Закон Ома для замкнутой (полной) цепи

Электродвижущая сила, закон Ома для замкнутого контура

Чтобы сохранить электричество в электрической цепи, нам нужен источник электричества. Такими источниками являются, например, батареи и электрические генераторы. Мы называем их источниками электродвижущей силы SEM. В этих устройствах мы получаем электричество в результате обработки другой энергии, например, химической энергии в батареях и механической энергии в генераторах. Закон Ома для полной цепи узнайте больше.

Электродвижущая сила εε это определяет электричество Δ WΔW переведен в единицу нагрузки Δ qΔQ в источнике SEM

(1)
ε Δ WΔ qε=ΔWΔQ

Определение 1: определение SEM

SEM-мера — это разность потенциалов (напряжение) на полюсах источника питания в условиях, когда ток не протекает через элемент (открытый элемент).
Однако когда мы получаем ток от источника, напряжение между его электродами теперь называется напряжением источника питания. UотUот, уменьшается с увеличением тока, потребляемого от него. Это потому, что каждый реальный источник напряжения имеет внутреннее сопротивление RвRв, Напряжение питания меньше SEM только для падения потенциала во внутреннем сопротивлении

(2)
Uотε — яRвUот=εиRв

Эти отношения показывают, что UотεUот=εкогда и0и=0

Типичные значения внутреннего сопротивления различных источников приведены в таблице 1 .

Таблица 1: Значения внутреннего сопротивления для выбранных источников SEM
Источник питанияВнутреннее сопротивление
аккумуляторнесколько м ΩΩ
стабилизатор сети1-50m ΩΩ
Батарея R201-3 ΩΩ
микрофоноколо 600 ΩΩ
солнечная батарея5-100k ΩΩ

Рассмотрим теперь простейшую замкнутую цепь, показанную на рис. 1 . Фактический источник энергии, то есть источник электродвижущей силы, отмечен пунктирной линией. εε и внутреннее сопротивление RвRв, Внешний резистор RотRот представляет приемник энергии, называемый нагрузкой (например, лампой, громкоговорителем), UотUот напряжение питания (на полюсах источника).

 

Рисунок 1: Замкнутая цепь, содержащая источник SEM и приемник энергии

Теперь мы будем использовать уравнение (1), чтобы найти ток в этой замкнутой цепи. Преобразовав эту модель, мы получаем

(3)
ε UотЯRвε=Uот+иRв

Согласно закону Ома UотЯRотUот=иRот так

Закон 1: закон Ома для замкнутого контура

(4)
ε яР.вRот)ε=и(Rв+Rот)

Формула (4) выражает закон Ома для замкнутого контура.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *