Закон Ома для полной цепи

1. Полная электрическая цепь

Полная цепь включает:

  • источник тока (с ЭДС);

  • внешнюю цепь (проводники, резисторы, приборы);

  • внутреннее сопротивление источника.

Внутреннее сопротивление возникает из-за свойств материалов внутри источника и препятствует движению зарядов.

2. Закон Ома для полной цепи

Закон Ома для полной цепи связывает силу тока с ЭДС источника и суммарным сопротивлением:

display style I equals fraction numerator calligraphic E over denominator R plus r end fraction

где:

  • I — сила тока (А);
  • calligraphic E — электродвижущая сила (В);
  • R — сопротивление внешней цепи (Ом);
  • r — внутреннее сопротивление источника (Ом).

 

3. Физический смысл закона

Из формулы видно:

  • ток увеличивается при увеличении ЭДС;

  • ток уменьшается при увеличении сопротивления (как внешнего, так и внутреннего).

Таким образом, внутреннее сопротивление всегда уменьшает силу тока.

Наглядная схема полной цепи

Image

Image

Image

Image

На схеме показано:

  • источник с ЭДС calligraphic E;
  • внутреннее сопротивление r;
  • внешнее сопротивление R;
  • ток I, протекающий по цепи.

4. Напряжение на участке цепи

Напряжение на внешней цепи определяется формулой:

display style U equals I R

Связь с ЭДС:

display style calligraphic E equals U plus I r

Это означает, что часть энергии теряется внутри источника.

5. Потери энергии

При прохождении тока внутри источника часть энергии превращается в тепло:

  • полезная энергия выделяется во внешней цепи;

  • часть энергии теряется на внутреннем сопротивлении.

Чем меньше  r , тем эффективнее источник.

6. Частные случаи

  1. Если r almost equal to 0 (идеальный источник):

display style I equals calligraphic E over R

  1. Если внешнее сопротивление мало:
  • ток становится большим;
  • возможен перегрев цепи.

7. Примеры из жизни

  • Батарейки со временем «садятся» — увеличивается внутреннее сопротивление.
  • Аккумуляторы с малым r дают большой ток (например, в автомобилях).
  • Короткое замыкание — когда R almost equal to 0, ток резко возрастает.

8. Значение закона

Закон Ома для полной цепи:

  • помогает рассчитывать реальные электрические цепи;

  • учитывает потери энергии;

  • используется в технике и электронике.

Вопросы для самопроверки

  1. Что входит в полную электрическую цепь?

  2. Сформулируйте закон Ома для полной цепи.

  3. Как влияет внутреннее сопротивление на силу тока?

  4. Чем отличается этот закон от закона Ома для участка цепи?

  5. Почему часть энергии теряется в источнике?

  6. Что произойдёт при коротком замыкании?

Последнее изменение: Вторник, 31 Март 2026, 16:12