Формулы по физике 10 класс: электродвижущая сила

Электродвижущая сила (ЭДС) характеризует работу сторонних сил по перемещению электрического заряда внутри источника тока. В таблице приведены основные формулы для расчёта ЭДС, работы сторонних сил и внутреннего сопротивления источника.

Формулы: электродвижущая сила

Что находим	Формула	Обозначения и единицы СИ
Электродвижущая сила источника тока	ε = A_ст/q	ε — электродвижущая сила источника тока, В A_ст — работа сторонних сил по перемещению заряда, Дж q — электрический заряд, Кл
Работа сторонних сил	A_ст = ε·q	A_ст — работа сторонних сил, Дж ε — электродвижущая сила источника тока, В q — электрический заряд, Кл
Закон Ома для полной цепи	I = ε/(R + r) ε = I·(R + r) R = ε/I − r r = ε/I − R	I — сила тока в полной электрической цепи, А ε — электродвижущая сила источника тока, В R — сопротивление внешней части цепи, Ом r — внутреннее сопротивление источника тока, Ом
Напряжение на внешнем участке цепи с учётом ЭДС	U = ε − I·r ε = U + I·r	U — напряжение на внешнем участке цепи, равное напряжению на зажимах источника, В ε — электродвижущая сила источника тока, В I — сила тока в цепи, А r — внутреннее сопротивление источника тока, Ом
Короткое замыкание	I_кз = ε/r	I_кз — сила тока короткого замыкания, А ε — электродвижущая сила источника тока, В r — внутреннее сопротивление источника тока, Ом

Когда какую формулу применять

Для определения ЭДС используйте ε = A_ст/q, если известны работа сторонних сил и перемещённый заряд.
Для расчёта работы сторонних сил применяйте A_ст = ε·q.
Закон Ома для полной цепи используйте, когда необходимо определить силу тока с учётом внешнего и внутреннего сопротивлений источника.
Для определения напряжения на зажимах источника при протекании тока используйте U = ε - I·r. При разомкнутой цепи напряжение на зажимах идеального измерительного прибора равно ЭДС.
При коротком замыкании внешнее сопротивление практически равно нулю, поэтому ток определяется внутренним сопротивлением источника. Не путайте внутреннее сопротивление r с сопротивлением внешней цепи R.
Проверяйте единицы измерения: заряд выражайте в кулонах, работу — в джоулях, сопротивление — в омах, силу тока — в амперах. ЭДС и напряжение измеряются в вольтах.

Пример решения задачи

Источник тока имеет ЭДС 12 В и внутреннее сопротивление 0,5 Ом. К нему подключён резистор сопротивлением 4,3 Ом. Определите силу тока в цепи.

Дано:

ε = 12 В

r = 0,5 Ом

R = 4,3 Ом

I — ?

Решение:

По закону Ома для полной цепи:

I = ε/(R + r)

Подставим значения:

I = 12/(4,3 + 0,5) = 12/4,8 = 2,5 А

Ответ: 2,5 А.