конспект лекций Ф1 (1). Лекция 1 Кинематика План
 Скачать 0.6 Mb.
|
Постоянный электрический ток —План Общие характеристики тока. Сторонние силы. Законы Ома в интегральной и дифференциальной форме. Закон Джоуля Ленца. Закон Видемана-Франца. Правила Кирхгофа. Классическая теория электропроводности. Электрический ток - упорядоченное движение заряженных частиц. За направление тока принято направление движения положительно заряженных частиц. Количественная характеристика – сила тока:  .Распределение тока по сечению проводника характеризуется плотностью тока: .Связь плотности тока со скоростью упорядоченного движения заряженных частиц:  .Для возникновения и существования электрического тока необходимо: наличие свободных носителей тока – заряженных частиц; наличие электрического поля, энергия которого должна каким-то образом восполняться. Электростатические силы не могут поддерживать ток в цепи, для этого необходимо устройство, способное создавать и поддерживать разность потенциалов за счет сил неэлектростатического происхождения. Такие устройства – источники тока, а силы – сторонние. Физическая величина, равная работе сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда, называется ЭДС:  Участок цепи, на котором на носители тока действуют сторонние силы, называется неоднородным. Закон Ома для неоднородного участка цепи (в интегральной форме):  .Если на участке действуют только электростатические силы, участок называется однородным, и закон Ома в этом случае:  .Закон Ома в дифференциальной форме:  .Сопротивление проводника характеризует его способность препятствовать установлению тока, зависит от формы, размеров проводника, его температуры.  Связь между удельным сопротивлением и удельной электропроводностью :  .Закон Ома для замкнутой (полной) цепи:  где R — внешнее сопротивление цепи; r— внутреннее сопротивление источника. Закон Джоуля-Ленца в интегральной форме:  и в дифференциальной:  .В соответствии с законом Видемана-Франца отношение теплопроводности к удельной проводимости для всех металлов при одной и той же температуре одинаково и увеличивается пропорционально абсолютной температуре. Носителями тока в металлах являются свободные электроны. При образовании кристаллической решетки они обобществляются и образуют электронный газ, который обладает свойствами идеального газа. В рамках классической теории не объясняется температурная зависимость сопротивления, а также почему удельная теплоемкость металлов не больше теплоемкости диэлектриков. Недостатки классической теории электропроводности устраняются в квантовой теории. Контрольные задания для СРС (Лекция 13) [1,2,3,4] Покажите, что сила тока является потоком вектора плотности тока. В чем различия между разностью потенциалов, напряжением, ЭДС? Чему равна циркуляция вектора напряженности поля сторонних сил? Последовательное и параллельное соединение проводников. Электрический ток в различных средах. Лекция 13 |