37. Условия возникновения электрического тока. Э.Д.С.. Сила тока. Плотностью тока.

Любое упорядоченное движение заряженных частиц называется электрическим током. Для того, чтобы возник электрический ток необходимо выполнить следующие условия:

1) Наличие свободных заряженных частиц (в проводниках - свободные электроны, в жидкостях- положительные и отрицательные ионы).

2) Наличие постоянной разности потенциалов, которая может поддерживаться источником напряжения.

Любой источник напряжения характеризуется электродвижущей силой (э.д.с.).

Э.д.с. – это работа, совершаемая сторонними силами по перемещению единичного заряда по замкнутой цепи:

(Э.Д.С.) положительный заряд

F_ст – неэлектростатического происхождения. Механическая, химическая (гальванические элементы и аккумуляторы) и т.д.

К оличественной характеристикой электричес-кого тока служат сила тока и плотность тока. Сила тока – это физическая величина численно равная количеству заряда, протекающего через поперечное сечение проводника в единицу времени. Для постоянного тока это можно записать следующим выражением

П лотностью тока мы называем векторную величину, равную количеству заряда, протекающего в единицу времени через единицу поперечного сечения проводника:

3 8. Закон Ома в интегральной форме.

-Закон Ома для участка цепи. , ,где ρ – удельное сопротивление.

- удельная электропроводность. Закон Ома для полной цепи, r - внутреннее сопротивление источника тока.

39. Закон Ома в дифференциальной форме.

Р ассмотрим в проводящей среде небольшой отрезок трубки тока (рис. 2) длины dl и два близких ее сечения. Обозначим потенциалы этих сечений через φ₁ и , а величину площади сечения через dS. Применяя к выделенной трубке тока закон Ома для однородного участка цепи, получим

разделив это выражение на dS, получим с учетом

Но так как напряженность и потенциал связаны как получим, что Это соотношение носит название

дифференциальной формы закона Ома, оно содержит величины, характеризующие электрическое состояние среды в одной и той же точки.

40. Тепловое действие электрического тока. Закон Джоуля-Ленца.

Э лектрический ток совершает в любом участке электрической цепи работу. Работа тока затрачивается на увеличение внутренней энергии проводника, в результате чего проводник нагревается. Принято говорить, что при протекании тока в проводнике выделяется тепло dQ. Если выделить участок проводника, то

Но следуя закону Ома для участка цепи, можно записать,

ч то U=IR. Тогда это выражение перепишется как

Р азделив это выражение на и dt, получим количество тепла, выделяющееся в единице объема в единицу времени:

В еличину w называют удельной тепловой мощностью тока. Формула (выше) представляет собой дифференциальную форму закона Джоуля –Ленца. Закон Джоуля –Ленца можно еще представить в следующей форме: