Закон Ома. Единица тока. Последовательное и параллельное соединение проводников.

Закон Ома для участка цепи устанавливает простую, но очень важную для электротехники зависимость между током в проводнике и разностью потенциалов (напряжением) на концах проводника: ток на участке цепи прямо пропорционален напряже­нию этого участка и обратно пропорционален его сопротивлению:

I=

Сопротивление R— это величина, характеризующая свойства участка электрической цепи и определяемая отношением напряжения на этом участке к току в нем при отсутствии на участке э. д. с.

В качестве единицы измерения сопротивления принято сопро­тивление такого проводника, в котором при разности потенциалов

в 1 В протекает ток 1А. Эта единица называется омам: I Ом = I В/А. Используются и более крупные единицы сопротивления: кило ом и мегаом (1 кОм == 1000 Ом; 1 МОм = 1 000 000 Ом).

На основании закона Ома можно получить соотношения для мощности, выделяемой электрическим током на участке цепи с со­противлением R током I и падением напряжения U P=UI, но так как I=U/R и U=IR, то

Р= =I²R

ЗАКОН ОМА ДЛЯ ВСЕЙ ЦЕПИ

Закон Ома для всей цепи устанавливает зависимость между током в цепи, э. д. с. и сопротивлением. Для цепи, содержащей один источ­ник из баланса мощностей

EI=I²R+I²r₀ или E=I(R + ) где – сопротивление источника. I=

Ток прямо пропорционален э. д. с. источника и обратно про­порционален суммарному сопротивлению цепи.

IR=E-I или U= E - I

т. е. напряжение на зажимах источника меньше его э. д. с. на вели­чину падения напряжения на внутреннем сопротивлении.

Если электрическая цепь состоит из нескольких последователь­но соединенных источников и внешних сопротивлений, то ток в такой цепи равен отношению алгебраической суммы э. д. с. источников к сумме всех внешних и внутренних сопротивлений цепи.

Расчет тока в этом случае выполняется в следующем порядке: Вначале произвольно выбирают положительное направление тока в цепи, оно обычно указывается стрелкой. Затем определяют алгеб­раическую сумму э. д. с., причем э. д. с. считают положительными, если их направление совпадает с выбранным положительным на­правлением тока, и' отрицательными — если не совпадают.

Если в результате расчета получают положительное значение тока (І > 0), то предварительно выбранное направление его пра­вильное, если отрицательное, то это означает, что в действительно­сти ток протекает- в направлении, противоположном выбранному. Если в цепи имеется только два источника, то действительное на­правление тока совпадает с направлением большей э. д. с.

Соединение резисторов называется последовательным, если при наличии источника питания через все резисторы проходит один и тот же ток (рис. 2.4, а)

Энергия, поступающая в цепь, равна сумме энергий, расходуе­мых на всех участках цепи.

т.е. напряжение, приложенное к цепи, равно сумме напряжений на ее отдельных участках.

Определим общее (эквивалентное) сопротивление цепи, т. е. та­кое сопротивление, при замене которым всех сопротивлений цепи ток в ней не изменится. Очевидно, что общее сопротивление равно отношению напряжения, приложенного ко всей цепи, к току в ней;

Следовательно, общее сопротивление цепи равно сумме сопро­тивлений всех последовательно соединенных элементов цепи.

Следует, что напряжения на участках цепи пропорциональны их сопротивлениям:

Мощности потребления на каждом участке цепи также пропорциональны их сопротивлениям:

Соединение резисторов называется параллельным, если они присоединены к одной и той же паре узлов электрической цепи, т. е. находятся под действием одного и того же напряжения. Схема па­раллельного соединения резисторов представлена на рис. 2.4, б, узлы обозначены буквами Л и В. Отдельные резисторы представля­ют собой параллельные ветви, участок цепи до узлов является не­разветвленной частью.

Напряжение на параллельно соединенных резисторах одинаково:

По закону Ома ток в каждом резисторе:

т. е, токи в параллельно соединенных резисторах обратно пропор­циональны их сопротивлениям или прямо пропорциональны проводимостям.

Ток в неразветвленной части цепи равен сумме токов в парал­лельно соединенных резисторах:

С другой стороны, ток в неразветвленной части цепи равен отно­шению напряжения, приложенного к цепи, к общему сопротивлению, следовательно, при параллельном соединении резисторов проводимость равна сумме проводимостей отдельных ветвей.

Дата добавления: 2015-08-13