Постоянный электрический ток. Электрический ток, сила и плотность тока

Август 1, 2022

Главная
Физика
Постоянный электрический ток. Электрический ток, сила и плотность тока

Содержание

2. Постоянный электрический ток . Упорядоченное движение электронов в металлическом проводнике. S – площадь поперечного сечения проводника.
3. Электричество . Количественной мерой электрического тока служит сила тока I —скалярная физическая величина, равная отношению заряда
4. Электричество . Единица силы тока — ампер (А) Ампер – сила неизменяющегося тока, который при прохождении
5. Электричество . Плотностью электрического тока называется вектор j, совпадающий с направлением электрического тока в рассматриваемой точке
6. Электричество . Если за время dt через поперечное сечение S проводника переносится заряд (где п, е
7. Постоянный электрический ток . Сторонние силы Для возникновения и существования электрического тока необходимо: наличие свободных носителей
8. Постоянный электрический ток . Для существования постоянного тока необходимо наличие в цепи устройства, способного создавать и
9. Постоянный электрический ток . Природа сторонних сил может быть различной. В гальванических элементах они возникают за
10. Постоянный электрический ток . Под действием создаваемого поля сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока
11. Постоянный электрический ток . Электродвижущая сила и напряжение Физическая величина, определяемая работой, которую совершают сторонние силы
12. Постоянный электрический ток . Понятие напряжения является обобщением понятия разности потенциалов: напряжение на концах участка цепи
13. Постоянный электрический ток . Закон Ома. Электрическое сопротивление Закон Ома для однородного участка цепи (не содержащего
14. Постоянный электрический ток . Сопротивление проводника зависит от его размеров и формы, а также от материала
15. Постоянный электрический ток . В векторной форме соотношение называется законом Ома в дифференциальной форме. Этот закон
16. Постоянный электрический ток . Последовательное и параллельное соединение проводников Последовательное соединение проводников.
17. Постоянный электрический ток . Параллельное соединение проводников.
18. Постоянный электрический ток . Расчет сопротивления сложной цепи. Сопротивления всех проводников указаны в омах (Ом).
19. Постоянный электрический ток . Пример электрической цепи, которая не сводится к комбинации последовательно и параллельно соединенных
20. Постоянный электрический ток . Температурная зависимость сопротивления Опытным путем было установлено, что для большинства случаев изменение
21. Постоянный электрический ток . На зависимости электрического сопротивления металлов от температуры основано действие термометров сопротивления. Сопротивление
22. Постоянный электрический ток . Зависимость удельного сопротивления ρ от абсолютной температуры T при низких температурах: a
23. Камерлинг-Оннес Гейке 1853-1926 ЛНП 1913 г. В 1892-94 г. сконстру-ировал сжижительную установку для азота и кислорода.
24. Высокотемпературную сверхпроводимость образцов керамики (соедин. лантана, бария, меди и кислорода) обнаружили Берднольдц Й.Г. (Германия) и Мюллер
25. Сверхпроводимость – квантовый эффект, теория которого дана в 1957 г. Дж.Бардиным, Л.Купером и Дж. Шриффером (НП
26. Постоянный электрический ток . Закон Джоуля-Ленца По закону сохранения энергии:
27. Постоянный электрический ток . Закон Джоуля-Ленца (в интегральной форме): количество теплоты, выделяемое постоянным электрическим током на
28. Постоянный электрический ток . По закону Джоуля-Ленца, за время dt в этом объеме выделится теплота Удельной
29. Постоянный электрический ток . Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме: Тепловое действие электрического тока используется в осветительных
30. Постоянный электрический ток . Закон Ома для неоднородного участка цепи Работа сил, совершаемая при перемещении заряда
31. Постоянный электрический ток . Частные случаи: 1) Если на данном участке цепи источник тока отсутствует, то
32. Постоянный электрический ток . 3) Если цепь разомкнута, то I = 0 и т.е. ЭДС, действующая
33. Постоянный электрический ток . Правила Кирхгофа для разветвлённых цепей Узел электрической цепи. I1, I2 > 0;
34. Постоянный электрический ток . При расчете сложных цепей с применением правил Кирхгофа необходимо: 1) Выбрать произвольное
35. Постоянный электрический ток . 2) Выбрать направление обхода контура и строго его придерживаться; произведение IR положительно,
36. Постоянный электрический ток . 3) Составить столько уравнений, чтобы их число было равно числу искомых величин
37. Постоянный электрический ток . Пример разветвленной электрической цепи. Цепь содержит один независимый узел (a или d)
38. Постоянный электрический ток . Электрический ток в газах Прохождение электрического тока через ионизированный газ называется газовым
40. Скачать презентацию

Слайд 2

Постоянный электрический ток
.
Упорядоченное движение электронов в металлическом проводнике.
S –

площадь поперечного сечения проводника.

Слайд 3

Электричество
.
Количественной мерой электрического тока служит сила тока I —скалярная физическая

величина, равная отношению заряда dq, переносимого сквозь рассматриваемую поверхность за малый промежуток времени, к величине dt этого промежутка:

Электрический ток называется постоянным, если сила тока и его направление не изменяются с течением времени.

Для постоянного тока:

где q - электрический заряд, проходящий за время t через поперечное сечение проводника.

Слайд 4

Электричество
.
Единица силы тока — ампер (А)
Ампер – сила неизменяющегося тока,

который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы между этими проводниками силу магнитного взаимодействия, равную 2·10-7 H на каждый метр длины.

Сила тока сквозь произвольную поверхность S определяется как поток вектора плотности тока

Слайд 5

Электричество
.
Плотностью электрического тока называется вектор j, совпадающий с направлением электрического

тока в рассматриваемой точке и численно равный отношению силы тока dI сквозь малый элемент поверхности, ортогональной направлению тока, к площади этого элемента:

Для постоянного тока, текущего перпендикулярно сечению S проводника:

Слайд 6

Электричество
.
Если за время dt через поперечное сечение S проводника переносится

заряд
(где п, е и - концентрация, заряд и средняя скорость упорядоченного движения зарядов), то сила тока

Единица плотности тока — А/м2.

плотность тока:

Слайд 7

Постоянный электрический ток
.
Сторонние силы
Для возникновения и существования электрического тока необходимо:
наличие

свободных носителей тока — заряженных частиц, способных перемещаться упорядоченно;
2) наличие электрического поля, энергия которого должна каким-то образом восполняться.

Слайд 8

Постоянный электрический ток
.
Для существования постоянного тока необходимо наличие в цепи

устройства, способного создавать и поддерживать разность потенциалов за счет сил не электростатического происхождения.
Такие устройства называются источниками тока.
Силы не электростатического происхождения, действующие на заряды со стороны источников тока, называются сторонними.

Слайд 9

Постоянный электрический ток
.
Природа сторонних сил может быть различной.
В гальванических

элементах они возникают за счет энергии химических реакций между электродами и электролитами;
в генераторе — за счет механической энергии вращения ротора генератора;
в солнечных батареях — за счет энергии фотонов.

Слайд 10

Постоянный электрический ток
.
Под действием создаваемого поля сторонних сил электрические заряды

движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, благодаря чему на концах цепи поддерживается разность потенциалов и в цепи течет постоянный электрический ток.

Слайд 11

Постоянный электрический ток
.
Электродвижущая сила и напряжение
Физическая величина, определяемая работой, которую

совершают сторонние силы при перемещении единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой (ЭДС) действующей в цепи:

Участок цепи, на котором не действуют сторонние силы, называется однородным. Участок, на котором на носители тока действуют сторонние силы, называется неоднородным.

Слайд 12

Постоянный электрический ток
.
Понятие напряжения является обобщением понятия разности потенциалов: напряжение

на концах участка цепи равно разности потенциалов, если участок не содержит источника тока (т.е. на участке не действует ЭДС; сторонние силы отсутствуют).

Напряжением U на участке 1-2 называется физическая величина, численно равная суммарной работе совершаемой электростатическими и сторонними силами по перемещению единичного положительного заряда на данном участке цепи:

Слайд 13

Постоянный электрический ток
.
Закон Ома. Электрическое сопротивление
Закон Ома для однородного участка

цепи (не содержащего источника тока): сила тока, текущего по однородному металлическому проводнику, пропорциональна напряжению на концах проводника (интегральная форма закона Ома).

Величина называется электрической проводимостью проводника.
Единица электрической проводимости — сименс (См): 1 См —проводимость участка электрической цепи сопротивлением 1 Ом.

Единица электрического сопротивления — ом (Ом): 1 Ом — сопротивление такого проводника, в котором при напряжении 1В течет постоянный ток 1А.

Слайд 14

Постоянный электрический ток
.
Сопротивление проводника зависит от его размеров и формы,

а также от материала из которого проводник изготовлен.
Для однородного линейного проводника длиной l и площадью поперечного сечения S сопротивление рассчитывается по формуле:

Величина обратная удельному сопротивлению называется удельной электрической проводимостью вещества проводника:

где коэффициент пропорциональности ρ, характеризующий материал проводника, называется удельным электрическим сопротивлением.
Единица удельного электрического сопротивления — ом-метр (Ом·м).

Единица удельной электрической проводимости — сименс на метр (См/м).

Слайд 15

Постоянный электрический ток
.
В векторной форме соотношение
называется законом Ома в дифференциальной

форме.
Этот закон связывает плотность тока в любой точке внутри проводника с напряжённостью электрического поля в той же точке.

Слайд 16

Постоянный электрический ток
.
Последовательное и параллельное
соединение проводников
Последовательное соединение проводников.

Слайд 17

Постоянный электрический ток
.
Параллельное соединение проводников.

Слайд 18

Постоянный электрический ток
.
Расчет сопротивления сложной цепи.
Сопротивления всех проводников указаны

в омах (Ом).

Слайд 19

Постоянный электрический ток
.
Пример электрической цепи, которая не сводится к комбинации

последовательно и параллельно соединенных проводников.

Слайд 20

Постоянный электрический ток
.
Температурная зависимость сопротивления
Опытным путем было установлено, что для

большинства случаев изменение удельного сопротивления (а значит и сопротивления) с температурой описывается линейным законом:

где ρ и ρ0, R и R0 — соответственно удельные сопротивления и сопротивления проводника при температурах t и 0°С (шкала Цельсия), α — температурный коэффициент сопротивления.

Слайд 21

Постоянный электрический ток
.
На зависимости электрического сопротивления металлов от температуры основано

действие термометров сопротивления.

Сопротивление многих металлов при очень низких температурах Тk (0,14 - 20 К (шкала Кельвина)) называемых критическими, характерных для каждого вещества, скачкообразно уменьшается до нуля и металл становится абсолютным проводником.
Это явление называется сверхпроводимостью.

Слайд 22

Постоянный электрический ток
.
Зависимость удельного сопротивления ρ от абсолютной температуры T

при низких температурах: a – нормальный металл; b – сверхпроводник.

Слайд 23

Камерлинг-Оннес
Гейке
1853-1926
ЛНП 1913 г.
В 1892-94 г. сконстру-ировал сжижительную установку для азота и

кислорода. В 1908 г. впервые получил жидкий гелий и изме-рил его температуру (НП 1913). Открыл явление сверхпрово-димости.

Слайд 24

Высокотемпературную сверхпроводимость образцов керамики (соедин. лантана, бария, меди и кислорода) обнаружили

Берднольдц Й.Г. (Германия) и Мюллер К.А. (Швейцария).

Слайд 25

Сверхпроводимость – квантовый эффект, теория которого дана в 1957 г. Дж.Бардиным,

Л.Купером и Дж. Шриффером (НП 1972 г.), а также советскими физиками Абрикосовым А.А. и В.Л.Гинзбургом (НП 2002 г.).
Абрикосов Гинзбург
Алексей Алексеевич Виталий Лазаревич

Слайд 26

Постоянный электрический ток
.
Закон Джоуля-Ленца
По закону сохранения энергии:

Слайд 27

Постоянный электрический ток
.
Закон Джоуля-Ленца (в интегральной форме):
количество теплоты, выделяемое постоянным

электрическим током на участке цепи, равно произведению квадрата силы тока на время его прохождения и электрическое сопротивление этого участка цепи.

Слайд 28

Постоянный электрический ток
.
По закону Джоуля-Ленца, за время dt в этом

объеме выделится теплота

Удельной тепловой мощностью тока w называется количество теплоты, выделяющееся за единицу времени в единице объема:

Слайд 29

Постоянный электрический ток
.
Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме:
Тепловое действие электрического тока

используется в осветительных лампах накаливания, электросварке, электронагревательных приборах и т.д.

Слайд 30

Постоянный электрический ток
.
Закон Ома для неоднородного участка цепи
Работа сил, совершаемая

при перемещении заряда q0:

Отсюда следует закон Ома для неоднородного участка иепи в интегральной форме, который является обобщенным законом Ома:

За время t в проводнике выделится теплота:

Слайд 31

Постоянный электрический ток
.
Частные случаи:
1) Если на данном участке цепи источник

тока отсутствует, то мы получаем закон Ома для однородного участка цепи:

2) Если цепь замкнута (Δφ = 0), то получаем закон Ома для замкнутой цепи:

Слайд 32

Постоянный электрический ток
.
3) Если цепь разомкнута, то I = 0

и
т.е. ЭДС, действующая в разомкнутой цепи равна разности потенциалов на ее концах.

