Обязательным условием существования электрического тока является наличие электрического поля, для существования которого, в свою очередь, необходима разность потенциалов (напряжение). Ток будет направлен в сторону уменьшения потенциалов (на рисунке – влево), а свободные электроны будут двигаться в обратную сторону.
На концах участка проводника заданы потенциалы φ_1 и φ_2, причем φ_1>φ_2. Напряжение в таком случае можно найти по формуле:
В 1826 году Георг Ом, обобщив итоги опытов, показавших, что, чем больше напряжение на участке, тем больше сила тока, проходящего через него, получил зависимость, названную законом Ома. В ходе экспериментов Ом выявил, что различные проводники при одинаково заданном напряжении будут проводить ток по-разному, т.е., каждый проводник обладает различной мерой проводимости. Эту величину назвали электрическим сопротивлением.
Определеение Закона Ома для однородного участка цепи гласит: сила тока для однородного проводника на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
Формула закона Ома для однородного участка цепи
- I [А] – сила тока,
- U [В] – напряжение,
- R [Ом] – электрическое сопротивление.
Сопротивление – главная характеристика проводника. В зависимости от строения проводника, в них существует различное количество узлов кристаллической решетки и атомов примесей, взаимодействуя с которыми электроны замедляются.
Сопротивление будет зависеть от рода и размеров проводника:
где:- P - удельное сопротивление проводника (табличная величина, характеризующая способность материала к сопротивлению).
- l [м] – длина проводника,
- S [мм2] – площадь поперечного сечения проводника.
- l = 100 м
- l = 100 м
- U = 8,5 В
- I – ?
- Запишем формулу закона Ома для однородного участка цепи -
- Сопротивление можно найти отсюда
- Подставим данное значение в формулу закона Ома и получим расчетную формулу
- По таблице находим значение удельного сопротивления для медного проводника
- Проведем вычисления
- Ответ: 5 А.
Решение задачи по теме Закон Ома для однородного участка цепи
Рассчитать силу тока, проходящую по медному проводу длиной 100 м, площадью поперечного сечения 1 мм2, если к концам провода приложено напряжение 8,5 В.
Дано: | Решение: |
---|---|
|
|