§ 26. Закон Ома для полной электрической цепи. КПД источника тока
Различные режимы работы электрической цепи. Преобразуем формулу (26.4):
IR = – Ir,
так как IR = U, то
U = − Ir.
(26.6)
Из выражения (26.6) следует, что при разомкнутой цепи (I = 0) напряжение между полюсами источника тока равно его ЭДС: U = . Следовательно, измерить ЭДС источника тока можно, подключив к его полюсам вольтметр с бесконечно большим собственным сопротивлением (чтобы не нарушать режим разомкнутой цепи).
В случае, если сопротивление внешнего участка цепи стремится к нулю (R 0), сила тока возрастает и достигает максимального значения. Падение напряжения на источнике тока при этом равно ЭДС, а напряжение между его полюсами — нулю.
Такой режим работы источника тока называют коротким замыканием, а максимально возможную для данного источника силу тока называют силой тока короткого замыкания:
где r — внутреннее сопротивление источника тока.
Для источников тока с незначительным внутренним сопротивлением (например, у автомобильных аккумуляторов r ≈ 0,01 Ом) режим короткого замыкания чрезвычайно опасен, поскольку может привести к повреждению источника тока и даже быть причиной пожара.
Сила тока при коротком замыкании батарейки Iк.з = 2 А. Когда к батарейке подключили резистор с сопротивлением R = 3 Ом, сила тока стала I = 1 А. Как изменилось полное сопротивление цепи? Чему равно внутреннее сопротивление батарейки?