En fullständig sluten krets (fig. 1) kan betraktas som en seriekoppling av den externa kretsresistansen (R) och den interna resistansen hos strömkällan (r). Som är:
Om du byter ut strömkällan med en sådan att dess inre resistans är lika med samma resistans som den föregående, kommer strömmen i kretsen att ändras. Det vill säga att strömmen i kretsen beror på både källans inre resistans och dess EMF. Kvantitativt sett är alla dessa kvantiteter: EMF ($\mathcal E$) hos källan, dess interna motstånd, strömstyrka i kretsen (I), kretsens elektriska resistans (R) relaterade till Ohms lag.
Förhållandet mellan Ohms lokala lag och integrallagen för en sluten krets
Låt oss anta att elektriska strömmar flyter i tunna ledningar. I detta fall sammanfaller strömmarnas riktningar med trådaxelns riktning. För tunna trådar kan vi anta att strömtätheten är $\overrightarrow(j)=const$ vid vilken punkt som helst i trådens tvärsnitt. I vårt fall kan vi skriva att strömstyrkan är lika med:
där $S$ är ledarens tvärsnittsarea. Låt oss ta itu med likström (I=const) längs hela ledaren. Låt oss anta att det finns en EMF-källa ($\mathcal E$) i kretsen. I det här fallet kommer den lokala formuleringen av Ohms lag att se ut så här:
där $\overrightarrow(E)$ är fältstyrkan för Coulomb-krafter, $\overrightarrow(E_(stor))$ är fältstyrkan för externa krafter, $\sigma $ är specifik konduktivitet, $\overrightarrow(e)$ är enhetsvektorn, strömriktad. För en tunn tråd kan du skriva uttryck (3) som:
Låt oss multiplicera uttrycket (4) med elementet av ledarlängden (dl) och hitta integralen över sektionen av ledaren från punkt 1 till punkt 2. Eftersom vi antog att strömstyrkan är konstant har vi:
Det elektrostatiska fältet är potentiellt, därför:
Den andra integralen i uttrycket (5) är inte lika med noll endast inom gränserna för EMF-källan. Det beror inte på positionen för punkterna 1 och 2. De får endast placeras utanför källan.
Källans emk anses vara större än noll om väg 1-2 korsar källan från den negativa polen till den positiva polen.
där $R"$ är elektrisk resistans, $\rho$ är resistivitet. Från uttryck (5) får vi alltså:
Vi har erhållit Ohms lag i integral form. Om kretsen är sluten, då $(\varphi )_1=(\varphi )_2$, därför:
där $R"$ är hela kretsens elektriska resistans, belastningens elektriska resistans och strömkällans inre resistans. Det vill säga vi skriver Ohms lag för en sluten krets som:
där $r$ är strömkällans elektriska resistans.
Ganska ofta måste vi lösa problem där spänningen i ändarna av en del av kretsen inte är känd, men resistanserna är givna komponenter kretsen och emk för källan som driver kretsen. Använd sedan Ohms lag i formen (11) för att beräkna strömstyrkan som flyter i kretsen.
Exempel 1
Uppgift: Strömkällan har ett internt elektriskt motstånd lika med r. Hitta potentialfallet inuti källan ($U_r$) inuti elementet om strömmen i kretsen är I. Hur beräknar man kretsens yttre elektriska resistans under givna förhållanden?
Som grund för att lösa problemet använder vi Ohms lag för en sluten krets:
Från formel (1.1) är det lätt att få en formel för beräkning av externt motstånd:
För att beräkna spänningsfallet inuti strömkällan använder vi Ohms lag för kretssektionen:
\[(I=\frac(U_r)(r)\to U)_r=Ir\ \left(1.2\höger).\]
Svar: $U_r=Ir,$ $R=\frac(\mathcal E)(I)-r.$
Exempel 2
Tilldelning: Strömkällan har ett internt motstånd lika med r=1 Ohm och en emf lika med $\mathcal E$=10V. Hitta källeffektiviteten ($\eta $) om strömmen i kretsen är I=5 A.
