Закон Ома для участка цепи. Закон Джоуля - Ленца. Работа и мощность электрического тока. Виды соединения проводников.

Закон Ома для участка цепи.

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

$$ I=\frac{U}{R} $$

Выполняется для металлов и электролитов.

Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка   Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка

$$ I=\frac{U}{R} $$

Закон Джоуля - Ленца.

Дж. Джоуль (1841—1843) Э. X. Ленц (1842—1843) независимо друг от друга экспериментально установили

Закон Джоуля - Ленца

В электрической цепи происходит преобразование энергии упорядоченного движения заряженных частиц в тепловую. Согласно закону сохранения энергии работа тока равна количеству выделившегося тепла.

В электрической цепи происходит преобразование энергии упорядоченного движения заряженных частиц в тепловую.

Количество теплоты, выделившееся при прохождении электрического тока по проводнику, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени, в течение которого шел ток:  $\boldsymbol{Q=I^2Rt}$

$$ \boldsymbol{Q=I^2Rt} $$

Работа и мощность электрического тока.

Работа электрического тока:  $\left.\begin{matrix} A=Uq\\ q=It \end{matrix}\right\}\Rightarrow A=UIt=I^2 Rt=\frac{U^2}{R}t$   

$$\boldsymbol{A=UIt=I^2 Rt=\frac{U^2}{R}t}$$

Мощность электрического тока (работа в единицу времени):   $P=\frac{A}{t}=UI=I^2 R=\frac{U^2}{R}$

$$\boldsymbol{P=\frac{A}{t}=UI=I^2 R=\frac{U^2}{R}}$$

В электричестве иногда применяется внесистемная единица работы - кВт·ч (киловатт-час).

1 кВт·ч = 3,6·106 Дж.

Виды соединения проводников.

Последовательное соединение.

Последовательное соединение

1. Сила тока во всех последовательно соединенных участках цепи одинакова:

I1=I2=I3=...=In=...

2. Напряжение в цепи, состоящей из нескольких последовательно соединенных участков, равно сумме напряжений на каждом участке:

U=U1+U2+...+Un+...

Параллельное соединение.

Параллельное соединение 1. Сила тока в неразветвленном участке цепи равна сумме сил токов во всех параллельно соединенных участках.
I=I1+I2+...+In+...

2. Напряжение на всех параллельно соединенных участках цепи одинаково:    

U1=U2=U3=...=Un=...

3. Сопротивление цепи, состоящей из нескольких последовательно соединенных участков, равно сумме сопротивлений каждого участка:

R=R1+R2+...+Rn+...

Если все сопротивления в цепи одинаковы, то:

R=R1·N

При последовательном соединении общее сопротивление увеличивается (больше большего).

3. При параллельном соединении проводников проводимости складываются (складываются величины, обратные сопротивлению):

$\boldsymbol{\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+...+\frac{1}{R_n}}$

Если все сопротивления в цепи одинаковы, то: $\boldsymbol{R=\frac{R_1}{n}}$

При параллельном соединении общее сопротивление уменьшается (меньше меньшего).

4. Работа электрического тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных участков, равна сумме работ на отдельных участках:

A=A1+A2+...+An+...  

т.к.  A=I2Rt=I2(R1+R2+...+Rn+...)·t.

5. Мощность электрического тока в цепи, состоящей из последовательно соединенных участков, равна сумме мощностей на отдельных участках:

P=P1+P2+...+Pn+...  

6. Т.к. силы тока во всех участках одинаковы, то:       U1:U2: ... :Un: ...  = R1:R2: ... :Rn: ...

Для двух резисторов:  $\boldsymbol{\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_1}{R_2}}$ - чем больше сопротивление, тем больше напряжение.

4. Работа электрического тока в цепи, состоящей из параллельно соединенных участков, равна сумме работ на отдельных участках:

A=A1+A2+...+An+...   

т.к.  $\boldsymbol{A=\frac{U^2}{R}t=U^2 (\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+...+\frac{1}{R_n})t}$ . 

5. Мощность электрического тока в цепи, состоящей из параллельно соединенных участков, равна сумме мощностей на отдельных участках:

P=P1+P2+...+Pn+...  

6. Т.к. напряжения на всех участках одинаковы, то:

I1R1= I2R2=...= I3R3=...

Для двух резисторов:  $\boldsymbol{\frac{I_1}{I_2}=\frac{R_2}{R_1}}$  - чем больше сопротивление, тем меньше сила тока.


Источник: www.eduspb.com