Закон Ома для полной электрической цепи
Источник электрического тока, соединённый проводами с различными электроприборами и потребителями электрической энергии, образует электрическую цепь.
Электрическую цепь принято изображать с помощью схем (рис. 97), в которых элементы (сопротивления, источники тока, включатели, лампы, приборы и т. д.) обозначены специальными значками.
Направление тока в цепи — направление от положительного полюса источника тока к отрицательному.
Перемещение реальных зарядов может не совпадать с условным направлением тока. Так, в металлах носителями тока являются электроны, и движутся они от отрицательного полюса к положительному, т. е. в обратном направлении. В электролитах перемещение зарядов может совпадать или быть противоположным направлению тока, в зависимости от того, положительные или отрицательные ионы являются носителями заряда.
Включение элементов в электрическую цепь может быть последовательным или параллельным.
Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из источника тока и резистора R (рис. 98).
Закон Ома для полной цепи устанавливает связь между силой тока в цепи, ЭДС и полным сопротивлением цепи, состоящим из внешнего сопротивления 
и внутреннего сопротивления источника тока 
.
Работа сторонних сил 
источника тока, согласно определению ЭДС 
равна 
, где 
— заряд, перемещённый ЭДС. Согласно определению тока 
, где 
— время, в течение которого переносился заряд. Отсюда имеем:
Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к её полному сопротивлению. Если цепь содержит несколько последовательно соединённых источников с ЭДС 
и т. д., то полная ЭДС цепи равна алгебраической сумме ЭДС отдельных источников. Знак ЭДС источника определяется по отношению к направлению обхода контура, который выбирается произвольно, например, на рис. 99 — против часовой стрелки.
Сторонние силы внутри источника совершают при этом положительную работу. Для цепи справедливо следующее уравнение:
В соответствии с (3.13) сила тока положительна при положительной ЭДС — направление тока во внешней цепи совпадает с направлением обхода контура. Полное сопротивление цепи с несколькими источниками равно сумме внешнего и внутренних сопротивлений всех источников ЭДС, например для рис. 99:
Для параллельного соединения проводников (рис. 100) справедливы следующие соотношения:
а) электрический ток, поступающий в точку 
разветвления проводников (она называется также умом), равен сумме токов в каждом из элементов цепи:
б) напряжение 
на концах проводников, соединённых параллельно, одно и то же:
в) при параллельном соединении проводников складываются их обратные сопротивления.
г) сила тока и сопротивление в проводниках связаны соотношением:
Для последовательного соединения проводников в цепи (рис. 101) справедливы следующие соотношения:
а) для общего тока 
: 
где 
и 
— ток в проводниках 1 и 2 соответственно; т. е. при последовательном соединении проводников сила тока на отдельных участках цепи одинакова;
б) общее напряжение на концах всего рассматриваемого участка равно сумме напряжений на отдельных его участках:
в) полное сопротивление всего участка цепи равно сумме последовательно соединённых сопротивлений:
г) также справедливо соотношение:
Эта лекция взята со страницы лекций по всем темам предмета физика:
Возможно эти страницы вам будут полезны:
| Электрическое сопротивление в физике |
| Электродвижущая сила в физике |
| Работа электрического тока. Закон Джоуля — Ленца в физике |
| Мощность электрического тока в физике |
