АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Некоторые сведения о постоянном электрическом токе

Читайте также:
  1. I. Общие сведения
  2. I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
  3. А.2. Статистические сведения и материалы
  4. А.А. Ахматова. Сведения из биографии. Лирика.
  5. А.А. Блок. Сведения из биографии. Лирика.
  6. Бразилия: общие сведения
  7. Бщие сведения, классификация и стандартизация строительных материалов
  8. В журнале движения больных отделения отмечаются сведения о движении больных: число выбывших и поступивших.
  9. В центрально-симметричном электрическом поле
  10. ВВЕДЕНИЕ И НЕКОТОРЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
  11. Вирусы и фаги. Краткие сведения об открытии. Строение, проникновение в клетку. Первые фазы инфекции при заражении бактериофагом.
  12. Вкладка «Дополнительные сведения»

Электрическим токомназывается упорядоченное движение электрических зарядов.

Направлением электрического тока считается направление, в котором упорядоченно движутся положительные заряды. В металлах носителями тока являются свободные электроны; направление их движения в электрическом поле противоположно принятому направлению тока.

Силой токаназывается скалярная величина I, равная заряду, который за единицу времени переносится сквозь площадь поперечного сечения проводника

 

. (1)

Постояннымназывается электрический ток, сила, и направление которого сохраняются с течением времени неизменными. Для постоянного тока

, (2)

 

где q - заряд, переносимый сквозь поперечное сечение проводника за время t. Единицей силы тока в СИ служит ампер (А).

Плотностью тока называется векторная величина, модуль которой равен отношению силы тока I к площади поперечного сечения проводника:

 

. (3)

 

Плотность тока определяет ток, приходящийся на единицу поперечного сечения проводника. Вектор направлен вдоль тока.

Классическая электронная теория рассматривает электроны в металле как одноатомный идеальный газ, который заполняет кристаллическую решетку. В узлах решетки расположены малоподвижные ионы, с которыми при своем упорядоченном движении сталкиваются свободные электроны, чем и обусловлено сопротивление металлов.

Сопротивлениеметаллического проводника зависит от материала проводника, его геометрической формы и размеров, а также от температуры. Для однородного проводника длиной l и площадью поперечного сечения S сопротивление R равно:

 

, (4)

 

где ρ - удельное сопротивление проводника. В Международной системе единиц сопротивление измеряется в омах (Ом). Единицей удельного сопротивления в СИ служит Ом·м.

Удельным сопротивлениемназывается сопротивление проводника длиной 1м и площадью поперечного сечения 1м2.

Электродвижущая сила (ЭДС).Для поддержания постоянного тока в цепи на свободные заряды, помимо кулоновских сил, должен действовать еще какие-то иные, не электростатические силы. Эти силы носят название сторонних сил. Добавочное электрическое поле сторонних сил в цепи создается источниками электрической энергии (гальваническими элементами, аккумуляторами, генераторами и т.д.).



Электродвижущей силой ε, действующей на участке цепи, называется физическая величина, численно равная работе Аст, которую совершают сторонние силы при перемещении вдоль этого участка цепи единичного положительного заряда

 

. (5)

 

ЭДС в СИ измеряется в вольтах (В).

Напряжением или падением напряженияU1-2 на участке 1-2 (рис.1) называется физическая величина, численно равная полной работе, которая совершается кулоновскими и сторонними силами при перенесении вдоль участка цепи единичного положительного заряда

 


, (6)

 

где 1- φ2) - разность потенциалов, созданная полем кулоновских сил.

Закон Ома.Одним из основных законов постоянного тока является закон Ома: сила тока I в цепи прямо пропорциональна напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению R цепи.

 

. (7)

 

Закон Ома можно представить в дифференциальной форме. Сопротивление однородного линейного проводника прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S

 

, (8)

 

где ρ - удельное сопротивление. Подставляем (8) в (7)

 

, (9)

где - называется удельной электрической проводимостью. Т.к.

- напряженность электрического поля, а - плотность тока, то (9) можно записать в виде:

 

(10)

 

или в векторной форме:

 

- Закон Ома в дифференциальной форме.

Закон Ома для однородного участка цепи.Участок цепи называется однородным, если направленное движение носитель тока на этом участке обусловлено только действием на них электростатических сил, т.е. ε = 0 (рис.2)

Тогда из уравнения (6)

 

,

 

 

и закон Ома для однородного участка цепи принимает вид:

 

. (11)

 

Закон Ома для неоднородного участка цепи (обобщенный закон Ома в интегральной форме).Участок цепи называется неоднородным, если на этом участке действует не только кулоновские силы, но и сторонние (участок содержит ЭДС) (рис. 3).

‡агрузка...

Тогда на основании (6) и (7) можно записать закон Ома для неоднородного участка цепи:

 

. (12)

 

Закон Ома для замкнутой цепи. Если цепь замкнута (рис. 4), то φ1 = φ2 (т.е. φ1 - φ2 = 0) и закон Ома примет вид:

 

. (13)

 

Сила тока в замкнутой цепи прямо пропорциональна ЭДС, действующей в цепи, и обратно пропорциональна сумме внешнего сопротивления цепи R и внутреннего сопротивления r источника тока.

I правило Кирхгофа:алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю:

. (14)

Узлом называется точка, в которой сходится не менее трех проводников.

Токи считаются положительными, если они втекают в узел. Отрицательными считаются токи, отходящие от узла.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 |


Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.02 сек.)