Фізика підготовка до ЗНО комплексне видання

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

2. ЗАКОНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

2.4. ЕРС. ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОВНОГО КОЛА. З'ЄДНАННЯ ЕЛЕМЕНТІВ

Джерело струму — це пристрій, у якому діють сторонні сили, що розділяють заряди (рис. 22).

Рис. 22

Кулонівські сили завжди з'єднують різнойменні заряди.

У замкненому колі діють сторонні сили в джерелі й кулонівські сили у всьому колі, але робота кулонівських сил у замкненому контурі дорівнює нулю (рис. 23).

Рис. 23

Електрорушійна сила джерела (ε _дж) є величина, що чисельно дорівнює роботі сторонніх силу джерелі, затраченій на переміщення одиничного позитивного заряду через усе коло:

Робота, затрачена на переміщення заряду через усе коло, дорівнює сумі робіт на зовнішній ділянці кола і всередині джерела (ділянка кола з опором r, де r — власний, внутрішній опір джерела):

Закон Ома для повного кола. Сила струму в замкненому колі дорівнює електрорушійній силі джерела, поділеній на повний опір кола:

Наслідки закону Ома для повного кола

— Напруга на полюсах замкненого джерела струму (рис. 24, а):

— Напруга на полюсах не замкненого джерела струму (рис. 24, б):

— Коротке замикання джерела струму, тобто R → 0 (рис. 24, в):

Рис. 24

ККД джерела струму:

де U — напруга на зовнішній ділянці кола.

З'єднання елементів у батарею

1. При послідовному з’єднанні елементів у батарею електрорушійна сила батареї дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС елементів (рис, 25, а):

2. При паралельному з’єднанні елементів з однаковою ЕРС електрорушійна сила батареї дорівнює ЕРС одного елемента (рис. 25, б):

Рис. 25