23. Электродвижущая сила источника тока. Закон Ома для полной цепи.

Правила Кирхгофа для разветвленной цепи

Электродвижущей силой (ЭДС) источника тока понимается работа сторонних сил по переносу единицы положительного заряда по всей замкнутой цепи, а если цепь разомкнута, работу по созданию разности потенциалов между полюсами разомкнутого источника тока. Поэтому ЭДС источника тока измеряется в единицах напряжения – в системе СИ в Вольтах. Работа по перемещению заряда по всей замкнутой цепи равна A = q.

Классическая формулировка закона Ома для полной цепи: сила тока полной цепи пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

В большинстве случаев сопротивление источника намного ниже сопротивления нагрузки: R ≫ r. В таких ситуациях приближенно можно считать ε ≈ U, а формула принимает вид уравнения закона Ома для участка цепи:

I = U/R.

В узлах цепи с постоянным током не происходит накопление зарядов. Получаем первое правило (закон) Кирхгофа: Алгебраическая сумма сил токов для каждого узла разветвленной цепи равняется нулю: I 1 + I 2 + I 3 + ... + I n = 0. Данное правило принято считать следствием закона сохранения электрического заряда. Наличие разветвленной цепи позволяет выделить несколько замкнутых путей, которые состоят из однородных и неоднородных участков.

24. Магнитное поле и его характеристики. Закон Ампера. Сила Лоренца.

Магнитное поле прямого, кругового тока и соленоида. Виток с

током в магнитном поле.

Магнитное поле — поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения; магнитная составляющая электромагнитного поля. Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами других частиц, что обычно проявляется в существенно меньшей степени) (постоянные магниты).

Основными характеристиками магнитного поля являются магнитная индукция, магнитный поток, магнитная проницаемость и напряженность магнитного поля. Интенсивность магнитного поля, т. е. способность его производить работу, определяется величиной, называемой магнитной индукцией. Чем сильнее магнитное поле, созданное постоянным магнитом или электромагнитом, тем большую индукцию оно имеет.

Закон Ампера — закон взаимодействия электрических токов. Впервые был установлен Андре Мари Ампером в 1820 году для постоянного тока.

Из закона Ампера следует, что параллельные проводники с электрическими токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются.

Законом Ампера называется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током.

Сила Лоренца — это сила, действующая на движущийся точечный электрический заряд во внешнем магнитном поле.

Магнитное поле соленоида напоминает поле полосового магнита (рис. 6.23-2). Если витки намотаны вплотную, то соленоид — это система круговых токов, имеющих одну ось. Если считать соленоид достаточно длинным, то магнитное поле внутри соленоида однородно и направлено параллельно оси. Вне соленоида вдали от краев магнитное поле также должно иметь направление параллельное оси и на большом расстоянии от соленоида должно быть очень слабым.

Магнитное поле прямолинейного тока имеет вид концентрических окружностей, расположенных в плоскостях, перпендикулярных к проводнику. Направление линий индукции магнитного поля тока определяется правилом правого винта: если поступательное движение винта происходит по направлению тока в проводнике, то направление вращения головки чинта показывает направление линий индукции магнитного поля.

Магнитный момент витка с током. Виток с током I характеризуется магнитным моментом: Рm = IS, где S – площадь витка. Поле оказывает на контур ориентирующее действие, устанавливая его положительной нормалью в определенном направлении.