Електрорушійна сила. Закон Ома для повного кола

Електрорушійна сила. Закон Ома для повного кола.

Мета заняттяoпанування студентами закону Ома для повного кола, і понять зовнішнього та внутрішнього опору, електрорушійної сили.-розглянути природу сил, діючих у середині джерела струму.- сформувати навички застосування закону Ома. -закріпити й поглибити знання студентів під час розрахунків найпростіших електричних кіл.- формування та розвиток пізнавального інтересу студентів.- сприяти розкриттю індивідуальних здібностей студентів.- розвивати вміння виділяти головне, актуалізувати, зіставляти набуті знання.

Мотивація навчальної діяльності студентів. Ознайомлення з новими поняттями та процесами в електричних колах , які мають досить велике практичне значення в цивілізованому світі: це освітлення, тепло, різні електроприлади. Знання про електричні явища потрібні кожній людині, яку професію вона не обрала б собі в майбутньому.

План заняття. Електричне коло, внутрішня і зовнішня ділянки кола. Поняття електрорушійної сили джелела струму. Закон Ома для повного кола. Наслідки закону Ома для повного кола. Типи з’єднання джерел струму

Електричне коло. Найпростіше електричне коло являє собою з’єднані провідниками в певному порядку джерело струму, споживач електричної енергії і замикальний (розмикальний) пристрій. Напрямок струму в колі вважають від позитивного полюса джерела струму до негативного . В умовному позначенні джерела струму довга риска означає позитивний полюс джерела, а коротка – негативний. Сторонні сили забезпечують розділення різнойменно заряджених частинок в джерелі (у внутрішньому колі) і підтримують певну різницю потенціалів на полюсах, тим самим зумовлюючи рух зарядів у зовнішньому колі. Отже, полюси джерела струму розділяють внутрішню і зовнішню ділянки кола.

Хімічні джерела струму – пристрої в яких розподіл зарядів відбувається за рахунок енергії, внаслідок хімічних реакцій

Поняття електрорушійної сили. Робота сторонніх сил дорівнює сумі робіт, що виконується по переміщенню заряду на внутрішній і зовнішній ділянці кола. Кожне джерело живлення характеризується своєю електрорушійною силою й внутрішнім опором r. Електрорушійна сила- фізична величина, яка вимірюється роботою, затрачуваною джерелом струму на переміщення одиничного позитивного заряду у замкнутому колі. Вимірюється в системі СІ у Вольтах. Отже, електрорушійну силу джерела можна розлядати як найбільшу енергію, яку воно може в результаті хімічних чи інших процесів передати кожному з розділених зарядів.

Закон Ома для повного кола. Відповідно до закону Ома для зовнішньої та внутрішньої ділянок кола можна записати Uвн = Ir, Uзн = IR. Тоді ε = IR + Ir, сума спадів напруг на зовнішньому і внутрішньому опорах замкнутого кола і дорівнює ЕРС джерела. Закон Ома для повного кола: сила струму в замкненому електричному колі прямо пропорційна електрорушійній силі джерела струму й обернено пропорційна сумі зовнішнього і внутрішнього опорів. Отже, сила струму в колі залежить від трьох величин, дві з яких (ЕРС і внутрішній опір) характеризують джерело, а третя залежить від самого кола.

Наслідки закону Ома для повного кола. Напруга на полюсах замкнутого джерела струму  U = Ɛ - І r . Напруга на полюсах розімкнутого джерела струму  U = Ɛ. Коротке замикання джерела струму Іmax = Ɛ/r , тобто джерело дає найбільший струм, який може дати дане джерело (R→0).

Послідовне з’єднання джерел струму При послідовному з’єднанні, позитивний полюс одного джерела з’єднують з негативним полюсом наступного. ЕРС послідовно з’єднаних джерел струму, дорівнює сумі ЕРС кожного з них (ξпосл=ξ1+ξ2+…+ξn), а внутрішній опір відповідної батареї, дорівнює сумі внутрішніх опорів її окремих елементів (rпосл=r1+r2+…+rn). Послідовне з’єднання джерел струму застосовують в тих випадках, коли зовнішнє електричне коло розраховане на відносно невеликі струми і має відносно великий опір (R>>r).

Паралельне з’єднання джерел струму При паралельному з’єднанні джерел струму їх однойменні полюси з’єднуються в один вузол. При цьому, е.р.с. відповідної батареї дорівнює е.р.с. одного з її складових елементів (звичайно за умови, що ці елементи є однаковими): ξпар=ξ1; а внутрішній опір – зменшується в n разів: r=r1/n, де n – кількість паралельно з’єднаних елементів. Паралельне з’єднання джерел струму застосовують в тих випадках, коли опір зовнішнього електричного кола відносно малий (R≅r), а це коло розраховано на відносно великі струми.

Розвязування задач1. Задача. При підключенні лампочки до батареї елементів із ЕРС 4,5 В вольтметр показав напругу на лампочці 4 В, а амперметр силу струму 0,25 А. Який внутрішній опір батареї?Задача 2. До джерела струму з ЕРС 5 В і внутрішнім опором 0,5 Ом підключено лампу з опором 12 Ом. Визначте напругу на лампіЗадача 3. Джерело стру з ЕРС 60 В і внутрішнім опором 2 Ом підключили до ділянки кола, що складається з двох послідовно з’єднаних резисторів. Сила струму в колі становить 2 А, опір одного з резисторів 20 Ом. Знайдіть опір іншого резистора

Кросворд Яка речовина відіграє важливу роль у роботі акумулятора для збереження та виділення електричної енергії ?1. Елемент електричного кола, струм якого не залежить від опору зовнішнього кола.2. Хімічний вид джерела струму3. На якій ділянці кола сторонні сили забезпечують розділення різнойменно заряджених частинок?4. Від чого залежить сила струму в повному колі,якщо ε і r вважати сталими величинами. ?5. Зі зменшенням зовнішнього опору, струм в колі …..6. Частинка найменшого негативного заряду ?7. Коли І=0, то це означає що електричне коло ….8. При короткому замиканні, яка величина досягає мах значення?

Д Ж Е Р Е Л ОА К У М У Л Я Т О РВ Н У Т Р І Ш Н ЯО П І Р З Б І Л Ь Ш И Т Ь С ЯЕЕ Л Е К Т Р О НР О З І М К Н Е Н ЕС Т Р У М