Effektiviteten hos strömkällan är lika med förhållandet:
\[\eta =\frac(P")(P)\vänster(2.1\höger),\]
där $P"$ är effekten (nyttig effekt) som frigörs av den externa delen av kretsen, är $P$ den totala effekten som utvecklas av källan. I det här fallet:
\ \
Därför kan källeffektiviteten uttryckas som:
\[\eta =\frac(I^2R\ )(\mathcal E I)=\frac(IR)(\mathcal E)\left(2.4\right).\]
Efter Ohms lag för en sluten krets skriver vi:
Låt oss uttrycka från (2.5) det elektriska motståndet för den externa kretsen, vi får:
Genom att ersätta (2.6) i uttrycket för effektivitet (2.4) får vi:
\[\eta =\frac(I\left(\frac(\mathcal E)(I)-r\right))(\mathcal E)=\frac(\mathcal E-Ir)(\mathcal E).\ ]
Låt oss ersätta numeriska data, utföra beräkningar och få:
\[\eta =\frac(10-5\cdot 1)(10)\cdot 100\%=50\%\]
Ansluten med ledningar till olika elektriska apparater och konsumenter av elektrisk energi, bildar den en elektrisk krets.
Det är vanligt att avbilda en elektrisk krets med hjälp av diagram där elementen i den elektriska kretsen (motstånd, strömkällor, strömbrytare, lampor, enheter etc.) indikeras med speciella ikoner.
Aktuell riktning i en krets - detta är riktningen från strömkällans positiva pol till den negativa. Denna regel etablerades på 1800-talet. och har observerats sedan dess. Rörelsen av verkliga laddningar kanske inte sammanfaller med den villkorade riktningen för strömmen. Således, i metaller, är strömbärare negativt laddade elektroner, och de rör sig från den negativa polen till den positiva, det vill säga i motsatt riktning. I elektrolyter verklig rörelse Laddningarna kan sammanfalla eller vara motsatta strömriktningen, beroende på vilka joner som är laddningsbärare - positiva eller negativa.
Införandet av element i en elektrisk krets kan vara konsekvent eller parallell.
Ohms lag för en komplett krets.
Betrakta en elektrisk krets som består av en strömkälla och ett motstånd R.
Ohms lag för komplett kedja upprättar en koppling mellan strömstyrkan i kretsen, emk och kretsens totala resistans, bestående av extern resistans R och inre resistans hos strömkällan r.
Utomstående krafters arbete Ast nuvarande källa, enligt definitionen av EMF ( ɛ ) är lika med Ast = ɛq, Var q- laddning flyttad av EMF. Enligt definitionen av ström q = Det, Var t- den tid under vilken avgiften överfördes. Härifrån har vi:
Ast = ɛ Det.
Värmen som alstras när arbete utförs i en krets, enl Joule-Lenz lag, är lika med:
F = jag 2 Rt + jag 2 rt.
Enligt lagen om energibevarande A = Q. Likställande ( Ast = ɛ Det) Och ( F = jag 2 Rt + jag 2 rt), får vi:
ɛ = IR + Ir.
Ohms lag för en sluten krets skrivs vanligtvis som:
.
Strömstyrkan i en komplett krets är lika med förhållandet mellan kretsens emk och dess totala resistans.
Om kretsen innehåller flera seriekopplade källor med EMF ɛ 1, ɛ 2, ɛ 3 etc., då är den totala EMF för kretsen lika med den algebraiska summan av EMF för individuella källor. Tecknet för källans emk bestäms i förhållande till riktningen för kretsförbikopplingen, som väljs godtyckligt, till exempel i figuren nedan - moturs.
I det här fallet utför externa krafter inuti källan positivt arbete. Omvänt gäller följande ekvation för kretsen:
ɛ = ɛ 1 + ɛ 2 + ɛ 3 = | ɛ 1 | - | ɛ 2 | -| ɛ 3 | .
I enlighet med strömstyrkan är positiv med en positiv EMF - riktningen för strömmen i den externa kretsen sammanfaller med riktningen för att kringgå kretsen. Impedansen för en krets med flera källor är lika med summan av de externa och interna resistanserna för alla EMF-källor, till exempel för figuren ovan:
Rn = R + ri + r2 + r3.
Ohms lag för en sluten krets visar att strömvärdet i en verklig krets beror inte bara på belastningsresistansen, utan också på källresistansen.
Formuleringen av Ohms lag för en sluten krets är som följer: mängden ström i en sluten krets som består av en strömkälla med interna och externa belastningsresistanser är lika med förhållandet mellan källans elektromotoriska kraft och summan av den inre och yttre motstånd.
För första gången fastställdes och beskrevs strömmens beroende av motstånd experimentellt av Georg Ohm 1826.
Formeln för Ohms lag för en sluten krets är skriven enligt följande:
- I [A] – strömstyrka i kretsen,
- ε [V] – EMF för spänningskällan,
- R [Ohm] – allas motstånd yttre element kedjor,
- r [Ohm] – inre resistans hos spänningskällan
Lagens fysiska innebörd
Konsumenter av elektrisk ström bildar tillsammans med strömkällan en sluten elektrisk krets. Strömmen som går genom förbrukaren går också genom strömkällan, vilket innebär att strömmen förutom ledarens resistans har motstånd från själva källan. Således kommer den slutna kretsens totala resistans att vara summan av konsumentresistansen och källresistansen.
Den fysiska innebörden av strömberoendet av källans emk och kretsens resistans är att ju större emk, desto större energi blir laddningsbärarna och därför desto större blir hastigheten för deras ordnade rörelse. När kretsens motstånd ökar minskar laddningsbärarnas energi och rörelsehastighet, och därför storleken på strömmen.
Beroende kan demonstreras experimentellt. Betrakta en krets som består av en källa, en reostat och en amperemeter. Efter att ha slagits på flyter en ström i kretsen, observerad på amperemetern genom att flytta reostatreglaget, kommer vi att se att när det yttre motståndet ändras, kommer strömmen att ändras.
Exempel på problem som använder Ohms lag för en sluten krets
En reostat med ett motstånd på 4 Ohm är anslutet till en EMF-källa på 10 V och ett internt motstånd på 1 Ohm. Hitta strömmen i kretsen och spänningen vid källklämmorna.
När ett motstånd med en resistans på 20 Ohm kopplades till ett batteri av galvaniska celler var strömmen i kretsen 1 A, och när ett motstånd med en resistans på 10 Ohm kopplades blev strömmen 1,5 A. Hitta emk och batteriets inre motstånd.
Om punkterna 1 och 2 sammanfaller, tar uttrycket för Ohms lag för avsnittet en enklare form:
där är den slutna kretsens totala resistans inklusive källornas interna resistans, och är den algebraiska summan av emk. i denna kedja.
Strömmen som uppstår när det yttre motståndet är noll kallas kortslutningsström.
Föreläsning 10.
Anslutning av ledare.
Med hjälp av Ohms lag för en sektion av en krets kan det visas att resistanserna för serie- och parallellkopplingar av ledare är lika, respektive:
Bevis:
Observera att vid parallellkoppling av ledare är det totala motståndet alltid mindre än det minsta motståndet i parallellkopplingen. Se själv.
Joule-Lenz lag.
När ström passerar genom en ledare genererar motstånd värme, som försvinner in miljö. Låt oss hitta denna mängd värme. För detta kommer vi att använda lagen om energibevarande och Ohms lag.
Låt oss överväga homogen sektion av kretsen där en konstant potentialskillnad upprätthålls. Det elektriska fältet fungerar:
Om det inte sker någon omvandling till mekanisk, kemisk eller andra typer av energi än termisk i området, är mängden värme som frigörs lika med det elektriska fältets arbete:
.
Den termiska effekten är lika med:
Den slutliga mängden värme hittas genom integration över tid:
Denna formel uttrycker Joule–Lenz-lagen. Mekanismen för värmefrisättning är associerad med omvandlingen av ytterligare kinetisk energi, som strömbärare förvärvar i ett elektriskt fält, till excitationsenergin av gittervibrationer när bärare kolliderar med atomer vid gitterplatser.
Låt oss finna ett uttryck för Joule–Lenz-lagen i lokal form. För detta ändamål väljer vi en elementär volym i ledaren i form av en cylinder med en generatris längs vektorn. Låt cylinderns tvärsnitt vara och dess längd. Sedan, enligt Joule–Lenz-lagen, är mängden värme som frigörs i denna volym över tiden:
var är volymen på cylindern. Genom att dividera det sista förhållandet med får vi en formel som bestämmer den termiska effekten som frigörs per volymenhet av ledaren:
Specifik värmeeffekt mäts i .
Det resulterande förhållandet uttrycker Joule-Lenz-lagen i lokal form: strömmens specifika termiska effekt är proportionell mot kvadraten på strömtätheten och ledarens specifika resistans vid en given punkt.
I denna form är Joule-Lenz-lagen tillämplig på inhomogena ledare av vilken form som helst, och beror inte på naturen hos yttre krafter. Om bara elektriska krafter verkar på bärarna, så baserat på Ohms lag:
Om en sektion av kretsen innehåller en emk-källa, kommer strömbärarna att påverkas inte bara av elektriska krafter utan också av yttre krafter. I detta fall är värmen som frigörs i området lika med den algebraiska summan av arbetet med elektriska och yttre krafter.
Låt oss multiplicera Ohms lag i integralform med strömstyrkan:
Här till vänster är (termisk kraft), och till höger är den algebraiska summan av krafterna av elektriska och yttre krafter, som kallas nuvarande effekt.
I en sluten krets:
dessa. Kraften av värmealstring är lika med kraften från yttre krafter.
Ohms differentiallag
I 
Låt oss välja en ledare från arrayen (genom vilken elströmjag) en liten cylinder placerad längs de elektriska strömledningarna i ledaren Fig. 5.2. Låt cylinderns längd vara dl och tvärsnittet dS. Sedan
OM 
här
OCH 
Med hjälp av definitionen för strömtätheten (5.1) och för ledarens konduktivitet (5.4) får vi slutligen uttrycket, som kallas Ohms differentiallag
Arbete och kraft som produceras av elektrisk ström
När en laddning rör sig mellan punkter med en viss potentialskillnad som motsvarar spänningsfallet U arbete och producerad kraft:
E 
Denna lag erhölls experimentellt och kallades Joule-Lenz-lagen. Om vi, som det tidigare fallet, fortsätter till övervägandet av små volymer, är det inte svårt att få Joule–Lenz-lagen i differentiell form (5.6-5.8):
Kirchhoffs lagar
Kirchhoffs första regel
Låt oss betrakta en elektrisk krets med grenar Fig. 5.3. Vi kommer att kalla förgreningspunkter för noder. I en steady-state process, när den elektriska strömmen som flyter genom kretsen är konstant, är potentialerna för alla punkter i kretsen också oförändrade. Detta kan hända om elektriska laddningar ackumuleras eller försvinner inte vid kedjans noder.
Således, i ett stationärt tillstånd, är mängden elektricitet som strömmar in i noden lika med mängden elektricitet som lämnar noden. Det följer av detta Kirchhoffs första regel:
Den algebraiska summan av krafterna från elektriska strömmar som konvergerar vid en nod är lika med noll (5,9) (strömmar som kommer in i noden tas med +-tecken och strömmar som lämnar noden med --tecken)
I1+i2+i3-i4-i5=0
ΣI i =0 5.9.
Ledaranslutningar
I praktiken är det ofta nödvändigt att använda olika anslutningar av ledare
P 
seriell anslutning Fig.5.4.
P 
Med en sådan anslutning är den elektriska strömmen i alla delar av kretsen och på alla dess element densamma jag=
jag 1
=
jag 2
=
jag 3
=…
jag n. Spänningen i ändarna av kretsen mellan punkterna A och B är summan av spänningarna vid vart och ett av dess element U AB =
U 1
+
U 2
+
U 3
+…
U n. Således.
Parallellkoppling Fig.5.5
Ohms lag för en sluten krets innehållande e.m.f.
R 
Låt oss betrakta en ogrenad elektrisk krets som innehåller E.M.F.( E) med inre motstånd r och innehållande yttre motstånd R Fig.5.6
Det totala arbetet för att flytta en laddning längs hela kretsen kommer att vara summan av arbetet i den externa kretsen och arbetet inuti källan A=A extern +A källa .
Dessutom är arbetet i den externa kretsen relaterat till mängden laddning, per definition, potentialskillnaden på den externa kretsen (spänningsfall på den externa kretsen) A extern / q= U. Och arbetet genom hela kretsen relaterat till laddningen är per definition E.M.F. A/ q= E. Härifrån E= U+ A källa / q. På andra sidan A källa = jag2 rt. Härifrån A källa / q= Ir. Så får vi äntligen: E= U+ Ir
Eller E= jag(R+ r) 5.12
Under E innebär summan av alla E.M.F. ingår i en ogrenad krets, och med r och R menar vi summan av alla interna och externa resistanser i den ofrenade kretsen.
Strömstyrkan är densamma för hela den oförgrenade slutna kretsen som innehåller E.M.F. är direkt proportionell mot E.M.S. och är omvänt proportionell mot kretsimpedansen.
Kirchhoffs andra regel
Betrakta den grenade kedjan Fig. 5.7. Låt oss kalla sektionen mellan två närliggande noder för en gren. Eftersom förgrening endast sker i angränsande noder, bibehålls inom grenen strömstyrkan i storlek och riktning. Varje krets kan betraktas som en uppsättning kretsar, och för varje krets gäller följande:
I vilken sluten krets som helst, mentalt isolerad från en elektrisk krets, är den algebraiska summan av produkterna av resistanserna i motsvarande sektioner av kretsen, inklusive källornas interna resistanser, och strömstyrkan i kretsen lika med den algeboriska summan av alla E.M.F. i en kedja
Ohms lag för en sluten krets
Om ett elektriskt fält skapas i en ledare och åtgärder inte vidtas för att upprätthålla det, kommer laddningens rörelse mycket snabbt att leda till att fältet inuti ledaren kommer att försvinna och strömmen stannar därför för att upprätthålla en konstant ström under lång tid måste två villkor uppfyllas: den elektriska kretsen måste vara sluten; i den elektriska kretsen tillsammans med områden där den positiva
Eftersom laddningarna rör sig i riktning mot minskande potential, måste det finnas områden där dessa laddningar rör sig i riktning mot ökande potential, d.v.s. mot krafterna i det elektrostatiska fältet (se bilden) streckad linje del av kretsen i fig. 5).
Endast krafter av icke-elektrostatiskt ursprung, kallade yttre krafter, kan flytta positiva laddningar mot krafterna i ett elektrostatiskt fält. Den kvantitet som är lika med externa krafters arbete för att flytta en enhets positiv laddning kallas elektromotorisk kraft (EMF) e, som verkar i en krets eller på dess sektion. EMF e mätt i volt (V). EMF-källan har viss intern resistans, beroende på dess design. Detta motstånd är kopplat i serie med källan i en gemensam elektrisk krets. Galvaniska celler och likströmsgeneratorer används som källor för EMF (Fig. 6).
Om en ogrenad sluten elektrisk krets (fig. 7) innehåller flera seriekopplade element med resistans och emk-källor e till, med inre resistans, kan den ersättas av den motsvarande kretsen som visas i fig. 6. Strömstyrkan i en ekvivalent krets bestäms av Ohms lag för en sluten krets:
;
EMF, liksom strömstyrka, är en algebraisk storhet. Om EMF främjar rörelsen av positiva laddningar i den valda riktningen, då e> 0, om emk förhindrar förflyttning av positiva laddningar i en given riktning, då e < 0. Чтобы определить знак ЭДС, необходимо показать в электрической цепи направление движения положительных зарядов. Положительные заряды в электрической цепи движутся от положительного полюса источника к отрицательному полюсу. Если по ходу этого направления перейти внутри источника от отрицательного полюса к положительному, то e> 0, om vi rör oss inuti källan från den positiva polen till den negativa, då e < 0.
Ris. 6 Fig. 7
Av Ohms lag för en sluten krets följer att spänningsfallet U vid källterminalerna är mindre än EMF. Verkligen, e, eller e. Eftersom, enligt Ohms lag, för en homogen sektion av kretsen är spänningen vid källklämmorna , då
3) med hjälp av Ohms lag för en sluten krets, fastställa förhållandet mellan strömstyrka och EMF.
Berätta för mig Ohms lag
Ohms lag är en fysisk lag som definierar förhållandet mellan spänning, ström och ledarresistans i en elektrisk krets. Uppkallad efter dess upptäckare, Georg Ohm.
Det hände så att det i denna del av sidan fanns två verbala formuleringar av Ohms lag:
1. Kärnan i lagen är enkel: om spänningen och egenskaperna hos ledaren inte ändras under strömpassage, då
Strömstyrkan i en ledare är direkt proportionell mot spänningen mellan ledarens ändar och omvänt proportionell mot ledarens resistans.
2. Ohms lag är formulerad enligt följande: Strömstyrkan i en homogen sektion av kretsen är direkt proportionell mot spänningen som appliceras på sektionen, och omvänt proportionell mot sektionens karaktäristik, som kallas den elektriska resistansen för denna sektion.
Man bör också komma ihåg att Ohms lag är grundläggande och kan tillämpas på alla fysiska system där det finns flöden av partiklar eller fält som övervinner motstånd. Den kan användas för att beräkna hydrauliska, pneumatiska, magnetiska, elektriska, ljus-, värmeflöden, etc., precis som Kirchhoffs regler, men denna tillämpning av denna lag används extremt sällan inom ramen för högt specialiserade beräkningar.
Användare raderad
Den tyske fysikern G. Ohm fastställde experimentellt 1826 att strömstyrkan I som flyter genom en homogen metallledare (dvs en ledare i vilken inga yttre krafter verkar) är proportionell mot spänningen U vid ledarens ändar: 
där R = konst.
Värdet R brukar kallas elektriskt motstånd. En ledare som har elektriskt motstånd kallas ett motstånd. Detta förhållande uttrycker Ohms lag för en homogen sektion av kretsen: strömstyrkan i ledaren är direkt proportionell mot den applicerade spänningen och omvänt proportionell mot ledarens resistans.
SI-enheten för ledarnas elektriska resistans är ohm (Ω). Ett motstånd på 1 ohm har en sektion av kretsen där, vid en spänning på 1 V, en ström på 1 A uppstår.
Ledare som följer Ohms lag kallas linjära. Grafiskt beroende av ström I på spänning U (sådana grafer kallas volt-ampere egenskaper, förkortat CVC) avbildas av en rät linje som går genom origo. Det bör noteras att det finns många material och anordningar som inte följer Ohms lag, t.ex. halvledardiod eller gasurladdningslampa. Även för metallledare, vid tillräckligt höga strömmar, observeras en avvikelse från Ohms linjära lag, eftersom det elektriska motståndet hos metallledare ökar med ökande temperatur.
För en sektion av en krets som innehåller en emk skrivs Ohms lag i följande form:
IR = U12 = φ1 – φ2 + E = Δφ12 + E.
Detta förhållande brukar kallas den generaliserade Ohms lag.
I denna fig. visar en sluten DC-krets. Kedjesektionen (cd) är enhetlig.
Enligt Ohms lag,
IR = Δφcd.
Sektion (ab) innehåller en strömkälla med en emk lika med E.
Enligt Ohms lag för ett heterogent område,
Ir = Δφab + E.
Lägger vi till båda likheterna får vi:
I(R + r) = Δφcd + Δφab + E.
Men Δφcd = Δφba = – Δφab.
Det är därför
Denna formel uttrycker Ohms lag för en komplett krets: strömstyrkan i en komplett krets är lika med källans elektromotoriska kraft dividerat med summan av resistanserna för de homogena och inhomogena sektionerna av kretsen.
Lilla prinsen
I integrerad form: i=L*U | L-elektrisk konduktivitet, 1/R
I differentialform: j=A*E | A - mediets elektriska ledningsförmåga, j - strömtäthet
För en sluten slinga: i= E/(r+R) | redan tagit...
För växelströmmar: uo=io*sqrt (r^2 + (w*L -1/w*C)^2) |uo io - amplituder av ström och spänning, r - kretsens aktiva motstånd, som är inom parentes och kvadratisk - reaktiv komponent, sqrt = kvadratrot....
Olya Semyonova
Ohms lag är en empirisk fysisk lag som bestämmer förhållandet mellan den elektromotoriska kraften hos en källa (eller elektrisk spänning) och styrkan hos strömmen som flyter i en ledare och ledarens resistans. Installerad av Georg Ohm 1826 och uppkallad efter honom.
En sluten krets innehåller: en strömkälla, motstånd (strömförbrukning), enheter för övervakning av strömkarakteristika, ledningar, en nyckel. Ett exempel kan vara kretsen som visas i fig. 5. I förhållande till källan kan vi urskilja en extern krets som innehåller element som finns i den givna källan, om vi följer strömmen från en terminal till den andra, och en intern krets, som inkluderar det ledande mediet inuti källan, betecknar vi motståndet av den externa kretsen genom R, inre källresistans r. Då bestäms strömmen i kretsen av lagen för en sluten krets, som säger att strömmen i en sluten krets är direkt är proportionell mot storleken på emk och omvänt proportionell mot mängden internt och externt kretsmotstånd, dessa.
Följande specialfall följer av denna lag:
Om R tenderar till noll (dvs. R << r), sedan strömmen jag strävar efter maximalt
möjlig mening jag k.z = , kallas kortström
stängningar. Denna ström är farlig för källor eftersom den orsakar överhettning av källan och irreversibla förändringar i det ledande mediet inuti den.
Om R tenderar till ett oändligt stort värde (d.v.s. förutsatt att R >> r), aktuell jag minskar och spänningsfallet inuti källan Ir blir mycket mindre IR, därför IR. Detta innebär att storleken på källans emk praktiskt taget kan mätas med hjälp av en voltmeter ansluten till källans terminaler, förutsatt att voltmeterns resistans R V >> r när den externa kretsen är öppen.
Energidistribution vid drift av en DC-källa
Låt en likströmskälla ha en emk och intern
motstånd r och är stängd för motståndet från den externa belastningen R.
Låt oss analysera flera kvantiteter som kännetecknar energifördelningen under drift av en likströmskälla.
A) Ström som förbrukas av källanR.
Arbete utfört av yttre krafter i en sluten krets längs
laddningsrörelse dq, är lika med:
dA = dq (9)
Baserat på definitionen utvecklas kraften av yttre krafter i
källan är lika med:
(10)
Denna ström förbrukas av källan i delar av kretsen externt och internt i källan. Genom att använda Ohms lag för en sluten krets kan den förbrukade effekten representeras som:
Om belastningsmotstånd R minskar, tenderar till noll, då R zat P max = Om R ökar, tenderar till oändligheten, sedan R zat. Graf över beroendet av den kraft som förbrukas av externa krafter P zat på värdet av externt motstånd R visas i figur 5.
b) Nettoeffekt R under : _
Användbar effekt P i förhållande till källan anses vara den effekt som förbrukas av källan i den externa kretsen, dvs. på extern belastning. Det är lika med:
Använder Ohms lag för en sluten krets, eller ersätter i det sista uttrycket jag till /( R+ r), kan representeras i formen
(13)
Om täljaren och nämnaren för detta uttryck divideras med R, då får du uttrycket
(13a)
visar det tydligt R golv tenderar till noll som om den minskar R till noll, och med dess oändliga ökning, eftersom i båda fallen tenderar detta uttrycks nämnare till oändlighet. Detta innebär att för vissa optimala värde R användbar kraft når maximalt värde
Bestäm det optimala värdet R, och även innebörden , det är möjligt genom att likställa den första derivatan av funktionen med noll R sång = f(R) av R:
(14)
Som kan ses observeras den resulterande jämlikheten under villkoret