Закон Ома для неоднородного участка цепи - Шпаргалка по Электростатике

Рассмотрим неоднородный участок цепи, где действующую Э.Д.С. на участке 1—2 обозначим через E12 а приложенную на концах участка разность потенциалов — через .

Если ток проходит по неподвижным проводникам, образующим участок 1—2, то работа А12 всех сил (сторонних и электростатических), совершаемая над носителями тока, по закону сохранения и превращения энергии равна теплоте, выделяющейся на участке. Работа сил, совершаемая при перемещении заряда Q0 на участке 1—2, согласно (97,4),

За время t в проводнике выделяется теплота

(100.2)                  

Из формул (100.1) и (100.2) получим

откуда

.                                                      

Выражение (100.3) или (100.4) представляет собой закон Ома для неоднородного участка цепи в интегральной форме, который является обобщенным законом Ома.

Физической основой расчёта электрической цепи, как линейной так и нелинейной являются законы Кирхгофа, первый из которых относится к узлам цепи, а второй — к простым контурам.

Первый закон Кирхгофа (для узлов): алгебраическая сумма притекающих и вытекающих токов для любого узла цепи равна нулю:

    (1)

В уравнении (1) притекающие и вытекающие токи берутся с противоположными знаками.

Второй закон Кирхгофа (для контуров): алгебраическая сумма падений напряжений на элементах цепи вдоль любого замкнутого контура равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в данном контуре

 (2)

В уравнении (2) знаки величин Uk и Ek определяются по отношению к выбранному направлению обхода контура. Если ток Ik совпадает с направлением обхода, то падение напряжения на данном элементе Uk считается положительным, в противном случае оно отрицательно. Электродвижущая сила Ek считается положительной, если её поле сторонних сил совпадает с направлением обхода контура, в противном случае она отрицательна. (Поле сторонних сил всегда направлено внутри источника от отрицательного к положительному полюсу).

Если элемент цепи не генерирует ЭДС, то падение напряжения на нём совпадает с разностью потенциалов на элементе. Для линейного элемента оно определяется1 из закона Ома по заданному току и сопротивлению . Для нелинейного элемента, не подчиняющегося закону Ома, такое определение падения напряжения невозможно, в данном случае оно определяется только из ВАХ нелинейного элемента по заданному току.