Электродвижущая сила. Закон Ома для неоднородного участка и полной (замкнутой) цепи. Последовательное и параллельное соединение одинаковых источников тока

Сторонние силы – любые силы неэлектростатического (некулоновского) происхождения, действующие на заряженные частицы.

Особенности сторонних сил: 1) работа при перенесении заряда по любому замкнутому контуру отлична от нуля; 2) работа при перенесении заряда зависит от формы траектории; 3) действие внутри источника тока против кулоновских сил.

Электродвижущая сила (ЭДС) – скалярная физическая величина, равная отношению работы сторонних сил А_стпо переносу заряда q, к величине перенесенного заряда:

Единица электродвижущей силы (ЭДС): 1В.

Неоднородный участок цепи – участок, на котором действуют сторонние силы.

Закон Ома для неоднородного участка цепи: где ЭДС источника, U – напряжение на концах участка, R – сопротивление участка (если источник ЭДС имеет внутреннее сопротивление, то его надо прибавить к сопротивлению R). Величины и U нужно брать с учетом знака.

Закон Ома для полной (замкнутой) цепи: где ЭДС источника тока, R – внешнее сопротивление цепи, r – внутреннее сопротивление источника ЭДС.

Закон Ома для полной (замкнутой) цепи в случае последовательного соединения n одинаковых источников тока: где и r – ЭДС и внутреннее сопротивление одного источника, R – сопротивление внешней части цепи.

Закон Ома для полной (замкнутой) цепи в случае параллельного соединения n одинаковых источников тока: где и r – ЭДС и внутреннее сопротивление одного источника, R – сопротивление внешней части цепи.

3.2.3. Работа и мощность электрического тока. Закон Джоуля – Ленца. Коэффициент полезного действия источника тока

Формулы для расчета работы электрического тока: , где U – напряжение на концах проводника, q – заряд, перенесенный через поперечное сечение проводника за время t, I – сила тока в проводнике, R – сопротивление проводника.

Формулы для расчета мощности электрического тока: , где U – напряжение на концах проводника, I – сила тока в проводнике, R – сопротивление проводника.

Закон Джоуля–Ленца: количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени протекания тока по проводнику (в случае, если на участке цепи не совершается механическая работа и ток не производит химических действий).

Формула, выражающая закон Джоуля – Ленца: .

Коэффициент полезного действия источника тока можно рассчитать по любой из двух формул: , где и U – ЭДС источника и напряжение на его полюсах соответственно, R – сопротивление внешней части цепи, r – внутреннее сопротивление источника тока.