Главная  |  Карта сайта  |  Контакты  
 
Главная История науки и техники Ученые Психология, социология, политология Экономика Культурология, философия, религия Юридические науки. Правоведение Наука и техника Физика и механика
 

Закон Джоуля - Ленца. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа

22-10-2017

В замкнутой электрической цепи, по которой идет ток, происходят процессы превращения энергии из одного вида в другой. В источнике тока не электрическая энергия превращается в электрическую, а на потребителях энергии, включенных во внешнюю часть цепи, энергия электрического тока может превращаться в любой другой вид энергии (в зависимости от типа потребителя).

Если движущихся проводников на данном участке цепи нет, энергия электрического тока переходит во внутреннюю энергию этого участка, увеличивая её. Если участок однородный, то увеличение его внутренней энергии приводит к повышению температуры участка. Проводник, по которому идет ток, нагревается и отдает теплоту окружающим телам. Закон, определяющий количество теплоты, выделяемое в проводнике, был установлен экспериментально Джоулем и Ленцем. Согласно закону Джоуля - Ленца, количество теплоты, выделившееся при прохождении по нему тока, пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого в проводнике поддерживается постоянный ток.

Формула закона Джоуля – Ленца имеет следующий вид .

Постоянный ток в замкнутой цепи вызывается стационарным электрическим полем, которое должно непрерывно поддерживаться источником тока. В источнике тока действуют не электростатические силы, называемые сторонними. Эти силы совершают работу против электростатических сил по разделению положительных и отрицательных зарядов, что и приводит к поддержанию электрического поля в цепи и разности потенциалов между любыми её точками. Работа сторонних сил связана с превращением энергии не электрической в энергию электрического тока. Количественной мерой работы сторонних сил является величина, называемая электродвижущей силой (ЭДС).

ЭДС источника равна отношению работы сторонних сил, совершаемой при перемещении по замкнутой цепи заряда к величине этого заряда

ЭДС выражают в вольтах (В).

Сторонние силы могут действовать не только в источнике тока, но и на отдельных участках цепи. Такие участки называют неоднородными. ЭДС неоднородного участка цепи численно равна работе сторонних сил при перемещении единичного заряда по данному участку.

Для расчета разветвленных цепей постоянного тока используют законы (правила) Кирхгофа.

Если считать токи, входящие в узел, положительными, а выходящие из узла – отрицательными, то первое правило Кирхгофа может быть сформулировано так:

Второе правило Кирхгофа является обобщением закона Ома на разветвленные цепи и может быть сформулировано так: в любом неразветвленном контуре алгебраическая сумма ЭДС равна алгебраической сумме падений напряжений, т.е.

На основе правил Кирхгофа составляют систему уравнений, решение которой позволяет вычислить силы токов в ветвях цепи.


Другие статьи по теме:
 Применение компьютерных технологий при обучении учащихся физике
 Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытное обоснование. Масса и размеры молекул
 Основы квантовой теории металлов
 Применение ионизирующих излучений в сельском хозяйстве, ветеринарии и животноводстве
 Современные представления о материи, в пространстве и времени. Общая и специальная теории относительности

Добавить комментарий:

Введите ваше имя:

Комментарий:



•  Композиторы и ученые превратили генетический код человека в музыкальное произведение
Композиторы и ученые превратили генетический код человека в музыкальное произведение. Об этом сообщили в Королевском медицинском обществе Великобритании.

•  Ученые разработали метод ускорения и замедления роста новых кровеносных сосудов в организме человека
Ученые разработали метод ускорения и замедления роста новых кровеносных сосудов в организме, что может быть использовано для восстановительной медицины и в борьбе с распространением раковых опухолей, сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Medicine.

•  Ученые измерили скорость исчезновения планктона
Ученые установили, что количество морского фитопланктона – микроорганизмов, составляющих основу многих пищевых цепей, – непрерывно сокращается со скоростью около одного процента в год с начала XX века.