Основные характеристики электрического тока.
Закон Ома для участка цепи.
В 1826 году немецкий физик Георг Ом экспериментально установил, что I ~ U; I ~ 
I I
U = const
R = const
U R
Закон Ома для участка цепи: сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R.
I = 
Электродвижущая сила.
Если два заряженных тела соединить проводником, то через него пойдет кратковременный ток. Избыточные электроны с отрицательно заряженного тела перейдут на положительно заряженное. Потенциалы тел окажутся одинаковыми, значит, напряжение на концах проводника станет равно нулю, и ток прекратится. Для существования длительного тока в проводнике нужно поддерживать разность потенциалов на его концах неизменной. Этого можно достичь, перенося свободные электроны с положительного тела на отрицательное так, чтобы заряды тел не менялись со временем.
Силы электрического взаимодействия сами по себе не способны осуществлять подобное разделение зарядов. Они вызывают притяжение электронов к положительному телу и отталкивание от отрицательного. Поэтому внутри источника тока должны действовать сторонние силы, имеющие неэлектрическую природу и обеспечивающие разделение электрических зарядов.
Сторонние силы - любые силы, действующие на электрические заряженные частицы, за исключение сил, электростатического происхождения (т.е. кулоновских).
ЭДС – электродвижущая сила – физическая величина, определяемая работой , совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда от «+» полюса к «-» полюсу внутри источника тока. Является энергетической характеристикой источника тока. 
=В
Закон Ома для полной цепи.
Сила тока прямо пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи: I = 
где: 
– ЭДС источника тока
R – внешнее сопротивление цепи
r - внутреннее сопротивление цепи
Аст = eIDt Аст = Q ε = IR + Ir = Uвнеш.+ Uист. ηист. = 
ЭДС равно сумме падения напряжений на внешнем и внутреннем участках замкнутой цепи.
Частный случай - короткое замыкание, когда R = 0 , Iк.з. = 
Шунтирование амперметра.
Важным примером применения последовательного и параллельного соединения проводов являются различные схемы включения электроизмерительных приборов. Допустим, что имеется некоторый амперметр, рассчитанный на максимальный ток Imax, а требуется измерить большую силу тока. В этом случае параллельно к амперметру присоединяют малое сопротивление r, по которому направится большая часть тока. Его называют обычно шунтом. Сопротивление амперметра – R, и пусть R/r=n. Сила тока в цепи, амперметре и в шунте равны соответственно I, Iа и Iш. Тогда, 
= 
= n или Iш = Iаn
Полный ток I в цепи равен I = Iа + Iш = Iа + Iаn = Iа(n+1) или Iа = I 
r = 
Параллельное присоединение шунта к измерительному прибору с целью изменения его чувствительности называют шунтированием.
Схема шунтирования амперметра добавочным малым сопротивлением r.
Закон Ома для участка цепи.
В 1826 году немецкий физик Георг Ом экспериментально установил, что I ~ U; I ~
I I
U = const
R = const
U R
Закон Ома для участка цепи: сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R.
I =
Электродвижущая сила.
Если два заряженных тела соединить проводником, то через него пойдет кратковременный ток. Избыточные электроны с отрицательно заряженного тела перейдут на положительно заряженное. Потенциалы тел окажутся одинаковыми, значит, напряжение на концах проводника станет равно нулю, и ток прекратится. Для существования длительного тока в проводнике нужно поддерживать разность потенциалов на его концах неизменной. Этого можно достичь, перенося свободные электроны с положительного тела на отрицательное так, чтобы заряды тел не менялись со временем.
Силы электрического взаимодействия сами по себе не способны осуществлять подобное разделение зарядов. Они вызывают притяжение электронов к положительному телу и отталкивание от отрицательного. Поэтому внутри источника тока должны действовать сторонние силы, имеющие неэлектрическую природу и обеспечивающие разделение электрических зарядов.
Сторонние силы - любые силы, действующие на электрические заряженные частицы, за исключение сил, электростатического происхождения (т.е. кулоновских).
ЭДС – электродвижущая сила – физическая величина, определяемая работой , совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда от «+» полюса к «-» полюсу внутри источника тока. Является энергетической характеристикой источника тока. =В
Закон Ома для полной цепи.
Сила тока прямо пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи: I =
где: – ЭДС источника тока
R – внешнее сопротивление цепи
r - внутреннее сопротивление цепи
Аст = eIDt Аст = Q ε = IR + Ir = Uвнеш.+ Uист. ηист. =
ЭДС равно сумме падения напряжений на внешнем и внутреннем участках замкнутой цепи.
Частный случай - короткое замыкание, когда R = 0 , Iк.з. =
Основные характеристики электрического тока.
| I | U | R | |
| Название физической величины | Сила тока – основная количественная характеристика электрического тока | Электрическое напряжение | Электрическое сопро- тивление – основная электрическая характеристика проводника |
| Определение | физическая величина, численно равная заряду, переносимому через поперечное сечение проводника в единицу времени. | физическая вели- чина, численно равная работе электрического поля по перемещению единично- го заряда вдоль проводника | Характеристика проводника, показывающая его способность противодействовать прохождению эл. тока по проводнику за счёт особенностей молекулярного строения и его геометр. параметров |
| Формула для нахождения | I = q¢ I =  = q0nuS I – сила тока q – эл.заряд t – время q0 – заряд свободной заряженной частицы n – концентрация носителей заряда u - ср. скорость упорядо- ченного движения зарядов вдоль проводника S – площадь поперечного сечения проводника | U =  U - эл.напряжение A - работа q - эл.заряд | R =  R – эл.сопротивление l – длина проводника S – площадь поперечного сечения проводника r - удельное сопротивле- ние материала, из которого изготовлен проводник. |
| Единицы измерения | [ I ] = А (Ампер) А =  =  | [ U ] = В (Вольт) В =  = А·Ом | [ R ] = Ом (Ом) Ом =  |
| Прибор для измерения и его подключение |  Амперметр включается в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить  |  Вольтметр включается в цепь параллельно тому участку цепи, где измеряют напряжение  |  Омметр  Включается при разомкнутой эл. цепи вместе с сопротивлением, которое измеряют |
Виды соединений источников тока:
| последовательное | параллельное |
 Каждый полюс промежуточного источника соединяется с одним полюсом предыдущего или последующих источников. ЭДС батареи равна алгебраической сумме ЭДС отдельных источников.  Знак определяется произвольно выбранным положит. направлением обхода контура (см. рис. – по часовой стрелке). Если при обходе переходим от «-» полюса к «+», то >0. Например, на приведенном рис.: e = e1 - e2 - e3 Внут. сопротивление батареи r = r1 + r2 + ... + rn Частный случай – одинаковые источники ( 1= 2= …= n и r1 = r2 =… =rn) соединены разноимёнными полюсами. I =  |  Одни полюса источников (не обязательно одноименные) соединяются в один узел, остальные - в другой. Внутри источников даже при отключенной батареи протекают токи. Расчет ЭДС производится по законам электротехники. Рассмотрим частный случай - одинаковые источники соединены одинаковыми полюсами. (В отсутствии нагрузки токов в батарее нет.) eобщ. = e rобщ. =  I =  |