- •Часть 2. Электростатика и постоянный ток.
- •Закон сохранения электрического заряда:
- •2.1.2. Постоянный ток
- •Контрольное задание №3 Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
- •2.2. Основные формулы и законы электромагнетизма
- •2.2.1. Электромагнетизм
- •Контрольное задание №4 Вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Вариант 5
- •Вариант 6
- •Вариант 7
- •Вариант 8
- •Вариант 9
- •Вариант 10
2.1.2. Постоянный ток
Сила тока: ,
где - электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за время .
Для постоянного тока, не меняющегося по величине и направлению: .
Модуль плотности электрического тока численно равен электрическому заряду, проходящему через единицу площади поперечного сечения проводника за единицу времени:
,
где - сила тока; - площадь поперечного сечения проводника.
Плотность тока – вектор, перпендикулярный поперечному сечению проводника и направленный в сторону электрического тока.
В проводнике вектор плотности электрического тока находится по формуле:
,
где - концентрация носителей тока; - модуль заряда электрона; - вектор средней скорости упорядоченного движения зарядов.
Электрическое сопротивление однородного проводника: ,
где - удельное электрическое сопротивление; - длина и - площадь поперечного сечения проводника.
Электрическая проводимость проводника: .
Удельная проводимость проводника: .
Закон Ома в дифференциальной форме: ,
где - вектор плотности тока; - вектор напряженности электрического поля в проводнике.
Зависимость удельного сопротивления и сопротивления проводника от температуры:
или ,
где и , и - соответственно, удельные сопротивления и сопротивления проводника при температурах и ; - температурный коэффициент электрического сопротивления. Для чистых металлов K и , где - термодинамическая температура.
Сопротивление цепи при последовательном соединении проводников: .
Сопротивление цепи при параллельном соединении проводников находится по формуле:
Закон Ома для неоднородного участка цепи:
,
где - сила тока; - разность потенциалов, приложенная на концах участка; - электродвижущая сила (Э.Д.С.); - электрическое сопротивление; - напряжение, действующее на неоднородном участке цепи. Если направление сторонних сил совпадает с направлением движения положительных зарядов в участке цепи, то Э.Д.С. берется со знаком плюс. В противном случае - Э.Д.С. берется со знаком минус.
Закон Ома для однородного участка цепи (при 0): .
Закон Ома для замкнутой цепи: ,
где - Э.Д.С., действующая в цепи; - внутреннее сопротивление источника тока; - сопротивление внешнего участка цепи.
Первое правило Кирхгофа: алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю:
Второе правило Кирхгофа: в любом замкнутом контуре алгебраическая сумма падений напряжений на всех участках контура равна алгебраической сумме электродвижущих сил, встречающихся в этом контуре:
.
Работа, совершаемая электростатическим полем и сторонними силами на неоднородном участке цепи постоянного тока за время : ,
где - сила тока; - напряжение, действующее на неоднородном участке цепи; для однородного участка цепи (при 0) - .
Мощность постоянного тока: .
Количество теплоты , выделяющейся на участке цепи за время , определяется по закону Джоуля-Ленца: .