второго правила Кирхгофа, являющегося следствием закона Ома, определяется следующим образом: перед ставится “+”, если направление тока совпадает с направлением обхода контура; записывается с “+”, если направление вектора сторонней напряженности совпадает с направлением обхода контура L (рис.5.4.).
Дата добавления: 2015-06-01; просмотров: 625;