Закон Ома для участка цепи знают, пожалуй, все, кто что-то помнит из школьного курса физики. А вот закон для полной цепи знают далеко не все. А многие из тех, кто знают, с гордостью утверждают, что закон для участка – это «неполный закон Ома». Давайте попробуем выяснить, действительно ли он неполный и бывают ли вообще неполные законы.
Для участка цепи
Еще этот закон называют законом для замкнутой цепи. Для того, чтобы в цепи протекал ток, она должна быть замкнутой и иметь источник этого самого тока. Предположим, в нашем распоряжении есть гальваническая (аккумуляторная – не суть важно) батарея и лампочка, выступающая в роли нагрузки. Подключаем лампочку к батарее, через нее начинает течь ток, который зависит от приложенного к ней напряжения и сопротивления спирали. Чем выше напряжение, тем выше ток. Чем выше сопротивление, тем ниже ток. Это можно выразить следующей формулой, которая и выражает закон Ома для участка цепи:
Где:
- I – ток, протекающий по нагрузке;
- U – напряжение, приложенное к нагрузке;
- R – сопротивление нагрузки.
Вполне очевидно, что для того, чтобы ток появился, на концах нагрузки должна быть разность потенциалов U. Иначе I будет равен нулю.
Для полной цепи
Но тот же ток протекает не только через нагрузку, но и через источник питания. Значит на его «пути» встретится не только сопротивление нагрузки, но и сопротивление источника питания.
Важно! Сопротивление любого источника питания никогда не может быть равно нулю. Сопротивление электролита, к примеру или сопротивление соединительных проводов до лампочки, которое мы не учитывали в законе для участка «лампочка».
Для источника питания действует то же правило – для протекания через него тока необходима разница потенциалов. Таким образом, мы получаем как бы два закона Ома для двух участков — один нагрузка, другой источник питания. Следовательно для поддержания тока в полной цепи ЭДС источника питания должен иметь следующую величину:
E=I*r+I*R
Где:
- Е – ЭДС источника;
- I – ток, протекающий по полной цепи;
- R – сопротивление нагрузки;
- R – внутреннее сопротивление источника.
Преобразуем формулу и получим:
Это и есть закон Ома для полной цепи. Разница очевидна. Вторая формула сложнее и учитывает больше значений. Ну а для участка цепи она выглядит скромно. Наверное поэтому ее и называют неполным законом?
Вывод. Тем, кто называет закон Ома для участка цепи неполным, желательно знать, что «неполных» законов не бывает. Есть ЗАКОНЫ и все. Просто законы эти разные, и применяются для решения различных задач. Но они не делятся на «полные» и «неполные».