Характеристики электрической цепи

Удельная тепловая мощность тока в проводнике равна произведению его удельной электропроводности на напряженность электрического поля в квадрате.

К характеристикам цепи относятся: электродвижущая сила (ЭДС), напряжение, сопротивление, электропроводность.

Электродвижущая сила (ЭДС)

Источниками тока называются устройства, способные создавать разность потенциалов за счет работы сил не электростатического происхождения.

Сторонними силами называются силы не электростатического происхождения, действующие на заряды со стороны источника тока.

Природа сторонних сил:

- химические (гальванические элементы);

- механические (генераторы;

- энергия света (солнечные батареи).

Электродвижущей силой источника (ЭДС) называется:

1. работа, которую затрачивают сторонние силы на перемещение единичного положительного заряда с (-) клеммы на (+) клемму внутри источника;

2. разность потенциалов на выходных клеммах источника тока при разомкнутой внешней цепи.

, (11)

(12)

Напряжение

Напряжением U на участке цепи называется работа, совершаемая кулоновскими и сторонними силами при перемещении положительного заряда.

,

, [В], (13)

Напряжение и разность потенциалов совпадают при отсутствии в цепи ЭДС.

Сопротивление

Сопротивление R отражает степень помех, которые испытывают свободные электроны при своем движении по проводнику под действием напряжения. Для проводника с удельным сопротивлением r, длиной l и площадью поперечного сечения S

[Ом]. (14)

Наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро (Ом×м), медь (Ом×м) и алюминий (Ом×м).

Сопротивление металлических проводников увеличивается с ростом температуры:

, (15)

где - удельное сопротивление при 0⁰С, а - постоянная для данного вещества величина, называемая температурным коэффициентом сопротивления. Изменение сопротивления при изменении температуры может быть весьма значительным. Так у лампы накаливания при прохождении по ней тока и нагреве ее спирали сопротивление последней увеличивается более чем в 10 раз.

Кроме того, сопротивление металлов существенно зависит от наличия примесей, т.е. чистоты металла.

При низких температурах (1…10 К) сопротивление может резко падать. Это явление, впервые обнаруженное Камерлинг-Оннесом у ртути в 1911 году, называется сверхпроводимостью.

Дата добавления: 2014-01-07