Книга: Електрика і електростатика
R=R0 ( 1 + α Δt ) ( 20 ),
де α – це температурний коефіцієнт опору.
При зниженні температури до абсолютного нуля у металах спостерігається досить цікаве явище, коли при певній (критичній) температурі опір спадає до нуля. Це явище назвали надпровідністю. Його вперше спостерігав у 1911 році голландський вчений Камерлінг Оннес, який досліджуючи плівки ртуті, спостерігав, як їх опір спадає до нуля при температурі 0,05 К. Залежність питомого опору від температури для надпровідників зображена на
Дослідження виявили, що надпровідність проявляється лише при дуже низьких температурах. Лише у 80-их роках на основі сплавів оксидів барію, лантану, ітрію та міді вдалося досягти значень критичної температури близько 90 К. Потужність у колах постійного струму рівна Р=І·U , якщо її пов"язати із опором кола, то тоді потужність у колі постійного струму буде рівна:
( 21 )
Втрати енергії у провіднику рівні: Е=Р·t=I2 Rt, і якщо опір рівний нулю, то втрати енергії у колі відсутні. Саме тому дослідження надпровідності такі важливі. Якщо будуть створені надпровідники із високою критичною температурою, то це дасть змогу знизити вартість електроенергії, створювати економічні електродвигуни та генератори.
При послідовному з"єднанні резисторів їх сумарний опір рівний сумі опорів окремих резисторів
R= R1 +R2 +R3 +…. ( 22 )
Опір R називають еквівалентним резистором.
На рисунку 19 зображено типове паралельне з"єднання провідників. Напруги на всіх резисторах будуть рівні, тому V=V1 =V2 =V3 , а струм І буде рівний сумі струмів на кожному резисторі: І=І1 +І2 +І3 . Тоді еквівалентний опір кола рівний:
( 23 )
Електрорушійна сила ( ЕРС ) рівна:
Ε= ІR+ Ir ( 24 ), де
R – це опір зовнішнього навантаження, а r – це внутрішній опір електричної батареї. R1 R2 R3
Формула (24) виражає закон Ома для повного кола. Електрорушійна сила завжди більша за номінальну напругу електричної батареї живлення.
г) закони Кірхгофа.
Досить часто нам потрібно обчислити струм та ЕРС у колах, що містять декілька електричних батарей, а резистори з”єднані змішано, тому скористатися законом Ома у даному випадку не можна.
Для обчислення струму та напруги у колі за таких умов використовують правила Кірхгофа, яких є два.
Перше правило Кірхгофа: сума струмів, що входять у вузол рівна сумі струмів, що виходять із вузла. Цей закон, по суті, є законом збереження електричного заряду.
( 25 )
Друге правило Кірхгофа: сумарна зміна потенціалів у вибраному замкнутому контурі рівна нулю.
ΔV=0 (26)
Закони Кірхгофа використовують для обчислення параметрів складних електричних кіл.
Електрична ємність.
а) електричний конденсатор.
Сукупність двох провідників однакового розміру, розташованих поблизу один одного та заряджених протилежними за знаком електричними зарядами, називають електричним конденсатором. Конденсатор зберігає електричну енергію у вигляді електричного поля між протилежно зарядженими пластинами. У наш час створено плоскі, циліндричні, сферичні конденсатори. Нехай плоский конденсатор ввімкнено у електричне +q -q коло згідно схеми ( рис. 20 ).Його пластини одержують однакові за величиною, але протилежні за знаком електричні заряди +q та -q. Характеристикою конденсаторів U є їх ємність С, яка рівна відношенню заряда конденсатора до величини напруги на його пластинках
( 27 )
У системі СІ ємність вимірюють у фарадах. Якщо розглянути різні типи конденсаторів, то найпростіший із них - плоский конденсатор, він складається із двох пластинок певної площі, які розміщені на відстані d одна від одної.
Ємність плоского конденсатора рівна:
( 27 )