2. Закон Ома для участка и полной цепи
Закон Ома для участка цепи: сила тока I на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению U на концах участка и обратно пропорциональна его сопротивлению R.
Формула закона: I=
. Отсюда запишем формулыU= IR и R =
.
Рис.1. Участок цепи 
Рис.2. Полная цепь
Закон Ома для полной цепи: сила тока I полной электрической цепи равна ЭДС (электродвижущей силе) источника тока Е, деленной на полное сопротивление цепи (R + r). Полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений внешней цепи R и внутреннего r источника тока. Формула закона I = 
. На рис. 1 и 2 приведены схемы электрических цепей.
3. Последовательное и параллельное соединение проводников
Проводники в электрических цепях могут соединяться последовательно и параллельно. Смешанное соединение сочетает оба эти соединения.
Сопротивление, при включении которого вместо всех других проводников, находящихся между двумя точками цепи, ток и напряжение остаются неизменными, называют эквивалентным сопротивлением этих проводников.
Последовательное соединение
Последовательным называется соединение, при котором каждый проводник соединяется только с одним предыдущим и одним последующим проводниками.
Как следует из первого правила Кирхгофа, при последовательном соединении проводников сила электрического тока, протекающего по всем проводникам, одинакова (на основании закона сохранения заряда).
Рис. 1. Последовательное соединение двух проводников.
Напряжение при последовательном соединении проводников равно сумме напряжений на отдельных участках (проводниках) электрической цепи.
Этот результат справедлив для любого числа последовательно соединенных проводников.
Из закона Ома следует: при равенстве сил тока при последовательном соединении:
I = 
,I = 
. Отсюда 
= 
или 
=
, т. е. напряжения на отдельных участках цепи прямо пропорциональны сопротивлениям участков.
При последовательном соединении n одинаковых проводников общее напряжение равно произведению напряжению одного U1 на их количество n:
При размыкании цепи одного из последовательно соединенных потребителей ток исчезает во всей цепи, поэтому последовательное соединение на практике не всегда удобно.
Источник
4. Электродвижущая сила (эдс). Закон Ома для полной цепи.
Электрический ток — это направленное (упорядоченное движение свободных электрических зарядов под действием электрического поля)
Значит, чтобы получить ток в проводнике, надо создать в нем электрическое поле. А электрическое поле в проводнике создается источником тока. Они различны по конструкции, но во всяком источнике тока совершается работа по разделению положительных и отрицательных частиц, которые накапливаются на полюсах. Между полюсами создается электрическое поле. На рис. указан источник тока в разрезе и заряды. движущиеся внутри него. На ли заряды действуют FCT и Fкул, причем FCT > Fкул.
Разделение зарядов происходит под действием сторонних сил. FCT — это любые силы, действующие на заряженные частицы, за исключением сил электростатического происхождения кулоновских). Так как кулоновские силы не могут двигать положительные заряды, к положительному полюсу, а отрицательные к отрицательному. Природа сторонних сил разнообразна, в зависимости от источника тока.
Например, в генераторах электростанций сторонняя сила — это сила, действующая со стороны магнитного поля на электроны в движущемся проводнике (сила Лоренца); в гальванических элементах — химические силы и т.д. Действия сторонних сил характеризуется физической величиной — электродвижущей силой (ЭДС иди Е).
(I)
ЭДС показывает работу сторонних сил по перемещению единичного заряда внутри источника тока.
Так как «Е» — характеристика источника тока, то она зависит лишь от его сопротивления ®
Любая замкнутая цепь (полная) состоит из 2 частей:
— внутренней, которую составляет сам источник тока сопротивлением
— внешней, ее составляют потребители, соединенные провода, приборы управления (выключатели) и измерительные приборы (амперметры, вольтметры и та).
Сопротивление внешней цепи «R». Внутри источника тока работают сторонние силы и электрическое поле. Работа электрического поля отрицательна.
Во внешней цепи работает электрическое поле, совершая перемещение свободных зарядов.
(2)
Значит ЭДС можно представить, как сумму напряжений на внутреннем и внешнем участках цепи. Данная запись (2) представляет собой закон сохранения энергии:
Левая часть — энергия, запасенная внутри источника тока каждым кулоном за счет работы сторонних сил.
Правая часть — энергия, которая тратиться каждым кулоном на преодоление внутреннего и внешнего сопротивления
Для выводя закона Ома используем (2) и подставляем в правую его часть следствие из закона Ома для участка цепи (u= I*R).
Получим E = Ir = IR =>> E = I (r+R) =>> I = E (r + R) — Закон Ома для участка полной цепи (3).
Сила тока в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональная сопротивлению полной цепи.
Используя закон Ома для полной цепи, можно доказать, что «Е» можно измерять вольтметром, подключенным к полюсам источника тока при разомкнутой внешней цепи:
(разомкнутая внешняя цепь), значит u
Источник
Закон Ома для полной цепи
Закон Ома для полной цепи – эмпирический (полученный из эксперимента) закон, который устанавливает связь между силой тока, электродвижущей силой (ЭДС) и внешним и внутренним сопротивлением в цепи.
При проведении реальных исследований электрических характеристик цепей с постоянным током необходимо учитывать сопротивление самого источника тока. Таким образом в физике осуществляется переход от идеального источника тока к реальному источнику тока, у которого есть свое сопротивление (см. рис. 1).
Рис. 1. Изображение идеального и реального источников тока
Рассмотрение источника тока с собственным сопротивлением обязывает использовать закон Ома для полной цепи.
Сформулируем закона Ома для полной цепи так (см. рис. 2): сила тока в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи, где под полным сопротивлением понимается сумма внешних и внутренних сопротивлений.
Рис. 2. Схема закона Ома для полной цепи.
Формула закона Ома для полной цепи
Рассмотрим некоторые задачи на данную тему. Задачи на закон Ома для полной цепи, как правило, дают ученикам 10 класса, чтобы они могли лучше усвоить указанную тему.
I. Определите силу тока в цепи с лампочкой, сопротивлением 2,4 Ом и источником тока, ЭДС которого равно 10 В, а внутреннее сопротивление 0,1 Ом.
По определению закона Ома для полной цепи, сила тока равна:
II. Определить внутреннее сопротивление источника тока с ЭДС 52 В. Если известно, что при подключении этого источника тока к цепи с сопротивлением 10 Ом амперметр показывает значение 5 А.
Запишем закон Ома для полной цепи и выразим из него внутреннее сопротивление:
III. Однажды школьник спросил у учителя по физике: «Почему батарейка садится?» Как грамотно ответить на данный вопрос?
Мы уже знаем, что реальный источник обладает собственным сопротивлением, которое обусловлено либо сопротивлением растворов электролитов для гальванических элементов и аккумуляторов, либо сопротивлением проводников для генераторов. Согласно закону Ома для полной цепи:
следовательно, ток в цепи может уменьшаться либо из-за уменьшения ЭДС, либо из-за повышения внутреннего сопротивления. Значение ЭДС у аккумулятора почти постоянный. Следовательно, ток в цепи понижается за счет повышения внутреннего сопротивления. Итак, «батарейка» садится, так как её внутреннее сопротивление увеличивается.
Источник