ТОК В МЕТАЛЛАХ, Основные ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ ФОРМУЛЫ 1 страница

 

1. Плотность тока j, средняя скорость <v> упорядоченного движения носителей заряда и их концентра-ция n связаны соотношением

j = en× v ,

 

где е – элементарный заряд.

2. Закон Ома в дифференциальной форме

 

j = gE,

 

где g – удельная проводимость проводника; Е – напряженность электрического поля. 3. Закон Джоуля–Ленца в дифференциальной форме

 

w= gE2,

 

где w – объемная плотность тепловой мощности.

4. Термоэлектродвижущая сила, возникающая в термопаре, e=a( 1−Т2)

 

где a – удельная термоэдс; (Т1 – Т2) – разность температур спаев термопары. 5. Законы электролиза Фарадея. Первый закон:

 

m = kQ,

 

где m – масса вещества, выделившегося на электроде при прохождении через электролит электрического заряда Q; k – электрохимический эквивалент вещества.

Второй закон:

 

k = FZ,

 

где F – постоянная Фарадея (F = 96,5 кКл/моль); М – молярная масса ионов данного вещества; Z – валент-ность ионов.

Объединенный закон:

 

m = F× Z×Q = F× Z×It,

 

 

12

e

å å

=

R

,

Т

M

M

M

 

где I – сила тока, проходящего через электоролит; t – время, в течение которого шел ток. 6. Подвижность ионов

 

b = v,

 

 

где <v> – средняя скорость упорядоченного движения ионов; Е – напряженность электрического поля.

 

7. Закон Ома в дифференциальной форме для электролитов и газов при самостоятельном разряде в об-ласти, далекой от насыщения,

j = Qn( + −)

 

где Q – заряд иона; n – концентрация ионов; b+и b– – подвижности соответственно положительных и отри-цательных ионов.

8. Плотность тока насыщения

 

нас 0d,

 

где n0 – число пар ионов, создаваемых ионизатором в единице объема в единицу времени; d – расстояние между электродами [n0 = N, где N – число пар ионов, создаваемых ионизатором за время t в пространстве

 

между электродами; V – объем этого пространства].

 

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

 

ЗАДАЧА 1. Три одинаковых по величине заряда q расположены в вершинах равностороннего тре-угольника. Где и какой заряд Q нужно поместить, чтобы вся система находилась в равновесии?

 

Дано: Решение

 

q1 = q2 = q3 = q q2

 

a = 60є

 

Q = ?

–Q

 

F

q1 q3 F1a a

 

F2 F12

 

1 = F = 4pe0а2 ;

 

12 1 2 +2F 2cosa = F2×3, 12= F × 3.

 

q3×Q 4pe0×r2

 

где r – расстояние между Q и q3.

 

r = 2 h = 2 × a3 = a.

 

 

q ×Q×3 4pe0 ×a2

 

Заряд q3 находится в равновесии при условии:

 

F = F ,

 

 

13

E

+b

b

E,

=Qn

j

V

t

q

F

=F

+F

F

F

F

=

F

,

=

F

.

 

qQ×3 q2×3 откуда Q = q.

4 0a 4 0a

 

 

ЗАДАЧА 2. Шарик массой m подвешен на невесомой непроводящей нити в однородном электриче-ском поле напряженностью Е, силовые линии которого горизонтальны. Какой угол с вертикалью составит нить, если шарику сообщить заряд q?

 

Дано: Решение

=

pe

pe

K

K

K

mg

mg

q

K

r