2-3. Закон Ома
Отношение силы тока I к площади поперечного сечения S провода, по которому он проходит, называется плотностью тока, т. е.
Следовательно, плотность тока в проводе определяется зарядом, проходящим через единицу поперечного сечения провода в секунду, который пропорционален скорости движения заряженных частиц вдоль провода. Скорость же движения частиц пропорциональна силам поля, действующим на эти частицы, т. е. напряженности электрического поля. Таким образом, плотность тока в проводе пропорциональна напряженности электрического поля, т. е.
Коэффициент пропорциональности
называется удельной электрической проводимостью.
Приняв во внимание, что
напишем:
Умножив правую и левую части последнего уравнения на площадь поперечного сечения провода, получим:
где величина
называется электрическим сопротивлением провода.
Из (2-6) следует, что сила тока в проводе прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению провода.
Выражение (2-6) представляет собой закон Ома — один из основных законов электротехники, широко применяемый для расчета цепей.
Если приемник энергии обладает сопротивлением
(рис. 2-2), а источник питания — внутренним сопротивлением
то для цепи, показанной на рис. 2-2, напишем (2-3):
откуда получаем выражение закона Ома для всей электрической цепи:
Напряжение на зажимах цепи (рис. 2-2) при нагрузке
Напряжение на зажимах той же цепи при отключенной нагрузке, т. е. при токе
равно э. д. с. источника