Основные формулы. Количественной мерой электрического тока служит сила тока I — скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом

Количественной мерой электрического тока служит сила тока I — скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени:

Физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока, называется плотностью тока:

Физическая величина, определяемая работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой (э. д. с.) , действующей в цепи:

Закон Ома для участка цепи (не содержащего источника э.д.с): сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника:

где R — электрическое сопротивление проводника.

Сопротивление проводника зависит от его размеров и формы, а также от материала, из которого он изготовлен. Для однородного линейного проводника сопротивление R прямо пропор­ционально его длине l и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S:

где — коэффициент пропорциональности, характеризующий материал проводника. Он называется удельным электрическим сопротивлением.

Закон Ома в дифференциальной форме:

Закон Джоуля — Ленца в интегральной форме:

Закон Джоуля — Ленца в дифференциальной форме:

Закон Ома для неоднородного участка цепи в интегральной форме:

Если на данном участке цепи источник тока отсутствует ( = 0), то приходим к закону Ома для однородного участка цепи:

Если же электрическая цепь замкнута, то выбранные точки 1 и 2 совпадают, ; тогда из получаем закон Ома для замкнутой цепи:

где — э.д.с, действующая в цепи;

R — суммарное сопротивление всей цепи.

В общем случае R = r + R₁,

где r — внутреннее сопротивление источника э.д.с;

R₁ — сопротивление внешней цепи.

Поэтому закон Ома для замкнутой цепи будет иметь вид

Первое правило Кирхгофа: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю:

Второе правило Кирхгофа: в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов на сопротивления соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме э.д.с. , встречающихся в этом контуре: