Обобщенный закон Ома
Если в проводнике создать электрическое поле и не принять мер для его поддержания, то перемещение носителей тока приведет очень быстро к тому, что напряженность внутри проводника станет равной нулю и ток прекратится. Таким образом, при наличии лишь кулоновских сил невозможно поддерживать в цепи электрический ток. Следовательно, для поддержания в цепи постоянного тока необходимо, чтобы на носители тока действовали помимо кулоновских сил иные силы, не электростатического происхождения, называемые сторонними.
Если кулоновские силы вызывают соединение разноименных зарядов, выравнивание потенциала и исчезновение поля в проводнике, то сторонние силы, наоборот вызывают разделение разноименных зарядов и поддерживают разность потенциалов на концах проводника. Сторонние силы действуют на носители тока внутри источников электрической энергии (гальванических элементов, аккумуляторов, электрических генераторов и т.п.).
В общем случае, на носитель тока q, действует сила:
где – напряженность поля кулоновских сил, – напряженность поля сторонних сил. Тогда
Умножим скалярно обе части равенства на dl.|dl | – длина элемента проводника. Вектор dlнаправлен по току.
или
Учитывая , получим
Интегрируем данное выражение по длине участка цепи 1-2:
электродвижущая сила (ЭДС), действующая на участке 1-2.
– ЭДС численно равна работе, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда.
– напряжение на участке цепи 1-2.
Напряжение – это физическая величина, численно равная суммарной работе, совершаемой кулоновскими и сторонними силами при перемещении по участку 1-2 единичного положительного заряда. Таким образом,
U12 = (φ1 – φ2) + Е12.
Сопротивление на участке 1-2:
. Если r=const, S=const, то ,
- обобщенный закон Ома или .
Однородный участок цепи: . | |||
R
| Неоднородный участок: . | ||
3. | Полная цепь (замкнутая): . |
Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 514;