Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Загрузка...

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)

Электрические токи проводимости, переноса и смещения




Электрическое напряжение. Разность электрических потенциалов. Электродвижущая сила.

Электрические токи проводимости, переноса и смещения.

Лекция 2. Понятие электрического тока, напряжения, ЭДС

 

Литература:1. Теоретические основы электротехники [Текст]: В 3-х т. Учебник для вузов. Том 1. – 4-е изд. / К. С. Демирчян, Л. Р.

Нейман, Н. В. Коровкин, В. Л. Чечурин. – СПб.: Питер, 2004. – 463, [1] с.: ил. – 4000 экз. – ISBN 5-94723-620-6. – ISBN 5-94723-479-3.

 

 

Явление направленного движения свободных носителей зарядов называют электрическим током.

При анализе электрических свойств веществ, в которых отсутствуют свободные носители заряда (например, диэлектриков при определенных условиях), используется понятие электрического смещения. В связи с этим имеет место более точное определение электрического тока:

явление направленного движения свободных зарядов и/или явление изменения вектора электрического смещения во времени, сопровождаемые магнитным полем, называют полным электрическим током.

Полный электрический ток принято разделять на три основных вида: ток проводимости, ток переноса и ток смещения.

Ток проводимости имеет место в проводниках и полупроводниках (металлы, уголь, электролиты, полупроводниковые материалы). Ток проводимости сквозь некоторую поверхность s определяется количеством зарядов q, проходящих за единицу времени сквозь эту поверхность. В любой момент времени ток проводимости можно определить из выражения

 

, (1)

 

где N – количество зарядов величиной qj, прошедших сквозь поверхность s за время t.

С понятием электрического тока тесно связано понятие плотности тока. Плотность тока есть векторная величина, равная пределу отношения тока Di сквозь элемент поверхности Ds, нормальный к направлению движения заряженных частиц (рисунок 1, а), к этому элементу, когда Ds ® 0, то есть

 

. (2)

 

а б

Рисунок 1

 

Вектор плотности тока имеет направление, совпадающее с направлением движения положительно заряженных частиц (противоположное направлению движения отрицательно заряженных частиц). Если вектор составляет с положительной нормалью к поверхности некоторый угол a (рисунок 1, б), то используется соотношение

 

(3)

 

откуда ток, проходящий через поверхность s конечных размеров, может быть определен как

 

. (4)

 

Единицей тока является ампер (А), а единицей плотности тока – ампер на метр квадратный (А/м2).

Плотность тока проводимости при постоянной температуре проводника (полупроводника) пропорциональна напряженности электрического поля



 

, (5)

 

где g - коэффициент пропорциональности, называемый удельной электрической проводимостью вещества.

Величину называют удельным электрическим сопротивлением вещества.

Единицей удельной проводимости является сименс на метр (См/м), а единицей удельного сопротивления – ом-метр (Ом × м).

Под электрическим током переноса понимают явление переноса электрических зарядов движущимися в свободном пространстве заряженными частицами или телами. Ток переноса имеет место в пустоте, в газах.

Ток смещения имеет место при переменном электрическом поле в диэлектриках. Любое изменение электрического поля во времени изменяет поляризованность диэлектрика. При этом в веществе диэлектрика движутся элементарные частицы с электрическими зарядами, входящие в состав атомов и молекул вещества. Такой вид электрического тока в диэлектрике еще называют электрическим током поляризации.

С учетом изложенного выше, количественно полный электрический токможно представить как скалярную величину, равную сумме тока проводимости и тока смещения сквозь рассматриваемую поверхность, то есть

(6)

где – составляющая вектора электрического смещения;

e0 = 8, 85 × 10 -12 Ф/м – электрическая постоянная;

– напряженность электрического поля.

В выражении (6) в q входят как заряды свободных носителей, так и суммарный связанный заряд, проходящий сквозь поверхность при поляризации вещества. Второй член в выражении для тока представляет собой ток смещения в пустоте, являющийся скалярной величиной и равный производной по времени от потока электрического смещения сквозь рассматриваемую поверхность.

 





Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 979; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.80.30.49
Генерация страницы за: 0.006 сек.