Напруга в електричному колі.

Механізм перетворення енергії електричного поля в нагрів провідника, тобто тепло – самостійно.

Розглянемо найпростіше коло з резистором, що має опір R = 9Ом та джерелом ЕРС з ε = 9В.

В колі буде протікати струм, а на опорі R виникне падіння напруги , при цьому величина буде зростати від лівого краю опору до правого. Якщо інших опорів в колі немає (опором провідників нехтуємо), то на опорі R виділяється (падає) вся напруга, що створюється джерелом ЕРС, тобто .

Яка природа виникнення падіння напруги між краями резистора R?

Розглянемо приклад з гідродинаміки.

Насос створює на вході до труби підвищений тиск . На іншому краю труби тиск Р₂ ,дорівнює атмосферному, приймемо Р_атм_.= 0. Різниця тисків примусить молекули води тиснути одна на одну – виникне потік рідини. Тиск вздовж труби буде рівномірно спадать з 9 атм до 0. Потік рідини спрямований в сторону зменшення тиску.

Поставимо в середній частині труби ділянку з меншим перерізом.

Р_А=9 атм. Р_В=8 атм. Р_С=1 атм. Р_Д=0 атм.

Розподіл тиску вздовж магістралі категорично зміниться. Біля входу до вузької ділянки почнуть скупчуватись молекули води і їх тиск почне збільшуватись. Раніше в т. А тиск води був 6атм., тепер він підвищився до 8атм.. В т. В тиск був 3атм., тепер він упав до 1атм., бо тут виникне розрідження – вода швидше відходить від т. В, ніж надходить до неї. Між точками А та В виникне перепад тиску . Однак загальний перепад тиску між краями труби не змінився .

В електричному колі відбуваються процеси, подібні розглянутим для гідродинаміки.

Приєднаємо до т. А ділянки мідного дроту позивний полюс джерела ЕРС з . Негативний полюс заземлимо. Точку Д мідного дроту теж заземлимо.

Потенціал точок дроту (відносно землі) буде рівномірно спадати по довжині дроту. Різниця потенціалів на кожній із трьох виділених ділянок АВ, ВС та СД становитиме .

Включимо резистор замість ділянки ВС. При цьому його опір буде значно більшим ніж опір ділянки ВС мідного дроту.

Розподіл потенціалу вздовж ділянки АД зміниться. Опір резистора R стримує рух електронів. Тому в точці С почнуть скупчуватись електрони і потенціал точки С порівняно з точкою Д знизиться. Навпаки, в т. В виникне недостача електронів, що приведе до виникнення тут не скомпенсованого + заряду, тобто підвищення потенціалу.

Таким чином, перепад потенціалів на ділянках кола АВ та СД зменшиться, а між кінцями резистора ВС – збільшиться.

Як правило, з’єднувальні провідники мають надзвичайно малий опір, тому в реальному колі .Тобто на резисторі виділиться практично вся напруга, створена джерелом ЕРС: .

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
	\|	Електричний струм. Основні характеристики.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.