Сопротивление проводников. Закон Ома

Сопротивление проводника – величина, характеризующая сопротивление проводника электрическому току. Единица измерения – Ом.

Сопротивление однородного линейного проводника , где - удельное электрическое сопротивление, Ом∙м; Удельное электрическое сопротивление проводника служит характеристикой вещества, из которого изготовлен проводник.

Электрическая проводимость - - способность участка электрической цепи проводить ток. Единица измерения электрической проводимости – 1 См – сименс.

Удельная электрическая проводимость – γ = , См/м.

Зависимость сопротивления от температуры и .

; .

Сверхпроводимость – свойство некоторых проводников, заключающееся в том, что их электрическое сопротивление скачком падает до нуля при охлаждении ниже определенной температуры Т_к, характерной для данного проводника. Материал становится абсолютным проводником. Сверхпроводимость наблюдается при очень низких температурах. Например, для алюминия- Т_к = 1,19К; для ртути – Т_к = 4,15К и т.д.

Закон Ома для однородного участка цепи

Однородный участок цепи – участок цепи, не содержащий источника ЭДС.

Закон Ома в дифференциальной форме , где - плотность тока; - удельная проводимость.

Закон Ома для замкнутой цепи - Ƹ. Сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС источника к суммарному сопротивлению всей цепи.

Последовательное и параллельное соединение проводников

Cоединение	Последовательное	Параллельное
Сохраняющаяся величина
Суммируемая величина	Напряжение	Сила тока
Результирующее сопротивление

Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца

Работа тока -

Мощность, развиваемая током на участке цепи - Ƹ_{12 ;}

Мощность, выделяемая во внешней цепи - ;

Единица мощности – 1 Вт (ватт).

Закон Джоуля - Ленца и его дифференциальная форма

Закон Джоуля – Ленца:

Ток проходит по неподвижному металлическому проводнику, вся работа тока идет на его нагревание, а по закону сохранения энергии

Дифференциальная форма закона Джоуля – Ленца: , где -

количество теплоты, выделяющееся за единицу времени в единице объема проводника – удельная тепловая мощность тока.

Закон Ома для неоднородного участка цепи (обобщенный закон Ома)

Неоднородный участок цепи – участок цепи, содержащий источник ЭДС.

Ƹ₁₂ .

Обобщенный закон Ома в дифференциальной форме - , где - плотность тока; - напряженность электростатического поля; - поле сторонних сил.

Анализ обобщенного закона Ома

1. Источник ЭДС в цепи отсутствует:

Ƹ₁₂ = 0, тогда .

2. Цепь замкнута: , тогда Ƹ.

3. Цепь разомкнута: , тогда Ƹ₁₂ = .

Вывод: чтобы найти ЭДС источника тока, надо измерить разность потенциалов на его клеммах при разомкнутой цепи.

Правила Кирхгофа для разветвленных цепей

Узел электрической цепи – любая точка разветвления цепи, в которой сходятся не менее трех проводников с током. Ток, входящий в узел, считается положительным, а ток, выходящий из узла – отрицательным.

Первое правило Кирхгофа – алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю. Это правило – следствие закона сохранения электрического заряда.

Второе правило Кирхгофа - ƩƸ_к: в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов на сопротивление соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС, встречающихся в этом контуре.