Постоянный электрический ток. Законы цепей постоянного тока

Содержание

Слайд 2

Общая характеристика проводников

Общая характеристика проводников

Слайд 3

Электрический ток Действия электрического тока Магнитное Химическое Тепловое I Механическое Характеристики

Электрический ток

Действия электрического тока

Магнитное

Химическое

Тепловое

I

Механическое

Характеристики электрического тока

Сила тока

Постоянный электрический ток

Вектор

плотности тока

I=1A, S=1мм2
j=106 А/м2 → Cu:

Слайд 4

Условия существования электрического тока φВ φА φА > φВ Сторонние силы

Условия существования электрического тока

φВ

φА

φА > φВ

Сторонние силы

Электродвижущая сила (ЭДС) - ε

Напряжение

- U

φА = φВ

φВ

Слайд 5

Законы постоянного тока Закон Ома для однородного участка цепи Для металлов

Законы постоянного тока

Закон Ома для однородного участка цепи

Для металлов (при

Т >>0К):

Закон Ома для неоднородного участка цепи

Закон Ома для замкнутой цепи

Слайд 6

Законы постоянного тока Закон Джоуля –Ленца Аэл = Q Мощность тока

Законы постоянного тока

Закон Джоуля –Ленца

Аэл = Q

Мощность тока

Мощность в цепи постоянного

тока

Iкз

I

Pп

Слайд 7

Разветвленные цепи.Правила Кирхгофа Первое правило Кирхгофа Второе правило Кирхгофа Обход – по «часовой стрелке»

Разветвленные цепи.Правила Кирхгофа

Первое правило Кирхгофа

Второе правило Кирхгофа

Обход – по

«часовой стрелке»
Слайд 8

Природа носителей тока в металлах Опыт Э. Рикке (1901 г.) I

Природа носителей тока в металлах

Опыт Э. Рикке (1901 г.)
I =

0,1 А, t ≈ 1 год, q ≈ 3,5 ּ106 Кл.

Вывод: при протекании тока в металлах не происходит переноса вещества, следовательно
ионы не участвуют в переносе заряда.

Опыт Р. Толмена и Д.Стюарта (1916г)

- показали инерционность носителей тока,
- установили знак носителей заряда,
- рассчитали удельный заряд носителей тока.

Слайд 9

Измерение заряда электрона Опыт Р. Милликена (1916 г.) + _ Пульверизатор Конденсатор Микроскоп Капли масла (наэлектризовнные)

Измерение заряда электрона

Опыт Р. Милликена (1916 г.)

+

_

Пульверизатор

Конденсатор

Микроскоп

Капли масла (наэлектризовнные)

Слайд 10

Магнитное поле в вакууме Опыт Х. Эрстеда 1820 г. I Экспериментальные

Магнитное поле в вакууме

Опыт Х. Эрстеда 1820 г.

I

Экспериментальные законы магнетизма

А.

Ампер (1820 г). - установил закон взаимодействия электрических токов.

+

_

_

+

Слайд 11

Экспериментальные законы магнетизма Сила Ампера dF ~ I dF ~ dl

Экспериментальные законы магнетизма

Сила Ампера
dF ~ I dF ~ dl

dF ┴ dl

В –магнитная индукция

Тесла (Тл)

Характеристики магнитного поля

Н - напряженность магнитного поля

Принцип суперпозиции:

Слайд 12

Линии магнитной индукции всегда замкнуты! Графическое описание магнитного поля Линии магнитной индукции (линии напряженности м.п.)

Линии магнитной индукции всегда замкнуты!

Графическое описание магнитного поля

Линии магнитной индукции (линии

напряженности м.п.)
Слайд 13

Закон Био – Савара – Лапласа - элемент тока Результирующее поле

Закон Био – Савара – Лапласа

- элемент тока

Результирующее поле в

точке определяется в соответствии с принципом суперпозиции:

Закон позволяет рассчитать напряженность поля, создаваемого элементом тока:

Слайд 14

Магнитное поле витка с током Индукция магнитного поля в центре витка

Магнитное поле витка с током

Индукция магнитного поля в центре витка :

Магнитный

момент витка (контура) с током

Магнитное поле соленоида

Слайд 15

Поле прямого тока Поле бесконечного прямого тока: Полевая трактовка магнитного взаимодействия токов

Поле прямого тока

Поле бесконечного прямого тока:

Полевая трактовка магнитного взаимодействия токов

Слайд 16

Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях Сила Лоренца

Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях

Сила Лоренца

Слайд 17

Движение в электрическом поле Отклонение пучка электронов электрическим полем используется в электронно-лучевых трубках (ЭЛТ).

Движение в электрическом поле

Отклонение пучка электронов электрическим полем используется в электронно-лучевых

трубках (ЭЛТ).
Слайд 18

Движение в магнитном поле 1) Если В = const, то траектория

Движение в магнитном поле

1)

Если В = const, то траектория – окружность.

2)

Характер

движения частицы не изменится.

3)

Слайд 19

Циклотрон – устройство для ускорения тяжелых заряженных частиц. Циклотрон – устройство

Циклотрон – устройство для ускорения тяжелых заряженных частиц.

Циклотрон – устройство

для ускорения тяжелых заряженных частиц.

Вакуумная ускорительная
камера (дуанты)

Постоянный магнит

Слайд 20

Магнитное поле в веществе Связь между векторами В и Н μ

Магнитное поле в веществе

Связь между векторами В и Н

μ − относительная

магнитная проницаемость вещества

Поле в магнетике

Гипотеза Ампера

Андре-Мари
АМПЕР
1775 - 1836

Намагничение вещества

Магнитный момент атома:

Слайд 21

Магнитное поле в веществе Поле в магнетике Гипотеза Ампера Андре-Мари АМПЕР

Магнитное поле в веществе

Поле в магнетике

Гипотеза Ампера

Андре-Мари
АМПЕР
1775 - 1836

Намагничение

вещества

Современные представления:

Магнитный момент атома:

Вектор намагниченности J:

Связь между векторами В и Н

μ − относительная магнитная проницаемость вещества

Слайд 22

Парамагнетики Диамагнетики Ферромагнетики Классификация магнетиков

Парамагнетики Диамагнетики Ферромагнетики

Классификация магнетиков

Слайд 23

Свойства магнетиков Пермалой - 78%Ni, 22%Fe.

Свойства магнетиков

Пермалой - 78%Ni, 22%Fe.

Слайд 24

Свойства ферромагнетиков Нулевая кривая намагничения Магнитный гистерезис

Свойства ферромагнетиков

Нулевая кривая намагничения

Магнитный гистерезис

Слайд 25

Доменная структура Домены – области самопроизвольной (спонтанной) намагниченности, линейные размеры которых

Доменная структура

Домены – области самопроизвольной (спонтанной) намагниченности, линейные размеры которых 1-10

мкм.

Домены в чистом железе (а), в кремнистом железе(б),
в кобальте (в).

Качественное объяснение свойств ферромагнетиков