Напряжение на зажимах источника
Напряжение на зажимах источника — это напряжение между его выводами, подключёнными к внешней цепи. При прохождении тока оно обычно меньше ЭДС источника, потому что часть энергии теряется на его внутреннем сопротивлении.
В законе Ома для полной цепи ток в цепи возникает под действием ЭДС, но при прохождении тока внутри источника теряется напряжение \(Ir\). Поэтому напряжение на внешнем участке цепи равно напряжению на зажимах источника. Если внешняя цепь имеет сопротивление \(R\), то также \(U=IR\).
Формула и частные случаи
Если цепь разомкнута, ток отсутствует: \(I=0\), поэтому \(U=\mathcal{E}\). Если источник замкнуть почти напрямую, ток велик, а напряжение на зажимах становится малым. Для идеального источника напряжения внутреннее сопротивление равно нулю, поэтому напряжение не уменьшается: \(U=\mathcal{E}\).
Источник имеет ЭДС \(12\) В и внутреннее сопротивление \(1\) Ом. При токе \(2\) А напряжение на зажимах равно \(U=12-2\cdot1=10\) В. Значит, внешняя цепь получает напряжение \(10\) В, а внутри источника теряется \(2\) В.
ЭДС и напряжение на зажимах совпадают только при разомкнутой цепи или при нулевом внутреннем сопротивлении. ЭДС характеризует работу сторонних сил внутри источника, а напряжение на зажимах — разность потенциалов, доступную внешней цепи.
Источник с ЭДС \(9\) В и внутренним сопротивлением \(0{,}5\) Ом отдаёт ток \(2\) А. Каково напряжение на его зажимах?
Главное
- Напряжение на зажимах источника — напряжение, получаемое внешней цепью.
- При отдаче тока \(U=\mathcal{E}-Ir\); падение напряжения внутри источника равно \(Ir\).
- При разомкнутой цепи \(U=\mathcal{E}\), а у идеального источника \(U\) не зависит от тока.