Неоднородный участок цепи, Закон Ома для неоднородного участка цени
Постоянный электрический ток может быть создан только в замкнутой цепи , в которой свободные носители заряда циркулируют по замкнутым траекториям. Соединив проводником разноименно заряженные тела, можно получить электрический ток, протекающий в течение короткого промежутка времени. Величину R принято называть электрическим сопротивлением.
Сила тока короткого замыкания — максимальная сила тока, которую можно получить от данного источника с электродвижущей силой и внутренним сопротивлением r. У источников с малым внутренним сопротивлением ток короткого замыкания может быть очень велик и вызывать разрушение электрической цепи или источника. Например, у свинцовых аккумуляторов, используемых в автомобилях, сила тока короткого замыкания может составлять несколько сотен ампер.
Особенно опасны короткие замыкания в осветительных сетях, питаемых от подстанций тысячи ампер. Чтобы избежать разрушительного действия таких больших токов, в цепь включаются предохранители или специальные автоматы защиты сетей. В ряде случаев для предотвращения опасных значений силы тока короткого замыкания к источнику последовательно подсоединяется некоторое внешнее сопротивление. Тогда сопротивление r равно сумме внутреннего сопротивления источника и внешнего сопротивления, и при коротком замыкании сила тока не окажется чрезмерно большой.
Указаны напряженность электрического поля внутри батареи и силы, действующие на положительные заряды: — электрическая сила и — сторонняя сила.
В режиме короткого замыкания электрическое поле внутри батареи исчезает. Для измерения напряжений и токов в электрических цепях постоянного тока используются специальные приборы — вольтметры и амперметры. Вольтметр предназначен для измерения разности потенциалов, приложенной к его клеммам.
Он подключается параллельно участку цепи, на котором производится измерение разности потенциалов. Любой вольтметр обладает некоторым внутренним сопротивлением R B. Для того, чтобы вольтметр не вносил заметного перераспределения токов при подключении к измеряемой цепи, его внутреннее сопротивление должно быть велико по сравнению с сопротивлением того участка цепи, к которому он подключен.
Для цепи, изображенной на рис. Поскольку внутри вольтметра не действуют сторонние силы, разность потенциалов на его клеммах совпадает по определению с напряжением. Поэтому можно говорить, что вольтметр измеряет напряжение. Амперметр предназначен для измерения силы тока в цепи. Амперметр включается последовательно в разрыв электрической цепи, чтобы через него проходил весь измеряемый ток. Амперметр также обладает некоторым внутренним сопротивлением R A. В отличие от вольтметра, внутреннее сопротивление амперметра должно быть достаточно малым по сравнению с полным сопротивлением всей цепи.
Для цепи на рис. Измерительные приборы — вольтметры и амперметры — бывают двух видов: стрелочные аналоговые и цифровые. Цифровые электроизмерительные приборы представляют собой сложные электронные устройства. Обычно цифровые приборы обеспечивают более высокую точность измерений. Упорядоченное движение электронов в металлическом проводнике и ток I. S — площадь поперечного сечения проводника, — электрическое поле.
Схематическое изображение источника постоянного тока: 1 — батарея разомкнута; 2 — батарея замкнута на внешнее сопротивление R ; 3 — режим короткого замыкания. А именно, установить, что в приведённой схеме электрический ток через третий резистор не пойдёт, если ЭДС третьего элемента равна 7,3 В.
Рулёва, к. Подписывайтесь на канал. Ставьте лайки. Пишите комментарии. Предыдущая запись : Занятие Как рассчитывать сложные цепи постоянного тока? Следу ющая запись : Метод узловых потенциалов - один из методов расчёта электрических цепей. Ссылки на занятия до электростатики даны в Занятии 1. Электрический ток возникает при наличии электрического поля и свободных носителей заряда. Соединив проводником разноименно заряженные тела, можно получить электрический ток, протекающий в течение короткого промежутка времени.
Стационарное электрическое поле — это поле постоянных во времени электрических токов при условии неподвижности проводников с электрическими токами. Участки цепи, где на заряды действует только стационарное поле, называются однородными.
Для того, чтобы в проводнике электрический ток был длительное время, необходимо создать определенные условия. Для этого на отдельных участках цепи, кроме сил стационарного поля, действуют, так называемые, сторонние силы.
Участки цепи, на которых имеется действие дополнительных, сторонних, сил называются неоднородными. В этом случае перемещение зарядов возникает под действием сил не электростатической природы, действующих в устройствах, называемых источниками постоянного тока.
Силы, приводящие в движение электрические заряды внутри источника постоянного тока против направления действия сил электростатического поля, называются сторонними силами. Сторонние силы в гальваническом элементе или аккумуляторе возникают в результате электрохимических реакций, происходящих между частицами металлического электрода и молекулами электролита.
В генераторах постоянного тока сторонней силой является сила, возникающая от действия магнитного поля на движущийся электрический заряд. Работа источника тока похожа на функцию насоса, который заставляет двигаться жидкость качает по трубам замкнутого гидравлического контура. Под воздействием сторонних сил заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, благодаря чему в замкнутой цепи длительное время поддерживается постоянный электрический ток.
В организме человека имеется множество химических веществ, которые вступая друг с другом в различные реакции, способствуют возникновению электрической энергии. Например, в сердце есть клетки, которые в процессе поддержания сердечного ритма поглощают натрий и выделяют калий, что приводит к образованию электрических зарядов.
При достижении определенной величины заряда, возникает импульс электрического поля, заставляющий сокращаться сердечную мышцу.
