Physics (стр. 5 из 7)

Dq – переносимый через поперечное сечение проводника заряд

Dt – промежуток времени

I – сила тока, скаляр [ 1A = 1 Кл / с]

Сила тока может быть как положительной, так и отрицательной величиной. Знак силы тока зависит от того, какое из направлений вдоль проводника принять за положительное. I > 0, если направление тока совпадает с условно выбранным положительным направлением вдоль проводника.

I =

, где

е – модуль заряда электрона

n – концентрация частиц

УСЛОВИЯ, НЕОБХОДИМЫЕ ДЛЯ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЭЛ. ТОКА.

1. Необходимо наличие свободно заряженных частиц

2. Необходима сила, действующая на частицы со стороны электрического поля в определенном направл

Если разность потенциалов =0, то поля нет.

Если разность потенциалов не изменилась, то ток будет считаться постоянным.

ЗАКОН ОМА ДЛЯ УЧАСТКА ЦЕПИ.

СОПРОТИВЛЕНИЕ

1 Для каждого проводника – твердого, жидкого и газообразного – существует определенная зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов на концах проводника; эту зависимость выражает т.н. вольт – амперная характеристика проводника

1 Зависимость силы тока от напряжения носит название законОма.

Согласно закону Ома, для участка цепи сила тока прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R.

1 Основная электрическая характеристика проводника – сопротивление.

Сопротивление зависит от материала проводника и его геометрических размеров.

, где

S – площадь поперечного сечения (м², мм² )

l – длина проводника (м)

r - уд. сопротивление проводника

Удельное сопротивление численно равно сопротивлению проводника, имеющего форму куба с ребром 1 м, если ток направлен вдоль нормали к двум противоположным граням куба.

ИЗМЕРЕНИЕ СИЛЫ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ

Для измерения силы тока в проводнике амперметр включают последовательно с этим проводником.

Для того, чтобы измерить напряжение на участке цепи с сопротивлением R, к нему параллельно подключают вольтметр.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ

СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ.

Последовательное	Параллельное
1. Сила тока	1. I = I₁ + I₂
I = I₁ = I₂	2. U = U₁ = U₂
2. Напряжение	;
; U₁ = IR₁	;
; U₁ = IR₁	;
U₂= IR₂	;
	3.
U =U₁ + U₂
3. Сопротивление
R = R₁ + R₂	Если R₁ =R₂=R₃=…=R_n, где n – число элемента

РАБОТА И МОЩНОСТЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

А = DqU ; A = IUDt = I²RDt =

- при параллельном соед.

- при последоват. соед

- закон Джоуля-Ленца

Мощность тока равна отношению работы тока за время Dt к этому интервалу времени.

- закон Ома для участка цепи

- для последовательного соед.

- для параллельного соед.

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА

Одно лишь электрическое поле заряженных частиц (кулоновское поле) не способно поддерживать постоянный ток в цепи.

Любые силы, действующие на электрически заряженные частицы, за исключением сил электростатического происхождения (т.е. кулоновских), называют сторонними силами.

Внутри источника тока заряды движутся под действием сторонних сил против кулоновских сил (электроны от положительно заряженного электрода к отрицательному).

ЭДС в замкнутом контуре представляет собой отношение работы сторонних сил при перемещении зарядов вдоль контура к заряду: ℰ =

[Вт]

ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ ЦЕПИ

R – внешнее сопротивление цепи

r- внутреннее сопротивление цепи (сопротивление источника тока)

R_об = R + r ; ℰ=

=> Aст = ℰDq

; Aст = ℰIDt

; A = Q

ℰIDt = I²RDt + I²rDt;

ℰ =

;

ℰ =

; I =ℰ/R+r

Если при обходе цепи переходят от отрицательного полюса источника к положительному, то ЭДС ℰ > 0. Сторонние силы внутри источника совершают при этом положительную работу.

ℰ = ℰ₁ + ℰ₂ + ℰ₃ = |ℰ₁|-|ℰ₂| + |ℰ₃|

Если ℰ > 0, то I > 0, т.е. направление тока совпадает с направлением обхода контура. При ℰ < 0, направление тока противоположно направлению обхода контура. Полное сопротивление цепи R_п равно сумме всех сопротивлений:

R_п = R + r₁ + r₂ + r₃

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТОКОВ. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.

1. Взаимодействие между проводниками с током, т.е. взаимодействие между движущимися электрическими зарядами, называют магнитными.

2. Силы, с которыми проводники с током действуют друг на друга, называют магнитными силами.

3. В пространстве, окружающем токи, возникает поле, называемое магнитным.

4. Магнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами.

5. Основные свойства:

а) магнитное поле порождается электрическим током (движущимися зарядами)

б) магнитное поле обнаруживается по действию на электрический ток (движущиеся заряды)

Подобно электрическому полю, магнитное поле существует реально, независимо от нас, от наших знаний о нем.

Результирующая сила, действующая со стороны магнитного поля на эти проводники, будет равна 0.

Магнитное поле создается не только электрическим током, но и постоянными магнитами.

ЛИНИИ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Силовой характеристикой магнитного поля явл-ся вектормагнитнойиндукции.

- вектор магнитной индукции

За направление вектора магнитной индукции принимается направление от южного полюса S к северному N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле. Это направление совпадает с направлением положительной нормали к замкнутому контуру с током.

- положительная нормаль.

Правила буравчика: если направление поступательного движения буравчика совпадает с направлением тока в проводнике, то направление вращения ручки буравчика совпадает с направлением вектора магнитной индукции.

Линиями магнитной индукции называют линии, касательные к которым направлены также, как и вектор

в данной точке поля.

Важная особенность линий магнитной индукции состоит в том, что они не имеют ни начала, ни конца. Они всегда замкнуты.

СИЛА АМПЕРА.

Сила ампера – это магнитная сила, действующая со стороны магнитного поля на проводник с током.

Сила достигает максимального значения, когда магнитная индукция перпендикулярна проводнику.

, если

^I.