|
ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА Внутри источника тока происходит разделение зарядов, в результате чего на положительном полюсе источника накапливается положительный заряд, а на отрицательном - отрицательный. Вследствие этого между полюсами возникает разность потенциалов, и во внешней части цепи возникает электростатическое поле, под действием которого во внешнем круге течет ток. Вне источником тока свободные заряды движутся под действием сил электростатического поля, но внутри источника они движутся против сил этого поля. Причины движения зарядов в источнике по своей природе отличаются от природы кулоновских сил. Совокупность причин, через которые происходит вынужденное перемещение зарядов внутри источника тока, называют сторонними силами. Природа сторонних сил может быть различной: они могут возникать в результате химических реакций (в гальванических элементах и аккумуляторах), изменения магнитного поля в электромагнитных генераторах), благодаря световому воздействию (в фотоэлементах) и др. Сторонние силы своей работой замыкают круг и обеспечивают постоянство тока. Каждый источник тока характеризуется работой действующих в нем сторонних сил по перемещению единицы положительного заряда, то есть определенной електрорушійною силой (ЭДС). · Электродвижущая сила
В системе СИ: ЭДС источника тока равна 1, если сторонние силы, действующие в источнике, выполняют работу 1 Дж, перемещая единичный положительный заряд от отрицательного полюса к положительному. Любой источник тока по сути является преобразователем энергии: в нем один какой-либо вид энергии превращается в электрическую. С этой точки зрения сторонние силы и выполняют работу по разделению зарядов (физическая величина, измеряемая работой сторонних сил по разъединению единицы количества электричества). Если во время прохождения по участку электрического тока на свободные заряды действуют только кулоновские силы, участок называют однородной, если действуют кулоновские и сторонние силы, то - неоднородной. Рассмотрим неоднородную участке 1-2 электрической цепи, изображенную на рисунке.
Поскольку участок неоднородна, то работа A1-2 по перемещению свободных заряженных частиц, выполняемая во время прохождения электрического тока на этом участке равна:
Тогда работа по перемещению единичного положительного заряда на участке 1-2 электрической цепи равна:
С учетом того, что
где U1-2 - напряжение на участке 1-2 круга. Таким образом, · напряжение на участке цепи - это скалярная величина, численно равная полной работе A1-2 кулоновских и сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда на участке цепи:
4. Закон Ома для полной цепи Определим силу тока на участке неоднородной. С учетом закона Ома для участка цепи, получаем:
Если соединить концы этого участка, получим полный (замкнутый) электрическая цепь, состоящая из двух частей - внутренней и внешней. Внутренняя часть представляет собой источник тока, имеющий ЭДС Для полного круга φ1 = φ2, а общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений внешней и внутренней частей круга R + r. Тогда получаем закон Ома для полной (замкнутой) цепи: · сила тока в замкнутой цепи, содержащей один источник, равна отношению ЭДС источника к полному сопротивлению цепи:
Если круг содержит несколько последовательно включенных элементов с ЭДС Общее сопротивление цепи равно сумме всех сопротивлений:
В случае последовательного соединения n одинаковых источников тока, каждый из которых имеет ЭДС
В случае параллельного соединения n одинаковых источников тока, каждое из которых имеет ЭДС
ВОПРОС К УЧАЩИМСЯ В ХОДЕ ИЗЛОЖЕНИЯ НОВОГО МАТЕРИАЛА Первый уровень 1. При каком условии ток может течь в замкнутом круге? 2. На каких участках цепи свободные заряды движутся против сил электростатического поля? 3. Какие силы принято называть сторонними силами? На каких участках цепи действуют эти силы? 4. В каком случае напряжение между двумя точками электрической цепи равна разности потенциалов между этими точками? Второй уровень 1. Как стоит понимать, что ЭДС одного источника больше ЭДС другого? 2. От чего зависит знак ЭДС в законе Ома для полной цепи?
ЗАКРЕПЛЕНИЕ ИЗУЧЕННОГО МАТЕРИАЛА 1. Есть работа, выполняемая источником тока во внутренней части круга, величиной постоянной? 2. В замкнутом круге посторонние силы выполняют работу 4 Дж. Какую работу выполнили за это же время кулоновские силы во всем круге? 3. Могут существовать токи, которые текут от низшего потенциала к высшему? 1. Аккумулятор мотоцикла имеет ЭДС 6 В и внутреннее сопротивление 0,5 Ом. К нему подключили реостат сопротивлением 5,5 Ом. Найдите силу тока в реостаті. 2. В замкнутом круге сила тока равна 0,5 А. Какую работу выполняют сторонние силы за 20 с, если ЭДС источника тока 24 В? 3. ЭДС источника тока 6 В, а сила тока в замкнутом круге 2 А. Определите сопротивление внешнего участка цепи, если внутреннее сопротивление источника тока 0,5 Ом. ЧТО МЫ УЗНАЛИ НА УРОКЕ • Совокупность причин, через которые происходит вынужденное перемещение зарядов внутри источника тока, называют сторонними силами. • Электродвижущая сила
• Закон Ома для полной цепи: сила тока в замкнутой цепи, содержащей один источник, равна отношению ЭДС источника к полному сопротивлению цепи:
• В случае последовательного соединения n одинаковых источников тока закон Ома имеет вид:
• В случае параллельного соединения n одинаковых источников тока закон Ома имеет вид:
1. Подр-1: § 10 (п. 1, 2, 3, 4); подр-2: § 7 (п. 1, 2). Рів1 № 5.6; 5.7; 5.8; 5.18. Рів2 № 5.35; 5.37; 5.38; 5.39. Рів3 № 5.44, 5.45; 5.46; 5.47.
|
|
- это скалярная величина, характеризующая энергетические свойства источника тока и равна отношению работы сторонних сил по перемещению положительного заряда внутри источника к значению этого заряда:
получаем:
и внутреннее сопротивление 
3 и т.д., то полная ЭДС цепи равна алгебраической сумме ЭДС отдельных элементов.
