Сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС источника тока к полному сопротивлению цепи

Сила тока в цепи зависит от трех величин: ЭДС , сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи. Внутреннее сопротивление источника тока не оказывает заметного влияния на силу тока, если оно мало по сравне­нию с сопротивлением внешней части цепи (). При этом напряжение на зажимах источника примерно рав­но ЭДС: .

При коротком замыкании, когда , сила тока в цепи определяется именно внутренним сопротивлением источника и при электродвижущей силе в несколько вольт может оказаться очень большой, если г мало (например, у аккумулятора 0,1 - 0,001 Ом). Провода могут распла­виться, а сам источник выйти из строя.

Если цепь содержит несколько последовательно соеди­ненных элементов с ЭДС , и т.д., то полная ЭДС цепи равна алгебраической сумме ЭДС отдельных элемен­тов. Для определения знака ЭДС любого источника нужно вначале условиться относительно выбора положительного направления обхода контура. На рисунке положи­тельным (произвольно) считают направление обхода про­тив часовой стрелки.

Если при обходе цепи данный источник стремится вы­звать ток в направлении обхода, то его ЭДС берется поло­жительной, > 0. Сторонние силы внутри источника со­вершают при этом положительную работу.

Если же при обходе цепи дан­ный источник вызывает ток про­тив направления обхода цепи, то его ЭДС будет отрицательной, < 0. Сторонние силы внутри ис­точника совершают отрицатель­ную работу. Так, для цепи, изоб­раженной на рисунке, при обходе контура против часовой стрелки получаем следующее урав­нение:

.

Если , то сила тока , т. е. направление тока совпадает с направлением обхода контура. При , наоборот, направление тока противопо­ложно направлению обхода контура.

Ход работы

1. Соберите на магнитной доске электрическую цепь в соответствии со схемой, приведенной на рис. 1.

2. Включите в цепь резистор сопротивлением 50 Ом.

На приборах выберите пределы измерения 3 В и 100 мА.

3. Измерьте напряжение на клеммах источника тока при разомкнутом выключателе (сила то­ка I = 0). Измеренное значение занесите в таблицу.

4. Замкните выключатель, измерьте напряжение на клеммах источника тока и силу тока в це­пи. Измеренные значения занесите в таблицу. Разомкните выключатель.

5.Поменяйте предел измерения амперметра на 300 мА и замените резистор = 50 Ом на резистор = 10 Ом. Снова измерьте напряжение на клеммах источника тока и ток в цепи, изме­ренные значения занесите в таблицу.

6.Поменяйте предел измерении амперметра на 3 А. Замените резистор = 10 Ом на резистор = 1 Ом. Снова измерьте напряжение на клеммах источника тока и ток в цепи, измеренные значения занесите в таблицу 1.

7.При разомкнутом выключателе замените резистор R ₃ на прямой соединительный модуль. Кратковременно замкните выключатель. Запишите в таблицу силу тока короткого замыкания и напряжение на клеммах источника тока при коротком замыкании.

8. Заполните таблицу 1.

	ЭДС источника , В	Сопротивление R, Ом	Ток нагрузки I, А	Сопротивление источника r, Ом

9. Вывод.

Контрольные вопросы

1. При каком сопротивлении внешней цепи сила тока в ней будет одинакова при параллельном и последовательном соединении одинаковых источников тока в батарею?

2. Условия возникновения тока короткого замыкания.

2. Что такое КПД источника тока?

3.Вывести формулу для КПД источника тока с внутренним сопротивлением , замкнутого на внешнее сопротивление R.