Закон Ома для замкнутой цепи, соотношение между ЭДС (VB) электрического элемента и напряжением на его полюсах
Закон Ома
ЭДС электрического элемента (батарея — источник) — это общая работа, совершаемая внутри и снаружи элемента по передаче электрических зарядов в электрической цепи. Если мы обозначим ЭДС батареи через (V B ), то общая сила тока в цепь (I), внешнее сопротивление (R) и внутреннее сопротивление ячейки (r).
Тогда: V B = IR + I r
V B = I (R + r)
I = V B / (R + r)
Это известно как закон Ома для замкнутой цепи, где:
Сила электрического тока = Общая электродвижущая сила / Общее сопротивление цепи
Связь между ЭДС (V B ) электрического элемента и напряжением на его полюсах (V)
По закону Ома для замкнутой цепи:
V B = IR + I r, V = IR
∴ V B = V + I r, ∴ V = V B — I r
Из предыдущего соотношения, мы видим , что ево внешнее сопротивление (R) в складках, электрический ток (I) , проходящий в цепи постепенно уменьшается , а разность потенциалов (V) , между полюсами увеличиваются клетки.
Разность потенциалов (V) между полюсами ячейки становится равной ЭДС источника (V B ). Когда значение тока становится очень маленьким, (I r) можно не учитывать.
ЭДС электрического элемента больше, чем разность потенциалов между выводами его внешней цепи, когда цепь включена , потому что внутреннее сопротивление электрического элемента потребляет работу, чтобы пропустить ток внутри электрического элемента на основе соотношения ( V B = V + I r) и, следовательно, (V <V B ).
Следовательно, мы можем определить ЭДС ячейки как:
ЭДС ячейки (V B ) — это разность потенциалов на полюсах ячейки в случае отсутствия тока в цепи (выключатель разомкнут), или это общая работа, выполняемая внутри и снаружи ячейки для передачи электрического заряда. 1 C (электрические заряды) в единице в электрической цепи , ЭДС о й источник измеряются в вольтах.
Когда ЭДС электрического элемента = 3 В, общая работа, проделанная внутри и снаружи элемента по передаче электрического заряда 1 Кл в электрической цепи = 3 Дж.
В случае включения в цепь одного электрического элемента:
Где V B — показание вольтметра на батарее, имеющей внутреннее сопротивление r, батарея подключена последовательно с сопротивлением , имеющим разность потенциалов V 2, и она подключена последовательно с амперметром .
Если переключатель К замкнут:
I = V B / (R + r)
I = V B — V 1 / r
I = V 2 / R
V 2 = I R, V 1 = V B — I r
Если выключатель К разомкнут:
I = 0
V 2 = 0, V 1 = V B
В случае двух последовательно включенных в цепь электрических ячеек
Где V 1 — это показания вольтметра на первой батарее, имеющей внутреннее сопротивление r 1 , V 2 — это показания вольтметра на второй батарее, которая имеет внутреннее сопротивление r 2 , разность потенциалов на две батареи V 3 .
Когда две батареи подключены в одном направлении:
I = [(V B ) 1 + (V B ) 2 ] / (R + r 1 + r 2 )
V 1 = (V B ) 1 — I r 1
V 2 = (V B ) 2 — I r 2
V 3 = V 1 + V 2
Когда две батареи подключены в противоположных направлениях, Где (V B ) 2 <(V B ) 1 :
I = [(V B ) 1 — (V B ) 2 ] / (R + r 1 + r 2 )
V 1 = (V B ) 1 — I r 1 (разрядный корпус)
V 2 = (V B ) 2 + I r 2 (зарядный футляр)
V 3 = V 1 — V 2