Вопрос 21. Неоднородный участок цепи, понятие электродвижущей силы, действующей на участок цепи. Падение напряжения. Закон Ома для замкнутого контура

З.Ома для неоднородного участка цепи

Пусть по неоднор-му уч-ку цепи, где дейст-т стор-е силы поддерж-ся пост-я разность потенц-в и ток пост-й. Полная работа всех сил на неоднор-м уч-ке:

Рез-ом работы явл нагрев-е пров-в:

В итоге получаем:

По определению пост. тока:

где R – внешн. сопр-е, r – сопр-е источника

а) если уч-к однородный: ε₁₂=0; r=0

б) если рассм-ем замкн-й контур:

Цепь.амкн-я

где

Замечание:

запишем з.Ома для неоднород-го уч-ка:

Вывод: падение напряжения на любом уч-ке равно произв-ю тока на сопрот-е этого уч-ка.

Вопрос 22. Закон Джоуля-Ленца,. Работа тока. КПД источника тока.

Закон Джоуля-Ленца - для плотности тепловой мощности тока w: w=gE². w - величина энергии, которая в результате взаимодействия ионов с электронами передаётся ионам кристаллической решётки в единице объёма проводника за единицу времени. g - удельная электропроводимость металла.

Закон Джоуля-Ленца - количество тепла, выделяемого током в проводнике, пропорционально силе тока, времени его прохождения и падению напряжения. Q=0,24IUt.

Если образующие цепь проводники неподвижны, а электрический ток постоянен, то работа сторонних сил целиком расходуется на нагревание проводников. Энергия W, выделяющаяся в цепи за время t во всём объёме проводника, равна W=IUt. I - сила тока, U - падение напряжения в пров

Коэффицие́нт поле́зного де́йствия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно η («эта»). η = Wпол/Wcyм. КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах. Математически определение КПД может быть записано в виде:

x 100 %, где А — полезная работа, а Q — затраченная работа.

За время t по цепи протекало количество электричества q. Силы электрического поля, действующего вдоль проводника, перенесли за это время заряд q из точки А в точку Б. Работа электрических сил поля, или, что то же, работа электрического тока, может быть подсчитана по формуле

A=qU

Так как q = It, то окончательно получим

A=UIt

где А — работа, дж;

I — ток, а;

t — время, сек;

U —напряжение, в.

Вопрос 23. Расчет разветвленных цепей. Правило Киргофа.

Законы Киргоффа.

.Узел – это точка где сходятся 3 и более проводников.

Закон

Для того, чтобы токи в ветвях не менялись необходимо чтобы потенциал узла ф ост-ся неизменным. Это означает, что кол-во заряда вошедшего в узел = к-ву з-в вышедших из узла.

Алгебраич. сумма токов сходящихся в узле = 0

Токи приход. к узлу положит., выход-е отриц.

Закон

Выделим в разветвл. цепи замкн. Контур

Данный контур можно разбить на 3 неоднородн. уч-ка. Запишем з Ома для кажд. уч-ка. Внутр-ми сопр-ми источника пренебрести.

Уч. АВ :

Уч-к ВС:

У-к СА:

здесь внутр сопр-ми пренебр-ем r₁=r₂=r₃=0

В любом замкн. контуре разв-й цепи алгебраич. сумма произвед-й токов на соотв-е сопр-е = алгебраич-й сумме ЭДС, встреч-ся в замкн-м контуре.

Правило знаков:

1)Если напр. обхода Контура совпадает с напр-ем тока то «+» IR; если не совп-ет то «-«.

2) При переходе в самом источнике от – к + ε со знаком +