Главная > Физика > Физика для средних специальных учебных заведений
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 16.13. Закон Ома для всей цепи.

Пусть к источнику электрической энергии с электродвижущей силой присоединена внешняя цепь, в которой идет ток а вольтметр, соединенный полюсами источника, показывает напряжение на внешней цепи (рис. 16.11, а).

Рис. 16.11,

Источник электрической энергии является проводником и всегда имеет некоторое сопротивление, поэтому ток выделяет в нем тепло. Это сопротивление называют внутренним сопротивлением источника. На основании закона сохранения энергии можно сделать следующее заключение.

Электродвижущая сила численно равна энергии, полученной единичным электрическим зарядом во внутренней цепи, а напряжение равно той энергии, которую он теряет во внешней цепи. Кроме того, этот заряд теряет во внутренней цепи энергию ,

которая идет на выделение тепла в источнике электрической энергии. Так как энергия в цепи не возникает и не исчезает, то сколько энергии заряд получает, столько же и теряет, пройдя всю замкнутую цепь. Поэтому

Если внешняя цепь состоит из неподвижных металлических проводников, эквивалентное сопротивление которых то так как в этом случае вся электрическая энергия расходуется на тепловое действие. Заменяя в (16.31) напряжение через получаем

откуда

Это соотношение называют законом Ома для всей и: сила тока в электрической цепи с одной э. д. с. прямо пропорциональна электродвижущей силе и обратно пропорциональна сумме сопротивлений внешней и внутренней цепей.

Если пользоваться определенным источником электрической энергии, в соотношении (16.31) можно считать постоянными величинами. Внешнюю цепь к этому источнику можно присоединять с разными сопротивлениями . В зависимости от этого будут получаться различные значения тока I и напряжения Так как при этом сумма остается постоянной, то при увеличении I должно уменьшаться и наоборот.

Итак, чем больше сопротивление внешней цепи тем больше энергии единичный заряд расходует во внешней цепи и меньше во внутренней ( уменьшается).

Когда велико по сравнению с падение напряжения во внутренней цепи так мало по сравнению с что им можно пренебречь. Таким образом, при большом сопротивлении напряжение на внешней цепи приближенно равно э. д. с.:

На этом основано измерение э. д. с., описанное в § 16.4. Действительно, когда внешней цепй нет, то источник электрической энергии замкнут на вольтметр (рис. 16.11, б), который показывает падение напряжения на самом себе, равное так как сопротивление вольтметра очень велико (§ 22.17), то при этом справедливо соотношение (16.33).

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление