Физика. Белякова В.И - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

34 35
Для участка цепи между точками (сечениями) 1 и 2 (рис. 2.1) с уче-
том (2.4)
,dd
d
ρ
2
1
стор
2
1
кул
2
1
òòò
+= lElE
S
l
I
r
r
r
r
(2.13)
где dl – вектор, равный по модулю длине dl малого участка цепи и направ-
ленный по касательной к проводнику в ту сторону, что и вектор плотности
тока; S – площадь поперечного сечения проводника; I = jS – сила тока.
Интеграл
ò
2
1
кул
dlE
r
r
численно равен работе, которую совершаютт
кулоновские силы при перемещении единичного положительного заряда
из точки 1 в точку 2:
,d
21
2
1
кул
j-j=
ò
lE
r
r
(2.14)
где j
1
и j
2
– потенциалы в точках 1 и 2 проводника. Электродвижущей
силой (ЭДС), действующей на участке цепи 1–2, называется интеграл
.dε
2
1
стор12
lE
r
r
ò
=
(2.15)
Электродвижущая сила
12
ε
численно равна работе, совершаемой
сторонними силами при перемещении по проводнику единичного
положительного заряда из точки 1 в точку 2. Работа производится за счет
энергии, затрачиваемой в источнике, поэтому
12
ε
называется электро-
движущей силой источника электрической энергии, включенного
на участке цепи 1–2.
Напряжением U
12
на участке цепи 1–2 называется физическая
величина, численно равная работе, совершаемой результирующим полем
кулоновских и сторонних сил при перемещении вдоль цепи из точки 1
в точку 2 единичного положительного заряда:
lEEEU
l
r
rrr
d(
2
1
стор)d
2
1
кул12
òò
=+=
или
(
)
.ε
12
2
1
12
+
j
-
j
=
U
(2.16)
Напряжение на концах участка цепи совпадает с разностью потен-
циалов только в том случае, если на участке нет ЭДС, т. е. не действуют
сторонние силы.
Сопротивлением R
12
участка цепи между сечениями 1 и 2 называется
интеграл
.
d
ρ
2
1
12
ò
=
S
l
R
(2.17)
Для однородного проводника постоянного сечения r = const, S =
const и
,ρ
12
12
S
l
R =
(2.18)
где l
12
– длина проводника между сечениями 1 и 2.
Обобщенный закон Ома для произвольного участка цепи:
.ε)(
12
2
1
12
12
+
j
-
j
=
=
UIR
(2.19)
Произведение силы тока на сопротивление участка цепи равно сум-
ме падения потенциала на этом участке и ЭДС всех источников электри-
ческой энергии, включенных на данном участке цепи.
В неразветвленной замкнутой электрической цепи сила тока во всех
сечениях одинакова (рис. 2.2) , j
1
= j
2
и R
12
= R – общее сопротивление
всей цепи.
Закон Ома для замкнутой цепи с источ-
ником имеет вид:
,
ε
r
R
I
+
=
(2.20)
где
– ЭДС источника; r – внутреннее сопро-
тивление.
Разность потенциалов на клеммах источ-
ника равна напряжению на внешней части
цепи:
.ε
2
1
IrRI
=
=
=
j
-
j
Если цепь разомкнута, то тока в ней нет (I = 0), а разность потен-
циалов на клеммах источников равна его ЭДС:
ε.
2
1
=
j
-
j
R
r
e
12
Рис. 2.2

Страницы