Презентация к уроку на тему "Закон Ома для полной цепи"

Источник электрического тока, соединенный проводами с
различными электроприборами и потребителями
электрической энергии, образует электрическую цепь.
Электрическую цепь принято изображать с помощью
схем, в которых элементы электрической цепи
(сопротивления, источники тока, включатели, лампы,
приборы и т. д.) обозначены специальными значками.

Направление тока в цепи — это направление от
положительного полюса источника тока к
отрицательному. Это правило было установлено в XIX
в. и с тех пор соблюдается. Перемещение реальных
зарядов может не совпадать с условным
направлением тока. Так, в металлах носителями тока
являются отрицательно заряженные электроны, и
движутся они от отрицательного полюса к
положительному, т. е. в обратном направлении. В
электролитах реальное перемещение зарядов может
совпадать или быть противоположным направлению тока, в
зависимости от того, какие ионы являются носителями
заряда — положительные или отрицательные.
Включение элементов в электрическую цепь может
быть последовательным или параллельным.

Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из
источника тока и резистора R.

Закон Ома для полной цепи устанавливает связь
между силой тока в цепи, ЭДС и полным
сопротивлением цепи, состоящим из внешнего
сопротивления R и внутреннего сопротивления
источника тока r.
Работа сторонних сил Aст источника тока, согласно
определению ЭДС (ɛ) равна Aст = ɛq, где q — заряд,
перемещенный ЭДС. Согласно определению
тока q = It, где t — время, в течение которого
переносился заряд. Отсюда имеем:

Aст = ɛIt.

Тепло, выделяемое при совершении работы в цепи,
согласно закону Джоуля — Ленца, равно:
 
Q = I2Rt + I2rt.
 
Согласно закону сохранения энергии А = Q. Приравнивая
(Aст = ɛIt) и (Q = I2Rt + I2rt), получим:
 
ɛ = IR + Ir.
 
Закон Ома для замкнутой цепи обычно записывается в
виде:

Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС
цепи к ее полному сопротивлению.
Если цепь содержит несколько последовательно
соединенных источников с ЭДС ɛ1, ɛ2, ɛ3 и т. д., то
полная ЭДС цепи равна алгебраической сумме ЭДС
отдельных источников.

Знак ЭДС источника определяется по отношению к
направлению обхода контура, который выбирается
произвольно, например, на рисунке ниже —
против часовой стрелки.

Сторонние силы внутри источника совершают при
этом положительную работу. И наоборот, для цепи
справедливо следующее уравнение:
ɛ = ɛ1 + ɛ2 + ɛ3 = | ɛ1| - | ɛ2| -| ɛ3|

В соответствии с сила тока положительна
при положительной ЭДС — направление тока во
внешней цепи совпадает с направлением обхода
контура. Полное сопротивление цепи с
несколькими источниками равно сумме внешнего
и внутренних сопротивлений всех источников ЭДС,
например, для рисунка выше: Rn = R + r1 + r2 + r3