Вопрос 19. Закон Ома( для участка цепи, цепи с источником ЭДС, дифференциальная формулировка). Мощность источника ЭДС

Закон Ома. Заряжённые частицы (как электроны, так и ионы) внутри источника движутся в некоторой окружающей среде, поэтому со стороны среды на них действуют тормозящие силы, которые также необходимо преодолевать. Заряженные частицы преодолевают силы сопротивления благодаря действию сторонних сил. Т.к. силы сопротивления пропорциональны средней скорости движения частиц, то работа по их преодолению пропорциональна скорости движения - сл-но, силе тока I. Поэтому характеристика источника – его внутреннее сопротивление вводится аналогично обычному электрич. сопротивлению. Работа по преодолению сил сопротивления при перемещении единич. положительного заряда между полюсами источника равна и не зависит от направления тока в источнике. Для всей цепи - Поэтому при движении по контуру работа сторонних сил равна по модулю работе сил сопротивления . Для единич. заряда это утверждение выражается так: Так что силу тока в цепи с ЭДС м-но рассчитать так или

Ø Закон Ома для цепи с источником ЭДС выражают таким материальным уравнением — вектор плотности тока

Ø В отличие от (**) формула (***) указывает, что сила тока в замкнутом контуре цепи равна отношению ЭДС, включённой в цепь, к полному сопротивлению контура. Данное утверждение и называют законом Ома для полной цепи. Фактически его м-но рассматривать как закон сохранения энергии для системы движущихся зарядов. Действительно, энергия, сообщенная заряженной частице, равна работе по преодолению сил сопротивления. Если все потери энергии частицы обусловлены сопротивлением цепи, то указанная работа равна количеству теплоты, выделившейся во внешней цепи и внутри источника. Если в цепи имеются приборы, преобразующие энергию ЭТ в другие формы (механическую, световую, химическую и т.д.), то работа источника равна сумме энергии, потребляемой этими приборами, и колич-ва теплоты, выделившейся в цепи – иными словами, закон сохранения энергии не знает исключений и в данных явлениях.

Мощность источника ЭДС. Передаваемая от ЭП проводнику энергия зависит от силы тока, текущего сквозь проводник. Сила же тока определяется ЭДС, порождающей ток, и сопротивлением. Та часть энергии, что выделяется в виде тепла DQ (происходит нагрев проводника), за время Dt характеризуется известным законом Джоуля, связывающим силу тока в проводнике и сопротивление с мощностью или, с учётом закона Ома: выделяемoe за интервал времени t количество теплоты определяется как Полная мощность, развиваемая в цепи с источником ЭДС Во внешнем участке цепи, напр-р, на сопротивлении R, тогда выделяется мощность