13 Удельное сопротивление. Параллельное и последовательное соединение проводников.

Удельное электрическое сопротивление— физическая величина, характеризующая способность вещества препятствовать прохождению электрического тока.

, где l- длина, S - площадь поперечного сечения

При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений, все проводники включают в цепь поочередно друг за другом.

Сила тока во всех проводниках одинакова, так как в проводниках электрический заряд не накапливается и через поперечное сечение проводника за определенное время проходит один и тот же заряд:  I=I1=I2=....=In

Напряжение на концах данного участка цепи складывается из напряжений на каждом проводнике: U=U1+U2+....+Un  (1)

По закону Ома для участка цепи: U1=IR1,U2=IR2,Un=IRn и U=IR  (2),

где R – полное сопротивление участка цепи из последовательно соединенных проводников. Из выражений (1) и (2) получаем: IR=I(R1+R2+...+Rn) . Таким образом:  R=R1+R2+...+Rn

Из соотношений (2) следует, что напряжения на последовательно включенных проводниках прямо пропорциональны их сопротивлениям:  U1/U2=R1/R2

При параллельном соединении электрическая цепь имеет разветвления (точку разветвления называют узлом). Начала и концы проводников имеют общие точки подключения к источнику тока.

При этом напряжение на всех проводниках одинаково. Сила тока равна сумме сил токов во всех параллельно включенных проводниках, так как в узле электрический заряд не накапливается, поступающий за единицу времени в узел заряд равен заряду, уходящему из узла за то же время:

I=I1+I2+...+In   (1)  U=U1=U2=...=Un

Для всех параллельно включенных проводников на основании закона Ома для участка цепи запишем: I1=U/R1, I2=U/R2, In=U/Rn (2)

Обозначив общее сопротивление участка электрической цепи через R, для силы тока в неразветвленной цепи получим I=U/R   (3)

Из выражений (1), (2) и (3) следует:  1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn

При параллельном соединении проводников, общая проводимость цепи равна сумме проводимостей всех параллельно соединенных проводников.

14 Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.

Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних сил, то есть любых сил неэлектрического происхождения, действующих в цепях постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль всего контура.

Сторонние силы в этом случае не могут быть потенциальными поскольку работа по замкнутому контуру в этом случае будет равна нулю.

,Где — элемент контура.

Закон Ома для полной цепи:

где:

•  — ЭДС источника напряжения,

•  — сила тока в цепи,

•  — сопротивление всех внешних элементов цепи,

•  — внутреннее сопротивление источника напряжения.

Из закона Ома для полной цепи вытекают следствия:

• При r<<R сила тока в цепи обратно пропорциональна её сопротивлению. А сам источник в ряде случаев может быть назван источником напряжения

• При r>>R сила тока от свойств внешней цепи (от величины нагрузки) не зависит. И источник может быть назван источником тока.