Урок 256. Закон Ома для полной (замкнутой) цепи.

• Закон Ома для полной цепи рассматривает участки цепи с действием сторонних сил.  

• В полной цепи есть участки с действием сторонних сил, таких как гальванические элементы.  

• Гальванический элемент состоит из цинковой и угольной пластин, погруженных в раствор серной кислоты.  

• Цинк растворяется в растворе серной кислоты, образуя положительно заряженные ионы цинка.  

• Ионы цинка создают электрическое поле, которое препятствует их дальнейшему растворению.  

• В результате образуется отрицательный заряд на цинковой пластине и положительный заряд на угольной пластине.  

• При замыкании цепи электрический ток течет от положительного полюса к отрицательному.  

• Электрический ток вызывает дальнейшее растворение цинка, что может привести к полному растворению цинковой пластины.  

• Внутреннее сопротивление электролита и выделение водорода ухудшают работу элемента.  

• Электродвижущая сила (ЭДС) равна работе сторонних сил по переносу заряда по замкнутой цепи.  

• Работа сторонних сил расходуется на выделение тепла в электролите и нагрузке.  

• Закон Ома для замкнутой цепи: сила тока прямо пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна сумме внутреннего сопротивления источника и сопротивления нагрузки.  

• Гальванический элемент можно охарактеризовать ЭДС и внутренним сопротивлением.  

• Эти параметры описывают свойства источника тока и позволяют проводить расчеты электрических цепей.  

• Напряжение на выводах источника тока равно ЭДС, умноженной на сопротивление нагрузки, деленное на сумму сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления источника.  

• Эта формула позволяет рассчитать напряжение на выводах источника тока при подключении нагрузки.  

• Напряжение на выводах источника тока зависит от сопротивления нагрузки и внутреннего сопротивления источника.  

• Формулы для расчета напряжения и силы тока легко запоминаются и используются в практических расчетах.  

• Если сопротивление нагрузки больше внутреннего сопротивления источника, напряжение на выводах источника почти равно электродвижущей силе.  

• Если сопротивление нагрузки стремится к бесконечности, источник работает в режиме холостого хода, и напряжение на выводах равно электродвижущей силе.  

• Если сопротивление нагрузки меньше внутреннего сопротивления источника, напряжение на выводах значительно меньше электродвижущей силы.  

• В режиме короткого замыкания напряжение на нагрузке стремится к нулю, а ток короткого замыкания равен отношению электродвижущей силы к внутреннему сопротивлению.  

• В режиме короткого замыкания работа сторонних сил идет на нагрев электролита или обмотки генератора.  

• Короткое замыкание опасно и требует использования предохранителей для предотвращения пожаров.  

• Работа сторонних сил расходуется на внутреннюю и внешнюю части цепи.  

• Зависимость напряжения на выводах источника тока от силы тока линейна и описывается формулой: напряжение равно электродвижущей силе минус произведение силы тока на внутреннее сопротивление.  

• График зависимости напряжения от силы тока называется нагрузочной характеристикой.  

• Источники тока с малым внутренним сопротивлением имеют более линейную нагрузочную характеристику, что позволяет эффективно использовать их для различных нагрузок.  

• Источник тока с малым внутренним сопротивлением имеет большой ток короткого замыкания и малое напряжение.  

• Источник тока с большим внутренним сопротивлением имеет меньшее напряжение при той же силе тока.  

• Внутреннее сопротивление гальванического элемента увеличивается по мере его разрядки.  

• ЭДС гальванического элемента остается постоянной, но внутреннее сопротивление растет.  

• Разряженная батарейка имеет меньшее напряжение на выводах, чем свежая.  

• Внутреннее сопротивление разряженной батарейки больше, что приводит к меньшему напряжению на нагрузке.  

• Идеальный источник тока имеет внутреннее сопротивление, равное нулю.  

• Чем меньше внутреннее сопротивление, тем меньше падение напряжения на внутреннем участке цепи.  

• Чем меньше внутреннее сопротивление, тем выше КПД источника тока.  

• Вычисление КПД и мощности источника тока поможет найти оптимальный режим работы.