Закон Джоуля-Ленца. При столкновении электронов (носителей тока) с атомами электроны теряют свою энергию

При столкновении электронов (носителей тока) с атомами электроны теряют свою энергию. Эта энергия переходит в энергию хаотического движения атомов, т.е. в тепловую.

Q = I ²R t – закон Джоуля-Ленца для постоянного тока I = const.

Если ток изменяется со временем, то .

Данные формулы – интегральная форма записи закона, она выражает тепло, выделяющееся во всем проводнике.

Дифференциальная форма записи закона Джоуля-Ленца позволяет вычислить тепло, выделяющееся в различных точках проводника:

Q_уд = ρ j ², где ρ – удельное сопротивление, j – плотность тока, – количество тепла, выделяющееся в единицу времени в единице объема.

2.5. Разветвлённые цепи. Правила Кирхгофа

Расчет разветвленных цепей значительно упрощается, если пользоваться двумя правилами Кирхгофа:

1-е правило Кирхгофа –правило узлов: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю:

∑ I_K = 0

-I₁ + I₂ – I₃ – I₄ + I₅ + I₆ = 0.

Условно считают, что токи, входящие в узел, положительные, а токи, выходящие из узла отрицательные;

2-е правило Кирхгофа–правило контуров: алгебраическая сумма произведений сил токов на участках контура на их сопротивления равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре:

∑I_kR_k = ∑E_k.

2-е правило является следствием закона Ома для неоднородных участков цепи.

Порядок расчета разветвлённых цепей

1. Произвольно выбирают направление токов во всех участках цепи. Если в результате вычислений окажется, что I >0, то направление тока выбрано правильно, если I <0, то истинное направление тока противоположно выбранному.

Если на участке имеется ЭДС, то можно выбрать истинное направление тока:

2.Выбрать направление обхода контура и строго его придерживаться (например, по часовой стрелке).

а)Произведение IR >0, если ток на данном участке совпадает с направлением обхода, и, наоборот;

б) Если ЭДС повышает потенциал в направлении обхода, то ЭДС >0

[E >0, если (–) → (+)], в противном случае ЭДС <0.

3. Составить столько уравнений, чтобы их число было равно числу искомых величин (числу токов в цепи).

Для N узлов в цепи записывают (N-1)независимых уравнений по 1-му правилу.

4.Для составления независимых уравнений по 2-му правилу Кирхгофа, каждый новый контур должен содержать хотя бы один участок, не входящий в уже рассмотренный контур.