КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной формеЗаконы Ома и Джоуля-Ленца в дифференциальной форме устанавливают соотношения в локальных точках проводника. Однако, используя эти соотношения, можно получить формулы для проводника конечных размеров. Выделим в проводнике цилиндр с площадью основания S и высотой , в пределах которого поле вектора можно считать однородным (рисунок 40). Применим к такому цилиндру закон Ома в диффе ренциальной форме (13) Используя связь между напряженностью и потенциалом
где U – напряжение между крайними точками цилиндра. Таким образом, в отличие от заряженного проводника поверхность проводника с током не является эквипотенциальной. С учетом (14) преобразуем (13) Умножив левую и правую части этого равенства на s и приняв во внимание, что , получим . (15) Соотношение (15), устанавливающее прямую пропорциональную зависимость между приложенным к проводнику напряжением и силой тока через него. Называется законом Ома в интегральной форме. Величина называется проводимостью проводника. Обратная ей величина (16) называется сопротивлением проводника. С учетом этого закон Ома для однородного участка цепи часто записывают в виде . (17) В электрических цепях однородные проводники применяются в различных комбинациях последовательного и параллельного соединений. Используя закон Ома (17) для однородного участка цепи, нетрудно получить известные из школьного курса формулы для последовательного и параллельного соединений , . Следует иметь в виду, что по формуле (16) находится сопротивление однородного проводника, у которого и S = const. Если, например, удельное сопротивление и площадь поперечного сечения проводника изменяются по его длине, то . Удельное сопротивление проводника сложным образом зависит от температуры. Экспериментально установлено. Что в узком температурном диапазоне эта зависимость в первом приближении является линейной , где r0 – удельное сопротивление при 0 0С, - температурный коэффициент сопротивления проводника. Применим к изображенному на рисунке 3 цилиндру закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме (11). Который позволяет рассчитать количество теплоты в единице объема за единицу времени при протекании тока. Тогда количество теплоты, выделившееся в объеме цилиндра за время t . (18) Выражение (18) представляет закон Джоуля-Ленца в интегральной форме для однородного проводника. Используя закон Ома (17), формуле (18) можно придать другой вид (19) Основываясь на выражениях (18) и (19), можно рассчитать тепловую мощность, которая выделяется в цепи при протекании тока . Законы Ома и Джоуля-Ленца в интегральной форме являются основными при расчете электрического и теплового режимов различных радио- и электротехнических устройств и цепей. Практическое значение этих законов трудно переоценить. Полученные соотношения используются при выборе поперечного сечения проводников, конструировании нагревательных и осветительных узлов, термодатчиков и терморегуляторов, устройствах автоматического регулирования и т.д.
Дата добавления: 2014-11-29; Просмотров: 638; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |