2 ОПР! Домашнє завдання з фізики на 18.03.15

Закон Ома для ділянки кола

Презентації Українською мовою з ваших PowerPoint файлів.

Відео за цією темою можете переглянути за посиланнями нижче:

Закон Ома для ділянки кола
Послідовне зєднання провідників
Паралельне зєднання провідників

Уперше залежність сили струму на ділянці електричного кола від прикладеної напруги встановив у 1827 р. німецький вчений Г. Ом. (Схема електричного кола для встановлення цієї залежності приведена на рис.5.3.). Він експериментально довів, що сила струму в металевому провіднику при постійній температурі прямо пропорційна різниці потенціалів на його кінцях та обернено пропорційна його опорові. Г.Ом фактично показав, що для будь-якого провідника відношення прикладеної різниці потенціалів до сили струму, яка при цьому в ньому виникає є величиною сталою, яка й була названа опором провідника. Тобто, , звідки . Останній запис називають математичним вираженням закону Ома для ділянки кола в інтегральній формі.

Величину, обернену до опору −  , називають електричною провідністю.

Опір вимірюється в Омах, тобто [1 Ом]=[1 В/1 А], провідність [1 Ом⁻¹]=[1 См] (Сіменс).

Закон Ома виражає однозначно лінійну залежність величини струму від напруги. Графік функції I=f(U) називають вольтамперною характеристикою даного провідника (рис. 5.4.)

Усяке тіло чинить опір електричному струму. За величиною опору тіла умовно поділяють на 3 класи: провідники, напівпровідники та ізолятори. Провідники − це матеріали, які є найкращими провідниками струму за рахунок наявності великої кількості вільних носіїв струму. Це в першу чергу − метали. Опір провідника залежить від роду матеріалу, розмірів, деформацій та температури. При постійній температурі опір однорідного провідника довжиною l з незмінним перерізом S знаходять із співвідношення:  , де − коефіцієнт пропорційності, який називають питомим опором провідника.

Величина, обернена до питомого опору називається питомою провідністю матеріалу:  .

Одиниці вимірювання: [ρ] = [1 Ом∙м], [γ] = [1 Ом⁻¹∙м⁻¹]. Часто для зручності обрахунків в техніці користуються позасистемною одиницею вимірювання питомого опору − [ρ] = [1 (Ом∙мм²)/м] .

Опір провідника перебуває в лінійній залежності від температури −

 , де  − опір провідника при Т₀=273 К,  ,  − температурний коефіцієнт опору. Для хімічно чистих матеріалів  =1/273 К⁻¹≈0,004 К⁻¹. Із зменшенням температури і наближенням до абсолютного нуля опір провідників зменшується. У 1911 році Каммерлінг−Онесс відкрив явище надпровідності, яке полягає в тому, що при температурі близькій до 0 К електричний опір провідників різко спадає до нуля. Важливість цього відкриття полягає в тому, що коли в колі з надпровідником створити електричний струм, то його величина надзвичайно довгий час залишається незмінною.

Закон Ома має важливе практичне значення, оскільки дозволяє розраховувати складні електричні кола.

1). Послідовне з’єднання провідників (рис.5.5). Особливістю такого з’єднання є те, що сила струму через кожен опір (споживач) буде однаковою. Тоді, відповідно до закону Ома − . Отже, при послідовному з’єднанні провідників напруга на кожному з них пропорційна його опорові.

Напруга на кінцях ділянки при послідовному з’єднанні дорівнює сумі напруг на опорах, тобто . Звідки й слідує, що при послідовному з’єднанні опір ділянки кола дорівнює сумі опорів усіх провідників  .

2). Паралельне з’єднання провідників (рис.5.6). Ознакою паралельного з’єднання є розгалуження електричного кола, у якому електричний струм поділяється відповідно до кількості увімкнених провідників (споживачів). Точка, де сходяться провідники називається вузлом. Виходячи з того, що у таких точка електричний заряд нагромаджуватись не може, тому із закону збереження заряду й слідує, що сила струму після розгалуження дорівнює сумі струмів до розгалуження, або  . Оскільки напруга, це різниця потенціалів між двома точка кола, то вона залишається сталою для усіх провідників, увімкнених паралельно, тому  і т. д.

Отже, при паралельному з’єднанні провідників сили струму в провідниках обернено пропорційні їхнім опорам. Розрахувати ж загальний опір кола можна з таких міркувань:  , звідки й слідує, що  . Одержали, що при паралельному з’єднанні провідників величина обернена до загального опору дорівнює сумі величин, обернених до опорівІнформацію взято на сайті: http://fizmat.7mile.net/

Презентації Українською мовою з ваших PowerPoint файлів.