|
|
|
Глава 2. Постоянный электрический ток
§ 2.15. Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС
Рассмотрим участок цепи, содержащий гальванический элемент или аккумулятор, т. е. участок, на котором действуют сторонние силы. Таким участком является, например, участок 1—2 (см. рис. 2.55). Выразим разность потенциалов φ1 - φ2 на концах этого участка через ЭДС При выбранном направлении обхода против часовой стрелки для цепи, изображенной на рисунке 2.55, I > 0, Применяя закон Ома (2.14.5) для полной цепи, получим:
С другой стороны, применяя закон Ома (2.4.3) для участка цепи, не содержащего источник тока, а имеющего только резистор R (этот участок находится также между точками 1 и 2 в нижней части рис. 2.55), можно записать IR = φ2 - φ1 (2.15.2) Заменяя IR в формуле (2.15.1) на φ2 - φ1 из уравнения (2.15.2), получим: φ1 - φ2 = Ir - Это и есть закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС. Разность потенциалов между началом и концом участка цепи равна падению напряжения на участке минус ЭДС этого участка. При разомкнутой цепи I = 0 и, следовательно,
Таким образом, ЭДС элемента равна разности потенциалов между его полюсами при разомкнутой цепи. Чтобы лучше понять смысл формулы (2.15.3), рассмотрим подробно два процесса — разрядку и зарядку аккумулятора. Разрядка аккумулятораНа рисунке 2.57 штриховой линией выделен участок цепи с ЭДС. При выбранном направлении обхода против часовой стрелки I > 0, U1,2 = | Напряжение равно ЭДС источника минус падение напряжения на участке (внутреннее падение напряжения).
Зарядка аккумулятораСхема зарядки аккумулятора показана на рисунке 2.58. Выберем направление обхода контура по часовой стрелке. Тогда I > 0, U1,2 > 0 (так как φ1 > φ2), но Следовательно, |U2,1| = | Напряжение на аккумуляторе теперь больше его ЭДС на величину падения напряжения внутри аккумулятора.
|
|
|