Немецкий физик Г. Ом (1787—1854) экспериментально установил в 1826г., что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику (т.е. проводнику, в котором не действуют сторонние силы), пропорциональна напряжению U на концах проводника: , где R — электрическое сопротивление проводника. Это уравнение выражает закон Ома для участка цепи (не содержащего источника э.д.с.): сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Эта формула позволяет установить единицу сопротивления — ом (Ом): 1 Ом—сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1 В течет постоянный ток 1 А. Величина называется электрической проводимостью проводника. Единица проводимости — сименс (См): 1 См—проводимость участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом. Сопротивление проводников зависит от его размеров и формы, а также от материала, из которого проводник изготовлен. Для однородного линейного проводника сопротивление R прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S : , где ( — коэффициент пропорциональности, характеризующий материал проводника. Он называется удельным электрическим сопротивлением. Единица удельного электрического сопротивления — Ом(метр (Ом(м). Рассмотрим неоднородный участок цепи, где действующую ЭДС на участке 1-2 обозначим через (12, а приложенную на концах участка разность потенциалов — через (1- (2. Если ток проходит по неподвижным проводникам, образующим участок 1-2, то работа А12 всех сил (сторонних и электростатических), совершаемая над носителями тока, по закону сохранения и превращения энергии равна теплоте, выделяющейся на участке. Работа сил, совершаемая при перемещении заряда q0 на участке 1-2, (12 . (15.1) ЭДС (12, как и сила тока I — величина скалярная. Ее необходимо брать либо с положительным, либо с отрицательным знаком в зависимости от знака работы, совершаемой сторонними силами. Если ЭДС способствует движению положительных зарядов в выбранном направлении (в направлении 1—2), то (12>0. Если ЭДС препятствует движению положительных зарядов в данном направлении, то (12<0. За время t в проводнике выделяется теплота . (15.2) Из формул (15.1) и (15.2) получим (12. (15.3) Отсюда . (15.4) Выражение (15.3) или (15.4) представляет собой закон Ома для неоднородного участка цепи в интегральной форме, который является обобщенным законом Ома. Если на данном участке цепи источник тока отсутствует ((12 =0), то из (15.4) приходим к закону Ома для однородного участка цепи: (при отсутствии сторонних сил напряжение на концах участка равно разности потенциалов). Если же электрическая цепь замкнута, то выбранные точки 1 и 2 совпадают, (1=(2; тогда из (15.4) получаем закон Ома для замкнутой цепи: I =(/R, где ( — ЭДС, действующая в цепи, R — суммарное сопротивление всей цепи. В общем случае Рис. 15.2. R=r+R1, где r—внутреннее сопротивление источника ЭДС, R1 — сопротивление внешней цепи. По этому закон Ома для замкнутой цепи будет иметь вид I =( /(r+R).
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Закон Ома» з дисципліни «Курс лекцій з загальної фізики, орієнтований на будівельні спеціальності»
