Prawo Pouilleta to wyrażenie używane do określenia intensywności intensity prąd elektryczny który przebiega przez prostą siatkę. proste dzianiny są obwody elektryczne zamknięte, bez rozgałęzień. Prawo Pouilleta mówi, że prąd elektryczny w tych siatkach odpowiada różnicy sił elektromotoryczne i przeciwelektromotoryczne, podzielone przez sumę rezystancji elektrycznych każdego z obecnych pierwiastków w siatce.
Prawo Pouilleta wywodzi się z prawa zachowania energia bardziej ogólne, zwane prawem sieci Kirchoffa, które można zastosować do bardziej złożonych obwodów elektrycznych. Jednak w prostszych przypadkach zastosowanie prawa Pouilleta jest korzystniejsze ze względu na jego prostotę.
Co więcej, co roku pojawia się duża liczba ćwiczeń z elektrodynamiki w I albo oraz w innych egzaminach wstępnych, które można rozwiązać w prosty i szybki sposób, jeśli prawidłowo zastosujemy dane prawo.
Popatrzrównież: Prawo Ohma - jedno z najważniejszych w elektrodynamice
Prawo Pouilleta
Prawo Pouilleta pozwala obliczyć moduł prądu elektrycznego ustalonego wzdłuż siatki. Z kolei siatki są zamkniętymi ścieżkami w obwodzie elektrycznym. Zgodnie z tym prawem prąd elektryczny jest równy sumie sił elektromotorycznych minus suma sił przeciwelektromotorycznych, których wynik jest dzielony przez całkowity opór siatki. Zwróć uwagę na następujący rysunek, w którym przedstawiamy prawo Pouilleta w jego ogólnej postaci:
ε i ε' – siła elektromotoryczna i siła przeciwelektromotoryczna (V – wolty)
R, Rja i r'ja - suma rezystancji elektrycznych rezystorów, generatorów i odbiorników
Jak korzystać z prawa Pouilleta
Aby dokonać obliczeń z prawem Pouilleta, trzeba wiedzieć, kto generatory i kim są? odbiornikiprezenty w siatce. Więc musisz wiedzieć kierunek prądu elektrycznego dzięki czemu możemy następnie zidentyfikować, które elementy są obecne w siatce.
Znając kierunek prądu wystarczy pamiętać, że generatory elektryczne są zawsze skrzyżowane od potencjału najniższego do potencjału najwyższego (odpowiednio mniejsza i większa listwa), podczas gdy prąd przepływający przez odbiorniki osiąga najwyższy potencjał i opuszcza go przez dolny zacisk potencjał.
Kolejny rysunek ilustruje, w jaki sposób możemy zidentyfikować generatory i odbiorniki w obwodach:
Generatory przechodzą od najmniejszego do największego potencjału, podczas gdy odbiorniki robią to od najmniejszego do największego.
Po zidentyfikowaniu generatorów i odbiorników należy pamiętać, że generatory wytwarzają siłę elektromotoryczną, a odbiorniki ją zużywają. Ilość energii, jaką każdy odbiornik potrzebuje do działania, nazywa się siłalicznik elektromotoryczny. Dlatego w prawie Pouilleta uwzględnia się różnicę między energią wytwarzaną przez generatory a energią zużywaną przez odbiorniki.
Przykład prawa Pouilleta
W tym temacie pokazujemy przykład obwodu, którego prąd elektryczny można łatwo określić, stosując prawo Pouilleta, patrz:
W sieci znajduje się prawdziwy generator elektryczny o sile elektromotorycznej równej 10 V i rezystancji wewnętrznej równej 1 Ω, podłączony do silnika elektrycznego o sile przeciwelektromotorycznej równej 8 V, rezystancji elektrycznej równej 1 Ω. Jak pokazano na tym rysunku:
Gdzie ε = 10 V, ε' = 8 V, rja = 1 Ω, i r'ja = 1 Ω, wyznaczyć za pomocą prawa Pouilleta natężenie prądu elektrycznego, który przepływa przez obwód:
Rozkład:
Przykład mówi o obwodzie utworzonym wyłącznie przez generator podłączony do silnika elektrycznego. Wiedząc o tym, zastosujemy informacje podane we wzorze prawa Pouilleta:
Popatrzrównież:Ruch jednolity – koncepcja, formuły i ćwiczenia
Rozwiązane ćwiczenia z prawa Pouilleta
Pytanie 1) Zwróć uwagę na obwód elektryczny przedstawiony na poniższym rysunku:
Korzystając z prawa Pouilleta, określ natężenie prądu elektrycznego powstałego w tym obwodzie i zaznacz poprawną alternatywę:
a) 1,0 A
b) 1,5 A
c) 2,5 A
d) 5,0 A
e) 7,5 A
Szablon: Literka B
Rozkład:
Przed rozwiązaniem ćwiczenia musimy uważnie obserwować kierunek prądu elektrycznego. Robiąc to, zauważymy, że w przedstawionej siatce są dwa generatory, ponieważ jedyne dwa elementy w obwodach, które nie są rezystorami, przepływa prąd elektryczny od najmniejszego do największego potencjał. Gdy to zrobimy, po prostu zastosujemy prawo Pouilleta:
Na podstawie przeprowadzonych obliczeń stwierdzamy, że prąd elektryczny powstający w obwodzie jest równy 1,5 A, więc prawidłową alternatywą jest litera b.
Pytanie 2) W zamkniętej pętli są połączone szeregowo trzy rzeczywiste i identyczne generatory. Wiadomo, że ich siły elektromotoryczne wynoszą 1,5 V, a rezystancja elektryczna 0,25 Ω. Jeśli ten zestaw generatorów jest podłączony do idealnego małego silnika elektrycznego o sile przeciwelektromotorycznej równej 3,0 V, jakie będzie natężenie prądu elektrycznego, który przez niego przepłynie?
a) 0,5 A
b) 1,5 A
c) 2,0 A
d) 5,0 A
e) 3,5 A
Szablon: Litera C
Rozkład:
Aby rozwiązać ćwiczenie, użyjemy prawa Pouilleta, więc zsumujemy wszystkie siły elektromotoryczne generatorów, a następnie odejmiemy siłę przeciwelektromotoryczną odbiornika. Zwróć uwagę na obliczenia na poniższym rysunku:
Zgodnie z obliczeniami prąd elektryczny powstający w tym obwodzie wynosi 2,0 A, więc prawidłową alternatywą jest litera c.
Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-de-pouillet.htm
