Обычно в физике и особенно в электротехнике применяется закон Ома в другом виде: в так называемой интегральной форме. Получим вид этого закона.
Рис. 1 |
Рассмотрим участок проводника, имеющего для простоты цилиндрическую форму (рис. 1). Пусть площадь поперечного сечения проводника S. К концам проводника приложена разность потенциалов Dj = j1 – j2, т.е. внутри проводника действует электрическое поле . Поэтому в проводнике возникает электрический ток, плотность тока j = s Е согласно закона Ома. Если ток распределен равномерно по сечению проводника, то сила тока I = jS = sES.
Напряженность поля Е связана с потенциалом соотношением (поле в нашем случае однородно, и вектор направлен вдоль оси Ох). Поэтому сила тока в проводнике , откуда . Интегрируя это равенство вдоль всего участка проводника, получаем
.
Интеграл, стоящий в левой части равенства, называется сопротивлением данного участка проводника. Обозначив его через R, получим закон Ома в интегральной форме:
IR = j1 – j2 = U, (5)
где буква U – стандартное обозначение разности потенциалов (напряжения).
Для однородного проводника (электропроводность s равна константе), имеющего форму цилиндра (т.е. площадь сечения S = const), сопротивление равно
,
где L – длина участка проводника, а – удельное сопротивление.