Работа при перемещении электрического заряда. Движение заряженной частицы в однородном электрическом поле, вакууме; движение потока частиц; сила тока; плотность тока. Ток в металлах. Закон Ома для замкнутой цепи. Законы Кирхгофа. Виды соединения проводников, страница 17

Пусть между точками А и В (рисунок 3, а) включено несколько потребителей, соединённых произвольным образом. Допустим, что общий ток у этих потребителей равен I, а напряжение между точками А и В равно U. Представим теперь, что все потребители между точками А и В отключены и вместо них включён один проводник с сопротивлением R (рисунок 3, б). Сопротивление этого проводника можно подобрать так, чтобы показания амперметра и вольтметра остались прежними. Очевидно, что такая замена не вызовет изменений во всех остальных участках замкнутой цепи (не показанных на рисунке). Это означает, что сопротивления между точками А и В на обеих схемах равноценны.

Рисунок 3 – Электрическая цепь

Сопротивление, при включении которого вместо всех других проводников, находящихся между двумя точками цепи, ток и напряжение остаются неизменными, называются эквивалентным сопротивлением этих проводников.­­

Реостат

Потенциометр

Линейную зависимость сопротивления от длины проводника используют при устройстве реостата. Назначение реоста­та - изменять сопротивление цепи, в которую он включен.

Реостат представляет собой фарфоровую трубку с намотан­ным на ней проводом (рисунок 4, а) или угольную пластинку (рисунок 4, б), по которым скользит подвижный контакт Д – ползун.

Условное обозначение реостатов на электро- и радиосхемах показано на рисунке 5а. На рисунке 5 б дана схема включения ре­остата. Перемещая ползун, изменяют длину проводника и тем самым сопротивление и силу тока в цепи.

На рисунке 5 в показана схема включения реостата, пред­назначенного для изменения разности потенциалов на нагрузке. Данную схему включения реостата называют потенциометрической, а реостат, включенный по такой схеме, - потенциометром.

С помощью потенциометра можно плавно изменять на­пряжение на нагрузке от максимального значения до нуля, ис­пользуя некоторую часть подаваемого на потенциометр напря­жения. Однако на практике часто бывает необходимо использовать некоторую постоянную часть имеющегося напряжения. Для этой цели применяют так называемый дели­тель напряжения, представляющий со­бой набор последовательно соединен­ных резисторов с постоянным сопро­тивлением.

На рисунке 6 изображена схема делителя напряжения из трех последовательно соединенных резисторов R₁, R₂ и R₃» с помощью которых напряжение U делится на три части:

, , .

Очевидно, что напряжение на каждой части резистора пропорционально ее сопротивлению.

 ЧО₄

Закон Ома для замкнутой цепи. Законы Кирхгофа. Виды соединения проводников

Закон Ома для неоднородного участка цепи

Участки электрической цепи, на которых электрический ток создается только электростатическим (стационарным) полем, называются однородными. Закон Ома для таких участков цепи выражается формулой I=U/R, Однако на участках цепи, электростатических сил, могут действовать и неэлектростатические, т. е. сторонние, силы. Участок цепи, на котором действуют сторонние си­лы, называют неоднородным уча­стком цепи.

Рассмотрим цепь, которую со­ставляют при зарядке аккумулятора (рисунок 1). В этой цепи « + » и « – » – полюса источника тока, от которого заряжается аккумулятор. Внешняя цепь ABCсостоит из двух участков. Участок АВ представляет собой помощью которого регули­руется сила тока в цепи, участок ВС - это аккумулятор. На участке ВС в процессе зарядки действуют не только электростатические силы, но и сторонние силы, следовательно, этот участок является неоднородным.

Рисунок 1 – электрическая цепь

От чего и как зависит сила тока на неоднородном участке цепи? Что бы ответить на этот вопрос, необхо­димо уточнить понятие напряжения. При характеристике электростати­ческого поля рассматривают отно­шение работы электростатических сил А_э по перемещению заряда между двумя точками поля к значению это­го заряда q; это, по определению, есть разность потенциалов:

.