Сделай Сам Свою Работу на 5

Постоянный электрический ток, его характеристики и условия существования.





Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов. За направление тока в проводнике принимают направление движения положительных зарядов. Количественной мерой электрического тока являются характеристики: сила тока и плотность тока. Силой тока называется физическая величина, численно равная заряду, переносимому через поперечное сечение проводника за единицу времени: I= Электрический ток называется постоянным, если сила тока и его направление со временем не меняются. Плотность тока – это физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока. J= Единицы измерения в системе СИ: сила тока измеряется в амперах (А), плотность тока – в А/м². Для возникновения и существования электрического тока необходимо наличие способных перемещаться свободных носителей и электрического поля, под действием которого это движение становится упорядоченным.

 

Закон Ома в дифференциальной и интегральной формах.

Для однородного участка цепи экспериментально установлен закон, называемый законом Ома: сила тока I в цепи прямопропорциональна напряжению U, приложенному к концам проводника и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению R этого проводника: I=



Единицы измерения сопротивления в системе СИ – Ом. 1 Ом – сопротивление такого проводника, в котором при напряжении в 1 В течет ток силой в 1 А. Сопротивление проводника R зависит от длины проводника l, площади поперечного сечения S: R=ρ

где ρ – удельное электрическое сопротивление проводника, которое можно определить как сопротивление проводника единичной длины, единичного поперечного сечения. ( ρ = R, при l = 1, S = 1) Удельное сопротивление ρ зависит от материала проводника и от температуры. Размерность удельного сопротивления ρ в системе СИ – Ом·м.

Величина, обратная сопротивлению, называется электрической проводимостью проводника. Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной электропроводимостью σ: σ= Экспериментально установлено, что удельное сопротивление чистых металлов зависит линейно от температуры: ρt = ρ₀ (1 + αt), где ρt – удельное сопротивление при температуре t, выраженной в градусах шкалы Цельсия;



ρ₀ – удельное сопротивление при температуре 0° C; α – температурный коэффициент сопротивления данного вещества, который показывает относительное приращение сопротивления при увеличении температуры на один градус.

Определим связь между величинами, характеризующими ток и электрическое поле в одной и той же точке проводника: между плотностью тока j и напряженностью электрического поля E. Определим сопротивление проводника как R=ρ , а силу тока I, проходящего через сечение S, как I = jS; напряжение U на концах цилиндра: U = El, подставив значения в формулу получим j= - выражает закон Ома в дифференциальной форме: плотность тока в любой точке проводника пропорциональна напряженности электрического поля в этой точке.

 

ЭДС разности потенциалов, напряжение.

Главной характеристикой источника тока является электродвижущая сила ( ЭДС). ЭДС – это физическая величина, определяемая работойсторонних сил при перемещении единичного положительного заряда q₀: Единицы измерения ЭДС – Дж/Кл = В (Вольт) Сторонние силы – силы неэлектрического происхожденя. Напряжение – характеристика участка цепи – физическая величина определяемая работой сторонних и эл.ст. сил по перемещению единичного + заряда по участку проводника.

 

 

Закон Джоуля-Ленца.

Пусть за dt через поперечное сечение проводника пройдет заряд dq=Idt, если на конце проводника существует напряжение U, то dA=dqU=IUdt, а вся работа , A=IUt. Если ток протек по неподвижному металлическому проводнику то вля его работа идет на нагрев проводника dQ=IUdt или IUt тогда с учетом закона Ома dQ=I²Rt= . При прохождении электрического тока по проводнику в нем выделяется dQ=IU²Rt

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.