II. Постоянный электрический ток Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов. Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение электрических зарядов. Для существования электрического тока необходимо два условия: наличие свободных зарядов и наличие силы, приводящей их в движение, то есть разности потенциалов. Для существования электрического тока необходимо два условия: наличие свободных зарядов и наличие силы, приводящей их в движение, то есть разности потенциалов. Если величина заряда, проходящего через сечение проводника, не зависит от времени, то такой ток называют постоянным. Если величина заряда, проходящего через сечение проводника, не зависит от времени, то такой ток называют постоянным. Величиной, характеризующей электрический ток, является сила тока – величина, численно равная заряду, переносимому через сечение проводника за единицу времени. Величиной, характеризующей электрический ток, является сила тока – величина, численно равная заряду, переносимому через сечение проводника за единицу времени. Единица измерения силы тока – ампер 1А = 1Кл/1c

Плотность электрического тока Рассмотрим движение зарядов через элементарное сечение проводника dS. Пусть концентрация носителей заряда n, величина каждого заряда e, а скорость упорядоченного движения v. Тогда заряд, прошедший через сечение dS за время dt равен Разделив эту величину на dt, получим выражение для силы тока через сечение Разделив эту величину на dt, получим выражение для силы тока через сечение dS где плотность тока

Электродвижущая сила (ЭДС) Для поддержания постоянного тока в цепи необходимо поддерживать постоянную разность потенциалов. Это достигается путем включения в цепь источника, который характеризуется электродвижущей силой (ЭДС). ЭДС - величина численно равная работе сторонних сил (неэлектрического происхождения) по перемещению по цепи единицы положительного заряда = dA/dq. Если на концах участка проводника, в который включена ЭДС, разность потенциалов U= - 2, то работа по перемещению заряда dq равна Если на концах участка проводника, в который включена ЭДС, разность потенциалов U= 1 - 2, то работа по перемещению заряда dq равна dA=(- 2 )dq+ dq. dA=( )dq+ dq.

Цепь постоянного тока. Законы Ома В случае замкнутой цепи закон Ома имеет следующий вид В случае замкнутой цепи закон Ома имеет следующий вид: R - характеристика участка проводника, называемая сопротивлением, r – внутреннее сопротивление источника Для участка проводника, не содержащего ЭДС I=U/R

Сопротивление проводника измеряется в Омах (1 Ом=1 В/1 А) и является характеристикой проводника; зависит от его размеров и материала проводника. Сопротивление проводника, имеющего форму прямого цилиндра или параллелепипеда, можно рассчитать по формуле R= l/S, где - удельное сопротивление проводника, l - длина проводника, S - поперечное сечение. Сопротивление проводника Зависимость удельного сопротивления проводника от температуры имеет следующий вид = 0 (1+ t), где t – температура проводника в градусах Цельсия, =1/273 град -1.

Закон Ома в дифференциальной форме Ток, протекающий через элементарное сечение проводника dS, имеющего форму прямого цилиндра или параллелепипеда равен dI=jdS. С другой стороны, dI=U/dR. Из последних двух выражений и формулы для расчета сопротивления проводника получим: Учитывая связь удельного сопротивления и удельной проводимости=1/, получим закон Ома в дифференциальной форме Учитывая связь удельного сопротивления и удельной проводимости=1/, получим закон Ома в дифференциальной форме

Закон Джоуля-Ленца Сталкиваясь с ионом кристаллической решетки металла, электрон передает ему энергию, то есть электрический ток производит тепловое воздействие. Совершаемая элементарная работа dA=Udq или, учитывая определение силы тока и закон Ома для участка цепи dA=RI 2 dt. Сталкиваясь с ионом кристаллической решетки металла, электрон передает ему энергию, то есть электрический ток производит тепловое воздействие. Совершаемая элементарная работа dA=Udq или, учитывая определение силы тока и закон Ома для участка цепи dA=RI 2 dt. Проинтегрировав последнее выражение, получим работу, совершаемую за время t Очевидно, эта работа равна теплоте, выделившейся в проводнике Q. Мощность электрического тока P=RI 2 Очевидно, эта работа равна теплоте, выделившейся в проводнике Q. Мощность электрического тока P=RI 2 Разделив выражение для мощности на объем проводника p=P/V=U 2 /lSR. Подставляя в последнее выражение R= l/S и учитывая связь =1/, получим дифференциальную форму закона Джоля-Ленца. Разделив выражение для мощности на объем проводника p=P/V=U 2 /lSR. Подставляя в последнее выражение R= l/S и учитывая связь =1/, получим дифференциальную форму закона Джоля-Ленца.

Параграфы соединение резисторов (сопротивлений)соединение резисторов (сопротивлений) коэфициент полезного действия (КПД) источника токакоэфициент полезного действия (КПД) источника тока изучить самостоятельно! Дополнение к теме «Постоянный электрический ток»

Интернет тестирование в сфере образования Адрес сайта: Пройти тестирование (в верхнем меню) Вводим ключ: tt641 Выбираем образовательный стандарт: ФГОС Выбираем специальность. Строители: Прикладная геология: Выбираем дисциплину ФИЗИКА Выбираем режим тестирования: САМОКОНТРОЛЬ Из меню удаляем те разделы, которые ещё не изучали и начинаем тестирование

Спасибо за внимание