К зажимам источника тока , ЭДС и внутреннее сопротивление которого 4,5 В и 1,5 Ом, присоединили резистор сопротивлением 7,5 Ом.Опредилить силу тока в цепи и падение напряжения внутри источника тока.
Для определения силы тока используем закон Ома для замкнутой электрической цепи:
где I — сила тока; E — электродвижущая сила, R — внешнее сопротивление цепи, r — внутренние сопротивление источника ЭДС.
I = E / (R + r) = 4,5 / (7,5 + 1,5) = 4,5 / 9 = 0,5 (А).
Падение напряжения внутри источника тока определяется из формулы:
Подставив числовые значения силы тока и внутреннего сопротивления, получим:
U = I * r = 0,5 * 1,5 = 0, 75 (В).
Ответ: I = 0,5 (А), U = 0, 75 (В).
№ 806. К источнику с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключен реостат, сопротивление которого 5 Ом. Найти силу тока в цепи и напряжение на зажимах источника.
Решебник по физике за 10, 11 класс (А.П. Рымкевич, 2001 год),
задача №806
к главе «ГЛАВА VIII. ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА. 38. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи».
Комментарии
Поиск по сайту
Нашли о и ш бку?
Выделите её мышкой и нажмите CTRL + ENTER
Большое спасибо всем, кто помогает делать сайт лучше! =)
III. Основы электродинамики
Замкнутая (полная) электрическая цепь состоит из источника тока и сопротивления.
Источник тока имеет ЭДС () и сопротивление (r), которое называют внутренним. ЭДС (электродвижущая сила) — работа сторонних сил по перемещению положительного заряда по замкнутой цепи (физический смысл аналогичен напряжению, потенциалу). Полное сопротивление цепи — R+r.
1) Напряжение на зажимах источника, а соответственно и во внешней цепи
,
где величина 
— падение напряжения внутри источника тока.
2) Если внешнее сопротивление замкнутой цепи равно нулю, то такой режим источника тока называется коротким замыканием.
Коэффициент полезного действия
Мощность, выделяемая на внешнем участке цепи, называется полезной
При условии R=r мощность, выделяемая во внешней цепи, максимальная для данного источника и равна
Полная мощность — сумма полезной и теряемой мощности
Коэффициент полезного действия источника тока — отношение полезной мощности к полной
Источник ЭДС
Для существования постоянного тока в цепи необходимо непрерывно разделять электрические заряды, которые под действием сил Кулона стремятся соединиться. Для этого необходимы сторонние силы. ЭДС характеризует действие этих сторонних сил. А сама эта работа осуществляется внутри источников ЭДС. Электрические заряды внутри источников ЭДС движутся против кулоновских сил под воздействием сторонних сил.
Сравнивая электрический ток с течением жидкости в трубах, можно сказать, что источник работает, как насос, который подает воду из нижнего резервуара в верхний, из которого она под действием силы тяжести стекает в нижний резервуар.
В быту «источником тока» часто неточно называют любой источник электрического напряжения (батарею, генератор, розетку), но в строго физическом смысле это не так, более того, обычно используемые в быту источники напряжения по своим характеристикам гораздо ближе к источнику ЭДС, чем к источнику тока из-за наличия внутреннего сопротивления.
В настоящее время выпускают множество различных источников ЭДС — от маленьких батареек для часов до генераторов.
Внутри источника тока происходит разделение зарядов из-за процессов, происходящих внутри источника, например, химических процессов.
Гальванический элемент — химический источник тока, основанный на взаимодействии двух металлов и (или) их оксидов в электролите (батарейки, аккумуляторы).
Генераторы — создают ток за счет расходования механической энергии.
Термоэлементы — используют энергию теплового движения заряженных частиц.
Фотоэлементы — создают ток за счет энергии света.
Соединение источников тока*
Рассмотрим n одинаковых источников ЭДС
Правила Кирхгофа**
Для расчета сложных разветвленных цепей, которые нельзя свести к эквивалентной цепи, используют правила Кирхгофа:
1) Алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле равна нулю.
2) Алгебраическая сумма падений напряжений в любом простом замкнутом контуре равна алгебраической сумме ЭДС, которые есть в этом контуре.
Резистор сопротивлением подключён к источнику тока с ЭДС
Задача. Резистор сопротивлением Ом подключён к источнику тока с ЭДС В и внутренним сопротивлением Ом. Определите силу тока в цепи и падение напряжения на внешнем и внутреннем участках электрической цепи.
Дано:
Найти:
Решение
Думаем: связь тока, сопротивления и ЭДС найдём через Закон Ома для полной цепи ома для полной цепи:
- где
-
- — ЭДС источника тока
- — сопротивление внешней части цепи
- — сопротивление источника тока
Для рассмотрения падения напряжения на внешнем и внутреннем участках электрической цепи, возьмём идею идею того, что ЭДС — электродвижущая сила — источник движения электронов. Созданная таким образом разность потенциалов частично теряется на внутреннем сопротивлении источника тока (), а затем теряется на всей остальной цепи () (рис.1), таким образом:
Однако, проще искать необходимые напряжения исходя из закона Ома для участка цепи:
Решаем: исходя из (3) и (1) можно получить:
Считаем:
Ответ: , Ом, Ом.
Ещё задачи по теме «Закон ома для полной цепи«.
-