Номер 1, страница 79, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 6. Характеристики электрических цепей. Параграф 67. Короткое замыкание. Предохранители. Повторим изученное - номер 1, страница 79.

Условие.

• Как формулируется закон Ома?

Решение.

Закон Ома является одним из ключевых законов в электротехнике и физике, описывающим связь между основными электрическими величинами. Существует несколько его формулировок для разных случаев.

Закон Ома для участка цепи

Эта формулировка описывает зависимость между силой тока, напряжением и сопротивлением для пассивного участка электрической цепи, не содержащего источников ЭДС.

Формулировка: Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению (разности потенциалов) на концах этого участка и обратно пропорциональна его электрическому сопротивлению.

Математическое выражение закона:

$I = \frac{U}{R}$

где:

• I — сила тока на участке цепи, измеряется в Амперах (А).
• U — напряжение на концах участка, измеряется в Вольтах (В).
• R — сопротивление участка цепи, измеряется в Омах (Ом).

Ответ: Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку, и обратно пропорциональна его сопротивлению: $I = \frac{U}{R}$.

Закон Ома для полной (замкнутой) цепи

Эта формулировка применяется ко всей замкнутой цепи, которая включает в себя источник электродвижущей силы (ЭДС) и имеет как внешнее, так и внутреннее сопротивление.

Формулировка: Сила тока в замкнутой цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе (ЭДС) источника и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи, которое равно сумме сопротивления внешней части цепи и внутреннего сопротивления источника.

Математическое выражение закона:

$I = \frac{\mathscr{E}}{R + r}$

где:

• I — сила тока в цепи (А).
• $\mathscr{E}$ — ЭДС источника тока (В).
• R — сопротивление внешней части цепи (внешнее сопротивление) (Ом).
• r — внутреннее сопротивление источника ЭДС (Ом).

Ответ: Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС источника к полному сопротивлению цепи, состоящему из внешнего и внутреннего сопротивлений: $I = \frac{\mathscr{E}}{R + r}$.

Закон Ома в дифференциальной (локальной) форме

Эта форма является наиболее общей и описывает связь между электрическим полем и плотностью тока в каждой точке проводника. Она не зависит от формы и размеров проводника.

Формулировка: Плотность электрического тока в точке проводника прямо пропорциональна напряженности электрического поля в этой же точке.

Математическое выражение закона в векторной форме:

$\vec{j} = \sigma \vec{E}$

где:

• $\vec{j}$ — вектор плотности тока (А/м²).
• $\vec{E}$ — вектор напряженности электрического поля (В/м).
• $\sigma$ — удельная электрическая проводимость материала проводника (См/м, Сименс на метр).

Эту формулу также можно записать через удельное сопротивление $\rho = 1/\sigma$:

$\vec{E} = \rho \vec{j}$

Ответ: Плотность тока в данной точке проводящей среды пропорциональна напряженности электрического поля в этой же точке, а коэффициент пропорциональности является удельной проводимостью среды: $\vec{j} = \sigma \vec{E}$.