4) В случае короткого замыкания сопротивление внешней цепи Rвнешн= 0 и сила тока
в этом случае ограничивается только величиной внутреннего сопротивления источника тока.

Слайд 33

Постоянный электрический ток
.
Правила Кирхгофа для разветвлённых цепей
Узел электрической цепи. I1,

I2 > 0; I3, I4 < 0.

Слайд 34

Постоянный электрический ток
.
При расчете сложных цепей с применением
правил Кирхгофа необходимо:

1) Выбрать произвольное направление токов на всех участках цепи; действительное направление токов определяется при решении задачи: если искомый ток получится положительным, то его направление было выбрано правильно, а если — отрицательным — его истинное направление противоположно выбранному.

Слайд 35

Постоянный электрический ток
.
2) Выбрать направление обхода контура и строго его

придерживаться; произведение IR положительно, если ток на данном участке совпадает с направлением обхода.
ЭДС, действующие по выбранному направлению обхода, считаются положительными, против - отрицательными.

Слайд 36

Постоянный электрический ток
.
3) Составить столько уравнений, чтобы их число было

равно числу искомых величин (в систему уравнений должны входить все сопротивления и ЭДС рассматриваемой цепи); каждый рассматриваемый контур должен содержать хотя бы один элемент, не содержащийся в предыдущих контурах, чтобы не получались уравнения, которые являются простой комбинацией уже составленных уравнений.

Слайд 37

Постоянный электрический ток
.
Пример разветвленной электрической цепи.
Цепь содержит один независимый узел

(a или d) и
два независимых контура (например, abcd и adef).

Слайд 38

Постоянный электрический ток
.
Электрический ток в газах
Прохождение электрического тока через ионизированный

газ называется газовым разрядом.
Разряд, существующий только под действием внешних ионизаторов, называется несамостоятельным газовым разрядом.
Разряд в газе, сохраняющийся после прекращения действия внешнего ионизатора, называется самостоятельным газовым разрядом.

Под действием ионизатора (сильный нагрев, жёсткое излучение, потоки частиц) нейтральные молекулы (атомы) газа расщепляются на ионы и свободные электроны - происходит ионизация газа.

Постоянный электрический ток. Электрический ток, сила и плотность тока

Содержание

Постоянный электрический ток. Упорядоченное движение электронов в металлическом проводнике. S –

Электричество. Количественной мерой электрического тока служит сила тока I —скалярная физическая

Электричество. Единица силы тока — ампер (А)Ампер – сила неизменяющегося тока,

Электричество. Плотностью электрического тока называется вектор j, совпадающий с направлением электрического

Электричество. Если за время dt через поперечное сечение S проводника переносится

Постоянный электрический ток. Сторонние силыДля возникновения и существования электрического тока необходимо:наличие

Постоянный электрический ток. Для существования постоянного тока необходимо наличие в цепи

Постоянный электрический ток. Природа сторонних сил может быть различной. В гальванических

Постоянный электрический ток. Под действием создаваемого поля сторонних сил электрические заряды

Постоянный электрический ток. Электродвижущая сила и напряжениеФизическая величина, определяемая работой, которую

Постоянный электрический ток. Понятие напряжения является обобщением понятия разности потенциалов: напряжение

Постоянный электрический ток. Закон Ома. Электрическое сопротивлениеЗакон Ома для однородного участка

Постоянный электрический ток. Сопротивление проводника зависит от его размеров и формы,

Постоянный электрический ток. В векторной форме соотношениеназывается законом Ома в дифференциальной

Постоянный электрический ток. Последовательное и параллельное соединение проводниковПоследовательное соединение проводников.

Постоянный электрический ток. Параллельное соединение проводников.

Постоянный электрический ток. Расчет сопротивления сложной цепи. Сопротивления всех проводников указаны

Постоянный электрический ток. Пример электрической цепи, которая не сводится к комбинации

Постоянный электрический ток. Температурная зависимость сопротивленияОпытным путем было установлено, что для

Постоянный электрический ток. На зависимости электрического сопротивления металлов от температуры основано

Постоянный электрический ток. Зависимость удельного сопротивления ρ от абсолютной температуры T

Камерлинг-ОннесГейке1853-1926ЛНП 1913 г.В 1892-94 г. сконстру-ировал сжижительную установку для азота и