Постоянный электрический ток. Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов
Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов. В проводнике под действием приложенного электрического поля свободные электрические заряды перемещаются следующим образом: положительные в направлении поля, отрицательные – против. Возникающий в этом случае электрический ток называется током проводимости. Поэтому за направление тока принято считать движение положительных зарядов. Количественной мерой электрического тока служит СИЛА ТОКА I – скалярная величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника за единицу времени . (3.13) Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется ПОСТОЯННЫМ. Для постоянного тока . (3.13¢) Единица измерения силы тока – Ампер . Чтобы охарактеризовать ток также используют и другую величину - ПЛОТНОСТЬ ТОКА численно равна силе тока, приходящейся на единицу площади поверхности, расположенной перпендикулярно направлению течения тока.Это вектор , ориентированный по направлению тока, т.е. этот вектор совпадает с направлением упорядоченного движения положительных зарядов , (3.14) где dS^ – площадь поверхности, перпендикулярная направлению течения тока dI . Плотность тока измеряется в .
Определим, от чего зависит сила тока в проводниках (рис. 3.10). В 1826 году немецкий физик Георг Ом экспериментально установил, что сила тока I, текущего по проводнику пропорциональна напряжению U на концах проводника , (3.15) где R – электрическое сопротивление проводника протекающему через него току. Сопротивление обусловлено столкновением электронов с ионами кристаллической решетки проводника Измеряется в Омах [Ом= Вольт/Ампер]. Соотношение (3.15) выражает закон Ома для участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению. Сопротивлениепроводника зависит от его размеров, химического состава материала, из которого он изготовлен, и температуры. Для однородного проводника, имеющего постоянную площадь поперечного сечения (S) по всей длине проводника (l), сопротивление равно , (3.16) где r – удельное электрическое сопротивление, зависящее только от химического состава материала проводника и температуры (3.17). Единица измерения удельного сопротивления [Ом×м]. , (3.17) a - температурный коэффициент сопротивления, Ro, rо – сопротивление (уд. сопровление) при 0оС, t - температура. (1).Последовательное соединение n проводников: (3.18) (2).Параллельное соединение n проводников:
(3.19) Для существования постоянного тока необходимо наличие в цепи устройства (источника тока), способного создать и поддерживать разность потенциалов за счет работы сил не электростатического происхождения. Такие устройства называются источниками тока. Силы не электростатического происхождения, действующие на заряды внутри источника тока и приводящие к их разделению, называются СТОРОННИМИ. Таким образом, сторонние силы поддерживают разность потенциалов на полюсах источника и, соответственно, во всей цепи, подключенной к источнику. Работа сторонних электроразделительных сил Астор складывается из работы против сил электрического поля внутри источника (А1) и А¢ - работы против механических сил сопротивления среды. Астор =А1+А¢ или Астор=q(j1-j2)+ А¢ (3.20) Физическая величина, определяемая работой Астор, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда q0 по замкнутой цепи, называется ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛОЙ e (Э.Д.С.), действующей в цепи . (3.21) с учетом (3.20) выражение 3.21 можно переписать в виде: (3.21¢) Единицей измерения э.д.с. является Вольт [В]. Если полюса источника разомкнуты (работа по перемещению заряда внутри источника не совершается А¢=0, а лишь поддерживается разность потенциалов на полюсах источника тока), то э.д.с. e = j1-j2 т.е. эдс равна разности потенциалов на полюсах разомкнутого источника тока. Разность потенциалов на полюсах замкнутого внешней цепью источника тока называется напряжением источника тока. U<e на величину А¢/q. Если в электрическую цепь включен источник тока с электродвижущей силой, равной e, и внутренним электрическим сопротивлением r (рис. 3.11), то сила тока в этом случае определяется соотношением , (3.22)
Популярное: Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (610)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |