26. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Электродвижущая сила

Один из основных законов электродинамики был открыт в 1826 г. немецким учителем физики Георгом Омом. Он установил, что сила тока в проводнике пропорциональна разности потенциалов:

Рассмотрим неоднородный участок цепи, участок, содержащий источник ЭДС (т.е. участок,  где действуют неэлектрические силы). Напряженность  поля в любой точке цепи равна векторной сумме поля кулоновских сил и поля сторонних сил, т.е. 

      Величина, численно равная работе по переносу единичного положительного заряда суммарным полем кулоновских и сторонних сил на участке цепи (1 – 2), называется напряжениемна этом участке U₁₂(рис. 7.4).

Рис. 7.4

.

(7.5.1)

т.к. , или , тогда

(7.5.2)

      Напряжение на концах участка цепи совпадает с разностью потенциалов только в случае, если на этом участке нет ЭДС, т.е. на однородном участке цепи. Запишем обобщенный закон Ома для участка цепи содержащей источник ЭДС:

(7.5.3)

      Обобщенный закон Ома выражает закон сохранения энергии применительно к участку цепи постоянного тока. Он в равной мере справедлив как для пассивных участков (не содержащих ЭДС), так и для активных.

      В электротехнике часто используют термин падение напряжения – изменение напряжения вследствие переноса заряда через сопротивление

(7.5.4)

В замкнутой цепи: ;

      или      

      где ; r – внутреннее сопротивление активного участка цепи (рис. 7.5).

      Тогда закон Ома для замкнутого участка цепи, содержащего источник ЭДС запишется в виде

(7.5.5)

Рис. 7.5