Электрический ток
Понятие и источники электрического тока как упорядоченного движения электрических зарядов, условия существования: наличие заряженных частиц и поля. Закон Ома для однородного участка цепи и его применение. Принципы расчета работы и мощности тока.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.08.2015 |
| Размер файла | 49,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Электрический ток
Электрический ток - упорядоченное движение электрических зарядов. За направление тока принято направление движения положительных зарядов.
В проводнике при движении зарядов возникает ток проводимости. Если упорядоченное движение зарядов осуществляется перемещением в пространстве заряженного макроскопического тела, то возникает конвекционный ток.
Условия существования тока: наличие заряженных частиц, наличие электрического поля.
Сила тока - скалярная физическая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени:
(1)
Постоянный ток - ток, сила и направление которого не меняется со временем:
.
Плотность тока - физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока:
. (2)
,
где n - концентрация носителей тока, е - элементарный заряд, v - скорость упорядоченного движения зарядов.
Закон Ома для однородного участка цепи
Под однородным понимается участок цепи, не содержащий источников.
Из опыта известно, что I пропорционально (
I= (3)
Сопротивление R - коэффициент пропорциональности между силой тока и напряжением. Зависит от материала проводника и его формы.
Уравнение (3) - закон Ома для однородного участка цепи.
Сопротивление проводника постоянного поперечного сечения S длины l равно:
R=; (4)
- удельное сопротивление (сопротивление проводника единичной длины и сечения) .
- электрическая проводимость.
Единица измерения - Сименс [См].
- удельная электрическая проводимость.
Зависимость R от температуры для большинства материалов:
R=R0 (1+), (5)
где R0 - сопротивление при ; - температурный коэффициент сопротивления.
У некоторых материалов наблюдается явление сверхпроводимости.
Это явление было открыто в 1911 году и заключается в резком повышении проводимости при сверхнизких температурах. Для разных материалов эти температуры различны. Например, для алюминия 1,2К, для свинца 7К, для высокотемпературных керамических материалов Т>100K.
Закон Ома в дифференциальной форме
Подставим в закон Ома выражение для сопротивления:
Поделим обе части выражения на S:
(6)
закон Ома в дифференциальной форме.
Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца
Работа тока dA по перемещению заряда dq
электрический мощность ток заряд
dA=dq(
dq=I·dt; =U;
dA=U·I·dt [Дж] (7)
работа тока за время dt;
P= - мощность тока;
P=U·I=I2·R= [Вт]. (8)
Если проводник неподвижен, работа тока идет на нагревание проводника: dA=dQ.
Закон Джоуля-Ленца:
dQ=UIdt== I2·Rdt, (9)
где Q - количество тепла, выделенное в проводнике за время dt.
Электродвижущая сила. Закон Ома для неоднородного участка цепи
Для существования постоянного тока необходимо наличие в цепи устройства - источника тока, способного создавать и поддерживать разность потенциалов за счет работы сил неэлекростатического происхождения - сторонних сил. Природа этих сил может быть различной (хим. реакция между электродами и электролитами, механическая энергия вращения ротора генератора и т.д.)
Сторонние силы совершают работу по перемещению электрических зарядов.
Электродвижущая сила - физическая величина, определяемая работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда:
(В) (10)
Сторонняя сила, действующая на заряд:
Работа по перемещению заряда q на замкнутом участке цепи:
.
Поделим обе части выражения на q:
,
Т.е. ЭДС, действующая в замкнутой цепи может быть определена как циркуляция вектора напряженности поля сторонних сил.
На заряд кроме сторонних сил действуют силы электростатического происхождения, тогда:
, (11)
За время t в проводнике выделяется теплота:
(12)
Из (11) и (12) получим:
(13)
(13) - закон Ома для неоднородного участка цепи - обобщенный закон Ома.
Если цепь замкнута, то точки 1 и 2 совпадают, тогда и:
(14)
(14) - закон Ома для полной цепи.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие электрического тока как упорядоченного движения заряженных частиц. Виды электрических батарей и способы преобразования энергии. Устройство гальванического элемента, особенности работы аккумуляторов. Классификация источников тока и их применение.
презентация [2,2 M], добавлен 18.01.2012Условия, необходимые для существования электрического тока. Достоинства и недостатки параллельного соединения проводников. Единица силы тока. Работа электрического тока в замкнутой электрической цепи. Закон Ома для участка цепи. Химическое действие тока.
презентация [398,2 K], добавлен 07.02.2015Получение направленного движения зарядов. Признаки электрического тока. Движение заряженных частиц в проводнике. Электрический ток в металлах. Действие, сила, плотность тока. Постоянный и переменный ток. Определение природы носителей тока в металлах.
презентация [1,1 M], добавлен 22.08.2015Понятие электрического тока, выбор его направления, действие и сила. Движение частиц в проводнике, его свойства. Электрические цепи и виды соединений. Закон Джоуля-Ленца о количестве теплоты, выделяемое проводником, закон Ома о силе тока на участке цепи.
презентация [194,6 K], добавлен 15.05.2009Анализ направленного движения свободных заряженных частиц под действием электрического поля. Обзор основных величин, описывающих процесс прохождения тока по проводнику. Исследование источников и теплового действия тока, способов соединения сопротивлений.
презентация [430,0 K], добавлен 05.02.2012Единицы измерения электрического тока. Закон Ома и электрическое сопротивление. Применение Закона Ома при расчетах электрических цепей. Применение анализа цепи к модели мембраны. Свойства конденсатора в электрической цепи. Понятие электрической емкости.
реферат [1,3 M], добавлен 06.11.2009Причины электрического тока. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Закон Ома в дифференциальной форме. Работа и мощность. Закон Джоуля–Ленца. Плотность тока, уравнение непрерывности. КПД источника тока. Распределение напряженности и потенциала.
презентация [991,4 K], добавлен 13.02.2016Образование электрического тока, существование, движение и взаимодействие заряженных частиц. Теория появления электричества при соприкосновении двух разнородных металлов, создание источника электрического тока, изучение действия электрического тока.
презентация [54,9 K], добавлен 28.01.2011Силовые линии напряженности электрического поля для однородного электрического поля и точечных зарядов. Поток вектора напряженности. Закон Гаусса в интегральной форме, его применение для полей, созданных телами, обладающими геометрической симметрией.
презентация [342,6 K], добавлен 19.03.2013Химические источники тока как устройства, вырабатывающие электрический ток за счет энергии окислительно-восстановительных реакций химических реагентов, принцип их действия и оценка эффективности. Условия существования постоянного электрического тока.
презентация [394,1 K], добавлен 28.01.2014Изучение строения источников тока - источников электрической энергии, в которых действуют сторонние силы по разделению электрических зарядов. Обзор таких источников тока, как гальванические элементы, аккумуляторы, машины постоянного тока, термоэлементы.
презентация [274,8 K], добавлен 09.06.2010Сущность магнетизма, поле прямого бесконечно длинного тока. Форма правильных окружностей, описываемых силовыми линиями электрического поля элемента тока. Структура латентного поля тока. Закон Био-Савара, получение "магнитного" поля из электрического.
реферат [2,2 M], добавлен 04.09.2013Какое устройство используют для накопления заряда. Понятие электрического тока. Условия возникновения электродвижущей силы. Сила тока и его мощность. Закон Ома для участка сети. Электронапряженность и электропроницаемость. Проводники и диэлектрики.
тест [14,2 K], добавлен 14.03.2011Понятие об электрическом токе. Изменение электрического поля вдоль проводов со скоростью распространения электромагнитной волны. Условия появления и существования тока проводимости. Вектор плотности тока. Классическая электронная теория проводимости.
презентация [181,7 K], добавлен 21.03.2014Основные элементы и характеристики электрических цепей постоянного тока. Методы расчета электрических цепей. Схемы замещения источников энергии. Расчет сложных электрических цепей на основании законов Кирхгофа. Определение мощности источника тока.
презентация [485,2 K], добавлен 17.04.2019Понятие и разновидности электрических схем, их отличительные признаки, изображение тех или иных предметов. Идеальные и реальные источники напряжения и тока. Законы Ома и Кирхгофа для цепей постоянного тока. Баланс мощности в цепи постоянного тока.
презентация [1,5 M], добавлен 25.05.2010Понятие электрического тока и условия его возникновения. Сверхпроводимость металлов при низких температурах. Понятия электролиза и электролитической диссоциации. Электрический ток в жидкостях. Закон Фарадея. Свойства электрического тока в газах, вакууме.
презентация [2,9 M], добавлен 27.01.2014Упорядоченное движение электронов в металлическом проводнике. Цепь постоянного тока. Зависимость силы тока от напряжения. Перемещение единичного положительного заряда по цепи постоянного тока. Применение закона Ома для неоднородного участка цепи.
реферат [168,3 K], добавлен 02.12.2010Понятие электрического тока. Закон Ома для участка цепи. Особенности протекания тока в металлах, явление сверхпроводимости. Термоэлектронная эмиссия в вакуумных диодах. Диэлектрические, электролитические и полупроводниковые жидкости; закон электролиза.
презентация [237,4 K], добавлен 03.01.2011Наиболее известные работы Ома. Сила тока, напряжение и сопротивление. Физический закон, определяющий связь между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи. Закон Ома в интегральной форме, для участка цепи и переменного тока.
презентация [152,6 K], добавлен 21.02.2013
