Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Сивухин Д.В. -> "Общий курс физики Том 3. Электричество" -> 84

Общий курс физики Том 3. Электричество - Сивухин Д.В.

Сивухин Д.В. Общий курс физики Том 3. Электричество — М.: Наука , 1996. — 704 c.
Скачать (прямая ссылка): obshiykursfizikit31996.pdf
Предыдущая << 1 .. 78 79 80 81 82 83 < 84 > 85 86 87 88 89 90 .. 280 >> Следующая

<44-3>
есть величина, характеризующая провод, по которому течет электрический ток. Эта величина называется электрическим сопротивлением или просто сопротивлением провода. Если провод изготовлен из однородного материала и всюду имеет одинаковую толщину, то получается известная формула
Д = Ру. (44.4)
Таким образом,
Фі — ф2 + ^ = ^Я. (44.5)
При выводе формулы (44.5) предполагалось, что провод тонкий на протяжении всей своей длины, включая участок, где находится гальванический элемент. Последнее условие, как правило, почти никогда не соблюдается. Тем не менее, как будет показано в конце настоящего параграфа, формула (44.5) справедлива и в этом случае.
2. Формула (44.5) выражает закон Ома в интегральной форме в отличие от соотношения (43.1), представляющего тот же закон в локальной форме. Эту формулу называют также законом Ома для участка цепи. Понятно, что R есть сопротивление всего участка, включая сопротивление самого элемента. Если участок не содержит гальванического элемента (или, вообще, на нем не действуют сторонние силы), то формула (44.5) принимает вид
Фі — Ф2 = (ЭД- (44.6)
*) Термодинамическая теория электродвижущей силы гальванического элемента изложена в т. II, § 49.
196
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
[ГЛ. II
Разность потенциалов Фі—Ф2 называется в этом случае электрическим напряжением или просто напряжением на концах рассматриваемого провода. В общем случае электрическое напряжение определяется как интеграл § Е dl, взятый вдоль длины провода. Такое определение годится и в тех случаях, когда электрическое поле не потенциально.
Если начальная и конечная точки 1 и 2 совпадают, то <рх — ф2 = = 0 и формула (44.5) переходит в закон Ома для всей (замкнутой) цепи:
? = (44.7)
Здесь R означает уже полное сопротивление всей цепи. Если фа — потенциал анода, а ср, - катода, то фа — фк = Ree7, где R,, — сопротивление всего внешнего участка цепи. Сравнивая это соотношение с (44.7), получим
Фа фк _ Re __ Re
‘S R Re-\-Ri
где Ri — внутреннее сопротивление самого элемента. Отсюда следует, что всегда, когда по цепи течет ток, разность потенциалов
между полюсами элемента фа — фк меньше электродвижущей силы Ш. Только в предельном случае, когда Re-+ оо (а следовательно, $ —>¦ 0), получается § = фа — фк. Значит, электродвижущую силу Ш можно определить как разность потенциалов между полюсами разомкнутого источника тока.
3. Практической единицей тока, употребляемой в электротехнике, является ампер (А). Это есть сила такого тока, когда через поперечное сечение провода ежесекундно проходит один кулон электричества. Практическая единица напряжения, или разности потенциалов, есть вольт (В). Он определяется как такая разность потенциалов, при прохождении которой над зарядом в один кулон совершается работа в один джоуль. Практическая единица сопротивления есть ом (Ом), т. е. сопротивление такого провода, по которому потечет ток в один ампер, если на его концах поддерживать разность потенциалов в один вольт. Соответственно единица удельного сопротивления р будет Ом-см, а электропроводности— Ом1 ¦ см-1. Мы видим, что в практической системе единиц р уже не имеет размерности времени, как это было в гауссовой системе (см. §4], пункт 1). Очевидно,
1 Ом = -|х = = 9 ' СГСЭ-ед. сопротивления.
4. Рассмотрим п проводов, соединенных параллельно (рис. 114). Будем предполагать, что в проводах действуют электродвижущие силы 6РК. Наша схема включает в себя как частный случай и параллельное соединение элементов. Если R/{ — сопротивление k-ro
ЗАКОН ОМА И ДЖОУЛЯ—ЛЕНЦА
197
провода (вместе с внутренним сопротивлением элемента), то ток в нем определяется выражением
„7 __ фі~~ф2 |
k Rk Rk'
Сложив эти выражения, найдем полный ток, текущий в цепи:
= JiZLi! -j- JL (44.9)
где введены обозначения
R
Ru’
Rk‘
(44.10)
(44.11)
Формула (44.10) определяет сопротивление параллельно соединенных проводов. Величина (44.11) играет роль электродвижущей силы. Для того чтобы она
еГ
не зависела от сопротивлений внешних проводов, достаточно понимать под Rk только внутренние сопротивления элементов. Тогда формула (44.11) будет определять электродвижущую силу батареи параллельно соединенных элементов. Если все элементы одинаковы, то Ш = Шк
Л
8, Я,
СУ г
ч
ъ).о
-ік5ц|_
ГІЬ
w
Рис. 114.
т. е. электродвижущая сила ба-
тареи равна электродвижущей силе одного элемента.
Теперь видно, что для справедливости закона Ома (44.5) участки, содержащие гальванические элементы, не обязательно должны быть тонкими. Достаточно заметить, что область, обтекаемую током, всегда можно мысленно разделить на достаточно тонкие трубки тока, которые можно рассматривать как параллельно соединенные тонкие провода. Электродвижущие силы Шк в этих проводах одинаковы ввиду потенциального характера поля Е в области, где действуют сторонние силы (см. конец предыдущего параграфа). Применив к рассматриваемой системе проводов соотношения (44.9) —
(44.11), мы снова придем к закону Ома (44.5). При этом, ввиду одинаковости всех Шк, величина ок будет означать просто электродвижущую силу источника тока.
Предыдущая << 1 .. 78 79 80 81 82 83 < 84 > 85 86 87 88 89 90 .. 280 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed