Причины электрического тока Для возникновения электрического тока требуется наличие свободных, не закрепленных заряженных част

Содержание

Слайд 2

- объемная плотность заряда. Уравнение Пуассона:


- объемная плотность заряда.

Уравнение Пуассона:

Слайд 3

Если заряды неподвижны, то ρ =ρ(t)=const, Е=E(x,y,z), φ= φ(x,y,z). Поле -

Если заряды неподвижны, то
ρ =ρ(t)=const,
Е=E(x,y,z), φ=

φ(x,y,z).
Поле - электростатическое.
Если есть свободные заряды, то
ρ= ρ(t), следовательно
Е=E(x,y,z,t), φ= φ(x,y,z,t).
Появляется электрический ток.
Поле перестает быть электростатическим.
Слайд 4

Сила тока I - заряд, перенесенный через заданную поверхность S (или

Сила тока I - заряд, перенесенный через заданную поверхность S (или

через поперечное сечение проводника), в единицу времени, т.е.:
Слайд 5

Если при перемещении свободных зарядов перераспределения зарядов в пространстве не происходит,

Если при перемещении свободных зарядов перераспределения зарядов в пространстве не происходит,

то электрическое поле – снова статическое.
Этот частный случай есть случай постоянного тока.
Ток, не изменяющийся по величине со временем – называется постоянным током
размерность силы тока в СИ:
Слайд 6

Плотность тока модуль вектора плотности тока численно равен отношению силы тока

Плотность тока


модуль вектора плотности тока численно равен отношению силы тока

через элементарную площадку, перпендикулярную направлению движения носителей заряда, к ее площади
Слайд 7

Плотность тока j связана с плотностью свободных зарядов ρ и со скоростью их движения :

Плотность тока j связана с плотностью свободных зарядов ρ и со

скоростью их движения :
Слайд 8

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

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

же, как и
линии вектора напряженности
Слайд 9

Зная в каждой точке некоторой поверхности S можно найти силу тока

Зная в каждой точке некоторой поверхности S можно найти силу

тока через эту поверхность, как поток вектора :
Слайд 10

Уравнение непрерывности дает заряд, выходящий в единицу времени наружу из объема V, охваченного поверхностью S. V

Уравнение непрерывности


дает заряд, выходящий в единицу времени наружу из

объема V, охваченного поверхностью S.

V

Слайд 11

Плотность постоянного электрического тока одинакова по всему поперечному сечению S однородного

Плотность постоянного
электрического тока одинакова по всему
поперечному сечению S однородного
проводника.
Поэтому для

постоянного тока в однородном
проводнике с поперечным сечением S сила тока:
Слайд 12

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

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

2 цепи обратно
пропорциональны площадям S1 и S2 этих
сечений :
Слайд 13

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

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

нормалям
Тогда поток вектора сквозь эту поверхность
S равен электрическому току I, идущему вовне
из области, ограниченный замкнутой
поверхностью S. Следовательно, согласно
закону сохранения электрического заряда,
суммарный электрический заряд q,
охватываемый поверхностью S, изменяется за
время на , тогда в
интегральной форме можно записать:
.
Слайд 14

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

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

существу,
выражением закона сохранения электрического
заряда.
Дифференциальная форма записи уравнения непрерывности.
Слайд 15

В случае постоянного тока, распределение зарядов в пространстве должно оставаться неизменным:

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

уравнение непрерывности для постоянного тока (в интегральной форме).

В дифференциальной форме уравнение непрерывности для постоянного тока:

Слайд 16

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

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

нулю.
Докажем это: т.к. для постоянного тока справедливо уравнение
отсюда
Избыточный заряд может появиться только на поверхности проводника в местах соприкосновения с другими проводниками, а также там, где проводник имеет неоднородности.
Слайд 17

Перемещение положительного заряда от «-» к «+» возможно лишь с помощью

Перемещение положительного заряда от «-» к «+» возможно лишь с
помощью сил

неэлектрического
происхождения (сторонних сил):
химические процессы, диффузия
носителей заряда, вихревые
электрические поля.

Сторонние силы и ЭДС

Слайд 18

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

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

электродвижущей силой
(Э.Д.С.), действующей в цепи:
Слайд 19

Стороннюю силу, действующую на заряд, можно представить в виде: – напряженность поля сторонних сил.

Стороннюю силу, действующую на заряд, можно представить в виде:
– напряженность поля

сторонних сил.
Слайд 20

Работа сторонних сил на участке 1 – 2: Тогда Э.Д.С. Для замкнутой цепи:

Работа сторонних сил на участке 1 – 2:
Тогда Э.Д.С.
Для замкнутой

цепи: