2.Законы Ома. Закон Джоуля-Ленца.
Закон Ома для участка цепи: (Сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному
напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника).
- электрическая проводимость.
Сопротивление
проводника зависит от его размеров, формы, а также материала
из которого он изготовлен. Для однородного линейного проводника: , где
- удельное электрическое сопротивление.
Подставим
в закон Ома для
участка цепи:
, где
- удельная
электрическая проводимость. Т.к.
и
, то
. Это закон Ома в
дифференциальной форме.
Согласно
опытным данным: .
Рассмотрим
неоднородный участок цепи 1-2, где действует ЭДС. ЭДС обозначим , а приложенную на концах разность потенциалов -
. Работа сил, совершаемая при перемещении заряда Q0 на участке 1-2 равна:
.(1) По закону сохранения энергии работа равна теплоте,
выделившейся на участке. За время t в
проводнике выделяется теплота
. (2). Из (1) и (2) получаем
, откуда:
. Это обобщенный закон
Ома (закон Ома для неоднородного участка цепи).
Закон Джоуля-Ленца:
Рассмотрим
неподвижный однородный проводник, к концам которого приложено напряжение U. За время dt через
сечение проводника протекает заряд . При этом работа равна:
.(1) Если сопротивление проводника равно R, то, по закону Ома:
(2). Из (1) и (2)
следует, что мощность тока
. Т.к. проводник неподвижен, то
(3). Из (1), (2), (3) следует:
.
Это закон Джоуля-Ленца.