Раздел II. ОСНОВЫЭЛЕКТРОДИНАМИКИ И МАГНЕТИЗМ
Тема 4. ЗАКОНЫПОСТОЯННОГО ТОКА
Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц. В металлах под действием разности потенциалов движутся электроны. В жидких проводниках (электролитах) – положительные и отрицательные ионы. Носителями тока в гаха могут быть как ионы так и электроны. Ток в газе представляет собой электрический разряд.
Основным законом электрического тока является закон Ома.
Закон Ома для участка цепи:
■ Сила тока на участке электрической цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка цепи:
,
где: I – сила тока, измеряется в A (Амперах)
U – напряжение, измеряется в В (Вольтах)
R – электрическое сопротивление, измеряется в Ом (Омах)
Именно электрическое сопротивление определяет силу тока, текущего по цепи при заданном напряжении. А само сопротивление зависит от материала проводника и его геометрических параметров:
,
где: ρ – удельное сопротиление материала проводника (табличное значение),
l – длина проводника,
S – площаль поперечного сечения проводника.
Удельное сопротивление ρ, а значит и электрическое сопротивление R, проводников и непроводников зависит от температуры:
• в металлах с увеличением температуры сопротивление увеличивается;
• в электролитах и полупроводниках наоборот: с увеличением температуры сопротивление уменьшается.
Вольт-амперная характеристика тока в металлах (при условии R=const): U
I
Закон Ома для полной цепи:
Полной считается электрическая цепь, содержащая источник питания. Причем участок внутри источника питания называется внутренним, а вне источника – внешним.
внутренний участок ε ,r
внешний участок
R
На каждом из участков полной цепи выполняется закон Ома для участка цепи, а для полной цепи закон Ома формулируется следующим образом:
■ Сила тока в полной электрической цепи прямо пропорциональна ЭДС источника питания и обратно пропорциональна полному сопротивлению этой цепи:
,
где: ε – электродвижущая сила, численно равная сумме напряжений на внешнем и
внутреннем участках цепи (ε = U+u),
R – сопротивление на внешнем участке цепи,
r – сопротивление на внутреннем участке цепи (сопротивление источника питания).
РАБОТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Электрическую энергию можно получать из других видов энергии и преобразовывать в другие виды энергии. Для нее справедлив закон сохранения энергии. В проводнике носители заряда движутся под действием электрического поля.
При переносе заряда совершается работа А=Uq, где q=It – электрический заряд.
Тогда, учитывая закон Ома, имеем:
.
Эта формула справедлива в частных случаях для цепей с постоянными значениями сопротивления. Сопротивление реальной цепи все время меняется, хотя бы потому что оно будет зависеть от температуры окружающей среды. Поэтому в общем случае имеем:
.
Закон Джоуля-Ленца:
■ При прохождении по проводнику тока в цепи выделяется количество теплоты, численно равное работе тока: 
.
С течением времени изменяется выделившееся количество теплоты. И тогда последняя формула приобретает вид: 
МОЩНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Мощность – величина равная работе, совершаемой за единицу времени. Единица измерения мощности – Ватт (Вт). 
. В технике часто применяют другую единицу измерения мощности – лошадиная сила (л.с.). 1л.с.=735,5Вт.
Если за каждую единицу времени совершается одна и та же работа, то: 
.
В общем случае, когда А≠const: 
Зная, чему равна работа электрического тока, имеем формулу мощности тока.
.