Тема. Узагальнений закон Ома. Закон Ома для неоднорідної ділянки кола. Розгалужені ланцюги. Правила Кірхгофа. Закон Джоуля-Ленца.

Лекція № 25

Для переміщення електричних зарядів у замкнутому електричному колі крім електричних сил повинні діяти сили неелектричної природи, які називаються сторонніми. Фізична природа сторонніх сил може бути різною. Вони можуть бути обумовлені хімічною і фізичною неоднорідністю провідника або мати магнітне походження. Для кількісної характеристики сторонніх сил вводять поняття поля сторонніх сил і його напруженості . Цей вектор чисельно дорівнює сторонній силі, що діє на одиничний позитивний електричний заряд:

.

Робота сторонніх сил по переміщенню одиничного позитивного заряду в електричному колі називається електрорушійною силою (ЕРС):

[B].

Для електричного кола, у якому працюють електричної і сторонні сили, закон Ома буде мати вигляд:

.

Оскільки і , то підставивши останні формули в закон Ома, помноживши ліву і праву частини на dl і проінтегрувавши по довжині, одержуємо:

.

Оскільки для постійного струму сила струму у всіх перетинах є величиною сталою, то її можна винеси за знак інтеграла:

.

Ліва частина отриманої рівності являє собою добуток сили струму на електричний опір провідника. Перший інтеграл правої частини є різницею потенціалів на кінцях ділянки кола, а другий – роботою сторонніх сил по переносу одиничного електричного заряду в колі, тобто ЕРС:

, .

В остаточному підсумку отримуємо:

.

Отримане рівняння виражає закон Ома для неоднорідної ділянки кола.

Неоднорідною називають ділянку кола, на який крім електричних сил працюють сили неелектричного походження, тобто сторонні.

Якщо електричне коло замкнене і джерело струму має ЕРС e і внутрішній опір r, то j₁ = j₂ і закон Ома здобуває вигляд:

Сила струму в замкнутому електричному колі прямо пропорційна ЕРС джерела струму і обернено пропорційна повному електричному опору кола.