2. Электрический ток

1. Сила тока есть скалярная физическая величина, определяемая зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени:

.

2. Постоянный ток – ток, сила тока и направление которого не изменяется со временем:

,

где q – заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время t.

3. Плотность тока есть величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока:

.

3. Сопротивление однородного проводника:

,

где _э – удельное сопротивление вещества проводника; – его длина;

S – площадь поперечного сечения.

3. Закон Ома

 для неоднородного участка цепи (рис. 4 а):

,

 для однородного участка цепи (рис. 4 б)

,

 для замкнутой цепи (рис. 4 в):

,

где – разность потенциалов на концах участка цепи; – ЭДС источников тока, входящих в участок; – падение напряжения на участке цепи; – сопротивление участка цепи; – сопротивление внешней цепи;

r – внутреннее сопротивление источника тока ; – ЭДС всех источников тока замкнутого контура.

3. Работа постоянного тока на участке за время t:

.

3. Мощность тока P_R при прохождении тока по участку с сопротивлением R:

.

3. Полная мощность цепи  мощность, развиваемая источником тока:

.

3. Коэффициент полезного действия источника тока:

.

3. Закон Джоуля-Ленца. Если ток проходит по неподвижному проводнику, то вся работа идет на его нагревание и количество теплоты, выделяющееся в участке цепи за время :

.

В случае постоянного тока :

.

3. Законы Кирхгофа.

Первый закон Кирхгофа: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю; т. е.

,

где n – число токов, сходящихся в узле.

Второй закон Кирхгофа: в любом замкнутом контуре разветвленной цепи алгебраическая сумма произведений сил токов I_i на сопротивление R_i соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС , встречающихся в этом контуре; т. е.

где n – число участков, содержащих активное сопротивление; – число источников в контуре.

При решении задач по законам Кирхгофа надо придерживаться следующих правил:

1. Обозначить на схеме буквами узлы и контуры.

2. Произвольно выбрать направление токов (если они не оговорены условием задачи) во всех участках цепи и обозначить их на чертеже стрелками.

3. Учесть направление токов при составлении первого закона. Положительными считать токи, подходящие к узлу, а отрицательными – отходящие от узла.

4. Составить систему уравнений для первого закона Кирхгофа. Число уравнений, составленных по этому закону, должно быть на единицу меньше числа узлов в цепи.

5. В ыбрать произвольно направление обхода контуров. Условиться, что ЭДС в уравнении будет положительной, если направление от отрицательного полюса к положительному совпадает с направлением обхода, в противном случае ЭДС следует считать отрицательной (рис. 5).

6. Считать падение напряжения в цепи (IR) положительным, если выбранное ранее направление тока на этом участке (между двумя узлами) совпадает с направлением обхода контура, и отрицательным, если направление тока не совпадает с направлением обхода контура.

7. Первый контур выбрать произвольно. При составлении уравнений следующих контуров надо включать в них контуры, ранее не входящие.

8. Число уравнений, составленных по второму закону Кирхгофа, определяется следующими условиями. Если число контуров в цепи m, а узлов в ней n, то число независимых уравнений, достаточных для решения, будет равно .

9. Получение в ответе токов с отрицательными знаками означает, что было выбрано направление, обратное действительному.