Постоянный электрический ток. Причины электрического тока

10.1. Причины электрического тока

Заряженные объекты являются причиной не только электростатического поля,

И
Где - объемная плотность заряда.

Распределение напряженности Е и потенциала φ электростатического

Если заряды неподвижны, т. е. распределение зарядов в пространстве стационарно,

Наличие свободных зарядов приводит к
тому, что ρ становится функцией
времени, что порождает

Количественной мерой тока служит I - заряд, перенесенный через заданную поверхность

Если, однако, движение свободных зарядов таково,
что оно не приводит к перераспределению

Как может оказаться, что заряды движутся, а
плотность их не меняется, мы

Как известно из курса школьной физики, есть две основные характеристики электрического

Или наоборот, модуль вектора плотности тока численно равен отношению силы

Плотность тока j - есть более подробная
характеристика тока, чем сила тока

Ясно, что плотность тока j связана с плотностью свободных зарядов ρ

За направление вектора принимают
направление вектора положительных
носителей зарядов (раньше не знали о
существовании

Там, где носители только электроны,
плотность тока определяется
выражением:
(10.2.5)

Поле вектора можно изобразить графически с
помощью линий тока, которые проводят так

Зная в каждой точке интересующей нас поверхности S можно найти

Сила тока является скалярной величиной и алгебраической,
а знак определяется выбором

10.3. Уравнение непрерывности

Представим себе, в некоторой проводящей
среде, где течет ток, замкнутую

Мы знаем, что плотность постоянного
электрического тока одинакова по всему
поперечному сечению S

Из этого следует, что плотности
постоянного тока в различных
поперечных сечениях 1 и

Пусть S – замкнутая поверхность, а векторы
всюду проведены по внешним

В интегральной форме можно записать:
Это соотношение называется уравнением
непрерывности. Оно является, по

В случае постоянного тока, распределение зарядов в пространстве должно оставаться неизменным:
следовательно,
(10.3.5)
это

Линии в случае постоянного тока нигде не начинаются и нигде не

Если ток постоянный, то избыточный заряд внутри однородного проводника всюду равен

10.4. Сторонние силы и ЭДС

Для того, чтобы поддерживать ток достаточно
длительное время,

Поэтому в замкнутой цепи, наряду с
нормальным движением зарядов, должны
быть участки, на

Перемещение заряда на этих
Участках возможно лишь с
помощью сил неэлектрического
происхождения (сторонних сил):
химические

Сторонние силы можно
характеризовать работой,
которую они совершают над
перемещающимися по
замкнутой цепи зарядами

Величина, равная работе сторонних сил
по перемещению единичного положительного заряда в цепи,
называется

Стороннюю силу, действующую на заряд, можно представить в виде:
(10.4.2)
– напряженность

Работа сторонних сил на участке 1 – 2:
Тогда Э.Д.С.
(10.4.3)
Для