Коло постійного струму — Цифрова лабораторія

Схема

ЕРС батареї ℰ Внутрішній опір r R₁ R₂ R₃

Лампи й прилади

Амперметр:

Вольтметр:

Лампа номінальною потужністю 6 Вт перегорає, якщо на ній виділяється понад 15 Вт. Прилади ідеальні: опір амперметра 0, вольтметра — нескінченний.

Формули

Закон Ома для ділянки: I = U / R; для повного кола: I = ℰ / (R + r)

Послідовно: R = R₁ + R₂ + …; паралельно: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …

Завдання

Чому так?

За напрям струму домовилися вважати рух від «+» до «−» батареї зовнішнім колом (червоні стрілки). Насправді в металах рухаються електрони — у протилежний бік (сині точки).

У вузлі заряд не накопичується, тому сума струмів, що входять, дорівнює сумі струмів, що виходять (перше правило Кірхгофа). Обійшовши замкнений контур, отримаємо: ЕРС дорівнює сумі спадів напруги, ℰ = I·r + U (друге правило). Тому напруга на затискачах батареї при замкненому ключі менша за ЕРС, а при розімкненому — дорівнює їй.

Паралельне з'єднання завжди має опір, менший за найменший з опорів гілок: кожна нова гілка — ще одна «дорога» для струму. Саме так увімкнені прилади у квартирі.

Шкільна програма: фізика, 8 клас («Електричний струм. Закон Ома. З'єднання провідників») і 10–11 класи («Закон Ома для повного кола»).