Електрорушійна сила. Закон Ома для повного кола.
План
Щоб розібратися чи достатньо цих умов, для виникнення струму в провіднику розглянемо фізичні моделі, які допоможуть глибше зрозуміти природу струму.
Дослід1.Кульки лежать нерухомо на горизонтальному жолобі.На кульки діє гравітаційне поле Землі з силою тяжіння, подібно до того як електричне поле діє з кулонівською силою на заряджені частинки в провіднику.
Кульки не рухаються.Що потрібно зробити, щоб вони почали рухатись під дією тяжіння?(Створити різницю рівнів між кінцями жолоба).
Тоді кулька матиме різну потенціальну енергію в різних місцях жолоба, і рухатиметься в бік меншого значення потенціальної енергії
Дослід 2.Два електрометри; провідник з ізольованою ручкою; скляна паличка; папір.
Як створити струм між двома кулями?(Потрібно одній з куль надати енергії (потенціалу) передавши їй заряд і з’єднати кулі провідником). Або обом кулям надати різного за величиною зарядів. Струм матиме напрям у бік меншого потенціалу
Щоб струм знайшов споживача – необхідне електричне коло. Що ми називаємо електричним колом? Електричною схемою? (слайд 6),(учні дають відповіді на поставлені запитання)
Дослід 3. Кулька, скотившись похилим жолобом на стіл, швидко зупиняється і струм між кулями, після з’єднання їх провідником, швидко зникає. Проте лампочка, при замиканні ваших електричних кіл, світиться як завгодно довго.
Як зробити так, щоб кулька постійно рухалась жолобом? А струм постійно існував у провіднику. (учні висловлюють свої думки,а висновок наступний: як тільки кулька скочується, їй потрібно швидко переміщувати на старт, аналогічну роботу потрібно виконувати із електронами).
Але дану роботу не може виконувати сила тяжіння чи електрична сила, адже кулька має рухатися в бік до більшої енергії, а заряд до більшого потенціалу. Цю роботу виконують сторонні сили
Види джерел струму
Дослід №4.Демонстрація роботи різних джерел струму:
Овочі – хімічні джерела струму:
Отже, сторонні сили виконують роботу струму у внутрішньому та зовнішньому колах.
Аст=А зовн +А вн,поділимо на q
Аст =Азовн + Авн(1)
q qq
У формулі (1 - електрорушійна сила джерела (е.р.с.)
= IR-спад напруги на зовнішній ділянцікола
= Ir-спад напруги на внутрішній ділянцікола
Тоді, сума спадів напруг на зовнішній та внутрішній ділянці кола дорівнює електрорушійній силі.
(2)
Перетворюємо формулу (2) і отримуємо закон Ома для повного кола:
сила струму в замкненому електричному колі прямо пропорційна електрорушійній силі джерела струму й обернено пропорційна повному опору кола.