Закон Ома для участка и полной замкнутой цепи

                В 1826 г. немецкий ученый Георг Ом экспериментально установил прямую пропорциональную зависимость между силой тока I в проводнике и напряжением U на его концах: , где G - электрическая проводимость проводника. Величина, обратная проводимости называется электрическим сопротивлением проводника R. Таким образом, закон Ома для участка цепи, не содержащего источника э.д.с., имеет вид .Учитывая, что в общем случае участок цепи может содержать и э.д.с., закон Ома следует представить в виде .

                Сопротивление проводника зависит от его размеров, формы и материала, из которого он изготовлен. Для однородного линейного проводника , где l - длина, S - площадь поперечного сечения проводника, r - удельное электрическое сопротивление, зависящее от материала, из которого изготовлен проводник. Единица сопротивления 1 Ом - это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1В течет ток в 1А.

                Если цепь замкнута, то , , где R - общее сопротивление всей цепи, включая сопротивление источника э.д.с. Тогда закон Ома для замкнутой цепи следует записать , где e - алгебраическая сумма всех э.д.с., имеющихся в этой цепи.

Принято называть сопротивление источника тока r - внутренним, а сопротивление всей остальной цепи R - внешним. Окончательный вид формулы закона Ома для замкнутой цепи .           В системе единиц СИ напряжение и э.д.с. измеряются в Вольтах (В), сопротивление - в Омах (Ом), удельное электрическое сопротивление - в Ом-метрах (Ом×м), электрическая проводимость в Сименсах (См).

               Закон Ома можно записать и для плотности тока. Рассмотрим участок электрической длиной dl и поперечным сечением dS (рис.2.1). Сила тока на этом участке , сопротивление , падение напряжения , где Е - напряженность электрического поля в проводнике. Подставив эти параметры в закон Ома для участка цепи, получим  . Отсюда  или , где  - удельная электрическая проводимость проводника или удельная электропроводность. В векторном виде имеем  (единицей измерения g в системе СИ является сименс на метр (См/м)). Полученное выражение есть закон Ома в дифференциальной форме : плотность тока в любой точке внутри проводника прямо пропорциональна напряженности поля в этой точке.

Огромные различия в электропроводности веществ позволили создать высокоэффективный метод обработки пищевых продуктов, называемый электростатическим сепарированием. Например, при производственной сушке желатина на алюминиевых сетках в продукт попадают мельчайшие частицы алюминия. Желатин - диэлектрик с удельной проводимостью g=10-8-10-10 См/м, алюминий - проводник,g=36×106 См/м. Такое различие в электропроводности позволяет разделять компоненты посредством поля в электростатическом сепараторе. Электрическая сепарация применяется при очистке муки, подсолнечника, крупы и др. от металлических примесей.

Установлена связь между электропроводностью и качеством некоторых овощей (содержание сахаров, доли биологически активной воды и др.) Поэтому электропроводность является объективным показателем состояния овощей и их устойчивости к длительному хранению.