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

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:

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

2 = I R, V 1 = V B — I r

Если выключатель К разомкнут:

I = 0

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 )

1 = (V B ) 1 — I r 1

2 = (V B ) 2 — I r 2

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 )

1 = (V B ) 1 — I r 1   (разрядный корпус)

2 = (V B ) 2 + I r 2   (зарядный футляр)

3 = V 1 — V 2