Где Rполн - полное сопротивление участка цепи.

Знак «минус» берут тогда, когда ток внутри источника течет от отрицательного полюса к положительному (рис. а), знак «плюс» -- тогда, когда ток внутри источника течет от положительного полюса к отрицательному (рис.б).

2.Если на данном участке цепи источник тока отсутствует (E₁₂ = 0), то из (5.4) приходим к закону Ома для однородного участка цепи (3.1):

I = (j₁ - j₂) / R = U / R

(при отсутствии сторонних сил напряжение на концах участка равно разности потенциалов)

3. Если электрическая цепь замкнута, то выбранные точки 1 и 2 совпадают,

(j₁ = j₂ ); тогда из (6.4) получаем закон Ома для замкнутой цепи:

I = E₁₂ / R _cум.

Здесь E₁₂ - э.д.с., действующая в цепи, а R _cум – суммарное сопротивление всей цепи. В общем случае R _cум = r + R, где - r - внутреннее сопротивление источника э.д.с., а R - сопротивление внешней части цепи. Поэтому закон Ома для полной цепи будет иметь вид

I = E₁₂ /(r + R)

4.Если цепь разомкнута и, следовательно, в ней ток отсутствует (I = 0), то из закона Ома (5.4) получим, что E₁₂ = (j₂-j₁), т.е. э.д.с. приложенная к разомкнyтой цепи, равна разности потенциалов на ее концах. Следовательно, для того чтобы найти э.д.с. источника тока, надо измерить разность потенциалов на его клеммах при разомкнутой внешней цепи. при этом необходимо пользоваться вольтметром с бесконечно большим внутренним сопротивлением.

5. При параллельном соединении n одинаковых источников со внутренним сопротивлением r _o одноименными полюсами сила тока во внешней цепи равна

I = n E / (R + r_o / n).

6. Если из одинаковых источников с э.д.с. E и внутренним сопротивлением r составить m групп, соединенных между собой последовательно, и в каждую группу включить k источников, соединенных параллельно одноименными полюсами, то при подключении к батарее резистора сопротивлением R сила тока в нем будет равна

I = m E /(R + m r / k) = m n E / (n R + m ² r) = E_o /((R / m) +(m r / n)),

поскольку n = k m. Добавляя к знаменателю последнего равенства и вычитая из него выражение , знаменатель можно привести к виду

, откуда следует, что при m ² r = nR (mr = k R)

он имеет наименьшее значение, равное второму слагаемому, и, значит, сила тока в цепи максимальна и равна

I _max = m E / 2 R = k E / 2 r.

6. Если источник с э.д.с. E и внутренним сопротивлением r замкнут на резистор сопротивлением R, то полная мощность, развиваемая источником, равна:

P _полн = I E = I ² (R + r) = E ²/(R + r) (6.5)

Во внешнем участке цепи при этом выделяется полезная мощность

P _полезн = I U = U ² / R = I E – I ² r = E ² R / (R + r)², (6.6)

где I - сила тока в цепи; U – напряжение на зажимах источника.

Анализ третьего уравнения (6.6) и графика зависимости P = f (I) (рис.) показывает, что при силе тока I ₁ = 0 и I ₂ = E / r мощность во внешней цепи не выделяется (Р = 0); при силе тока I = E / 2 r она имеет наибольшее значение, равное

P _max = E ² / 4 r.

Согласно закону Ома для полной цепи () ток, соответствующий максимальной мощности во внешней цепи, идет в том случае, когда R = r.

8.Когда источник работает на внешнюю цепь, то ток протекает также и внутри источника и поэтому некоторая мощность тратится бесполезно на выделение тепла внутри источника. Коэффициент полезного действия источника тока равен

h = Р _полезн / Р _полн = U /E = R / (R + r). (6.7)

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: