Электрический ток
Ток — упорядоченное движение зарядов. Почти вся тема сводится к закону Ома и умению свернуть схему в одно сопротивление.
Закон Ома
- Для участка цепи: I = U/R.
- Для полной цепи: I = ЭДС/(R + r), где r — внутреннее сопротивление источника.
- Сопротивление проводника: R = ρ · l/S.
Соединения
Последовательно ток одинаков во всех элементах, а напряжения складываются. Параллельно наоборот: напряжение общее, а токи складываются.
- Последовательно: R = R₁ + R₂ + …
- Параллельно: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …, для двух резисторов R = R₁R₂/(R₁ + R₂).
- Общее сопротивление параллельного участка всегда меньше самого маленького из них.
Работа, мощность, тепло
- Мощность: P = UI = I²R = U²/R.
- Работа тока: A = UIt.
- Закон Джоуля — Ленца: Q = I²Rt.
- Выбирая формулу мощности, смотрите, какая величина известна именно для этого участка.
Разобранный пример
Два резистора по 6 Ом соединены параллельно и подключены к источнику 12 В. Найдите общий ток и мощность.
- Общее сопротивление: R = 6 · 6 / (6 + 6) = 3 Ом.
- Общий ток: I = U/R = 12/3 = 4 А.
- Мощность: P = UI = 12 · 4 = 48 Вт.
Ток 4 А, мощность 48 Вт. Через каждый резистор идет по 2 А — токи в параллельных ветвях складываются.
Что помнить
- Параллельное соединение уменьшает сопротивление и увеличивает ток.
- P = U²/R применяют к тому участку, чье напряжение взяли.
- Внутреннее сопротивление источника учитывают в полной цепи.
- Ток в последовательной цепи одинаков везде, каким бы ни было сопротивление.