Можна показати, що

.

1.

ПЛАН

ТЕМА: ПОСТІЙНИЙ СТРУМ

ЛЕКЦІЯ ХII

1. Умови існування струму і його характеристики.

2. Cторонні сили. Закони постійного струму.

3. Опір, залежність опору металів від температури.

4.Елементи класичної електронної теорії електропровідності металів. Закони Ома та Джоуля - Ленца в диференціальній формі.

5. Правила Кірхгофа.

Електричний струм – це впорядкований направлений рух електричних зарядів. Вирізняють струм провідності. Він зумовлений рухом вільних зарядів. Конвекційний струм виникає при русі заряджених макроскопічних тіл.

До умов виникнення струму слід віднести:

1) присутність вільних електричних зарядів;

2) присутність електричного поля.

Кількісна міра електричного струму – сила струму І.

І = dq / dt; (1)

Сила струму чисельно дорівнює заряду, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу. Струм називається постійним, якщо його величина та напрям із часом не змінюються.

І = q / t; (1a)

[ І ] =A = Kл / с; А (Ампер)- основна одиниця Si.

Фізична величина, яка визначається силою струму, що приходить через одиницю площі поперечного перерізу провідника, розташованого перпендикулярно до напрямку руху електричних зарядів, має назву густини електричного струму.

j = dІ / dS; [ j ] = A /м²;

У випадку постійного струму I = j S.

j = q n_o ,

де q – заряд, n_o – концентрація, v – швидкість дрейфу носіїв струму

j₁ Q Å j₂ > j₁

Якщо з’єднати два однорідних провідники, заряджених до потенціалів j₁ та j₂, то від 2 до 1 потече струм.

Цей процес буде відбуватися до тих пір, поки не зрівняються заряди, відповідно потенціали 1 і 2 та Dj_1,2 не стане дорівнювати нулю й струм припиниться.

Для того, щоб підтримати у колі постійною різницю потенціалів (Dj = const), необхідна у колі наявність пристрою, в середині якого відбувався б процес перерозподілу електричних зарядів та їх перенесення до відповідного провідника.

Цей пристрій має назву джерело струму. Воно здійснює роботу з переміщення зарядів силами неелектричного походження. Ці сили називаються сторонніми сили (акумулятор – хімічна енергія; генератор – механічна енергія.)

Фізична величина, яка дорівнює роботі сторонніх сил і переміщення одиничного позитивного заряду, має назву електрорушійної сили (ЕРС)

e = А_стор / q; (2)

= +

Загальна робота із переміщення заряду:

А = А_кл + А_стор

A / q = A_кл / q + A_стор / q; A_стор / q = e;

A_кл / q = j₁ - j₂ – це різниця потенціалів двох точок поля;

A / q = U_1,2 – напруга між двома точками поля.

Напруга – це величина, яка дорівнює роботі кулонівських та сторонніх сил із перенесення одиниці заряду між двома будь- якими точками поля.

U₁₂ = (j₁ - j₂) + e. (3)

Для ділянки кола німецький фізик Ом установив:

І = U / R;

(3а)

де – R опір провідника

Порівнявши (3) і (3а), маємо:

I = ((j₁ - j₂) + e) / R. (4)

(3а) – це закон Ома для ділянки кола в інтегральній формі.

(4) – узагальнений закон Ома для ділянки кола з ЕРС.

Дата добавления: 2014-01-07