Постоянный ток Закон Ома Закон Джоуля-Ленца Лекция 3

Постоянный ток. Закон Ома. Закон Джоуля-Ленца. Лекция 3 1. Постоянный электрический ток. 1. 1. Сила тока. 1. 2. Плотность тока. 1. 3. Связь плотности тока и скорости упорядоченного движения зарядов. 1. 4. ЭДС источника тока. 2. Закон Ома. 2. 1. Закон Ома для участка цепи. 2. 2. Закон Ома в дифференциальной форме. 3. Закон Джоуля-Ленца. 4. Закон Ома для неоднородного участка цепи.

1. Постоянный электрический ток. Лекция 3 1. Постоянный электрический ток. Электрический ток - это упорядоченное электрических зарядов (в металле – электронов). движение Постоянный электрический ток – это ток, не изменяющийся со временем. 1. 1. Сила тока (I). величина, численно равная заряду (q), переносимому через поперечное сечение проводника за единицу времени (t).

1. Постоянный электрический ток. Лекция 3 Единица силы тока - 1 ампер АМПЕР (Ampere), Андре Мари 22 января 1775 г. – 10 июня 1836 г. Андре Мари Ампер – французский физик, математик и химик, один из основоположников электродинамики. Обнаружил влияние магнитного поля Земли на движущиеся проводники с током. Открыл взаимодействие электрических токов и установил закон этого взаимодействия (закон Ампера), разработал теорию магнетизма (1820).

1. Постоянный электрический ток. Лекция 3 1. 2. Плотность тока (j). j – плотность тока d. I - сила тока, проходящего через площадку d. S┴.

1. Постоянный электрический ток. Лекция 3 1. 3. Связь плотности тока и скорости упорядоченного движения зарядов. За время dt через площадку d. S пройдут заряды, отстоящие от нее не дальше чем на vdt. Заряд dq, прошедший за dt через d. S: где q 0 - заряд одного носителя; n - число зарядов в единице объема; d. S·v·dt - объем. Сила тока: Плотность тока:

1. Постоянный электрический ток. Лекция 3 1. 4. ЭДС источника тока. Для поддержания постоянного замкнутого тока при наличии сил, тормозящих движение носителей, необходимо компенсировать носителям заряда потери энергии, т. е. совершать над ними работу. Работа электростатического поля по замкнутой траектории: φ1 = φ2 - траектория замкнута. Следовательно, эту работу должны совершать неэлектрического происхождения - сторонние силы Электродвижущая сила (ЭДС) источника тока: где q - заряд, над которым сторонние силы совершили работу Aст. сил. Единица ЭДС - такая же, как и единица потенциала - вольт.

2. Закон Ома. Лекция 3 2. Закон Ома. 2. 1. Закон Ома для участка цепи. R - сопротивление проводника. Единица сопротивления - Ом. Для однородного проводника длиной l и сечением S: ρ – удельное сопротивление.

2. Закон Ома. Лекция 3 2. 2. Закон Ома в дифференциальной форме. Закон Ома для элементарного объема проводника. Удельная проводимость: Закон Ома в дифференциальной форме:

3. Закон Джоуля-Ленца. Лекция 3 3. Закон Джоуля-Ленца. Количество тепла, выделяемое в элементарном объеме с сопротивлением R при прохождении тока I в течении времени dt: - закон Джоуля-Ленца. плотность мощности - закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.

3. Закон Джоуля-Ленца. Лекция 3 4. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Неоднородный участок - участок, содержащий ЭДС. Работа при перемещении заряда dq из точки 1 в точку 2: где: dq(φ1 -φ2) - работа сил поля, dq ε 12 - работа сторонних сил d. A 12 переходит в джоулево тепло I 2 Rdt Закон Ома для неоднородного участка цепи: