§ 2.4.Напряжение на участке цепи. Под, напряжением на некотором участке электрической цепи понимают разность потенциалов между крайними точками этого участка.

На рис. 2.5 изображен участок цепи, крайние точки которого обозначены буквами а и b. Пусть ток I течет от точки а к точке b (от более высокого потенциала к более низкому). Следовательно, потенциал точки а(φ_a) выше потенциала точки b(φ_b) на значение, равное произведению тока I на сопротивление R: φ_a = φ_b + IR.

В соответствии с определением напряжение между точками а и b U_ab = φ_a - φ_b.

Cледовательно, U_ab = IR, т. е. напряжение на сопротивлении равно произведению тока, протекающего по сопротивлению, на значение этого сопротивления.

В электротехнике разность потенциалов на концах сопротивления называют либо напряжением на сопротивлении, либо падением напряжения. В дальнейшем разность потенциалов на концах сопротивления, т. е. произведение IR, будем именовать падением напряжения.

Положительное направление падения напряжения на каком-либо участке (направление отсчета этого напряжения), указываемое на рисунках стрелкой, совпадает с положительным направлением отсчета тока, протекающего по данному сопротивлению.

В свою очередь, положительное направление отсчета тока I (ток - это скаляр алгебраического характера) совпадает с положительным направлением нормали к поперечному сечению проводника при вычислении тока по формуле , где δ - плотность тока; - элемент площади поперечного сечения (подробнее см. § 20.1).

CMM-10 Мультиметр цифровой измерение напряжения постоянного и переменного тока до 600 В; измерение силы постоянного и переменного тока до 10 А; измерение электрического сопротивления до 40 МОм; измерение электрической емкости до 100 мкФ; измерение частоты переменного тока и коэффициента заполнения; измерение температуры (термопара, тип К); контроль целостности цепи; тестирование диодов.

Рассмотрим вопрос о напряжении на участке цепи, содержащем не только сопротивление, но и ЭДС.

На рис. 2.6, а, б показаны участки некоторых цепей, по которым протекает ток I. Найдем разность потенциалов (напряжение) между точками а и с для этих участков. По определению,

U_ac = φ_a - φ_c          (2.1)

Выразим потенциал точки а через потенциал точки с. При перемещении от точки с к точке b встречно направлению ЭДС E(рис. 2.6, а) потенциал точки b оказывается ниже (меньше), чем потенциал точки с, на значение ЭДС Е: φ_b = φ_c - Е. При перемещении от точки с к точке b согласно направлению ЭДС E(рис. 2.6, б) потенциал точки b оказывается выше (больше), чем потенциал точки с, на значение ЭДС Е: φ_b = φ_c + Е.

Так как по участку цепи без источника ЭДС ток течет от более высокого потенциала к более низкому, в обеих схемах рис. 2.6 потенциал точки а выше потенциала точки b на значение падения напряжения на сопротивлении R: φ_a = φ_b + IR. Таким образом, для рис. 2.6, а

φ_a = φ_c - E + IR ,
U_ac = φ_a - φ_c = IR - E ,          (2.2)

для рис. 2.6, б

φ_a = φ_c + Е + IR ,

или

U_ac = φ_a - φ_c = IR + E.          (2.2 a)

Положительное направление напряжения U_ac показывают стрелкой от а к с. Согласно определению, U_ca = φ_c - φ_a, поэтому U_ca = - U_ac,т. е. изменение чередования (последовательности) индексов равносильно изменению знака этого напряжения. Следовательно, напряжение может быть и положительной, и отрицательной величиной.