3.2. Постоянный электрический ток

1. Что называют электрическим током?

Электрическим током называют порядочное движение заряженных частиц.

2. Назовите основные условия, необходимые для существования электрического тока.

Необходимы свободные носители, наличие электрического поля

3. Почему электростатическое поле не способно поддерживать постоянный электрический ток в цепи?

Т.к. происходит перемещение носителей таким образом, что потенциалы всех точек цепи выравниваются и электрическое поле исчезает.

4. Что называют силой тока?

Сила тока – это заряд, походящий через единичную площадь поперечного сечения за единицу времени.

5. Что называют плотностью тока?

Плотность тока (j) называют величину тока, проходящего через единицу поперечного сечения проводника.

6. Что называют напряжением?

Напряжение – это разность потенциалов. U=φ₁-φ₂, U=A/q

7. Сторонние силы

Сторонние силы – силы не электрического происхождения, которые могут действовать на электрический заряд.

8. ЭДС

ЭДС – работа сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль электрической цепи ε=C_ст/q

9. Циркуляция вектора напряженности поля сторонних сил

10. Закон Ома для однородного участка цепи в интегральной форме

I=U/R

11. Закон Ома в дифференциальной форме

j=γE, γ – удельная электропроводность

12. Закон Ома для неоднородного участка цепи

I=U+ε/R+r

13. Закон Ома для замкнутой цепи

I=ε/R+r

14. Короткое замыкание

Возникает при резком увеличение силы тока и уменьшение сопротивления.

15. Зависимость сопротивления проводника от его размеров и температуры

R=ρl/S

16. Последовательное соединение проводников

I=I₁=I₂=…. U=U₁+U₂+…. R=R₁+R₂+….

17. Параллельное соединение проводников

U=U₁=U₂=…. I=I₁+I₂+…. 1/R=1/R₁+1/R₂+….

18. Закон Джоуля-Ленца в интегральной форме

Q=A=I²RT

19. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме

20. Закон Видемана-Франца

λ/γ=3(k/e)² , где λ – теплопроводность, γ – удельная проводимость

21. Связь между плотностью тока и скоростью упорядоченного движения носителей тока

j=neυ=γE

22. Закон Ома для тока в газах

23. Вольтамперная характеристика газового разряда.

24. Правила Кирхгофа для разветвленных электрических цепей

1. Первое правило Кирхгофа: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле равна 0.

2. Второе правило Кирхгофа: в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма сил токов, на сопротивление, соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС, встречающихся в этом контуре. ΣIR=Σε

25. Какие заряженные частицы являются носителями тока в различных средах?

Свободные электроны - металл, дырки и свободные электроны - полупроводниках, ионы – электролиты

3.3. Магнитное поле

1. Магнитный момент рамки с током.

Магнитный момент – это векторная величина равная

2. Определение вектора магнитной индукции.

Вектор магнитной индукции – численно равен максимальному вращательному моменту, действующего на рамку с током с единичным магнитным моментом.

3. Закон Био- Савара – Лапласа. Что означают величины, входящие в это уравнение?

, r – радиус-вектор, проведенный из элемента dl проводника в точку А. μ-магнитная проницаемость, μ₀ – магнитная постоянная

4. Принцип суперпозиции магнитных полей.

Магнитная индукция результирующего поля, создаваемого несколькими токами или движущимися зарядами, равна векторной сумме магнитных индукций полей, создаваемых каждым током или движущимся зарядом.

5. Магнитная индукция поля прямого тока.

6. Магнитная индукция поля кругового тока. Укажите направление вектора магнитной индукции в центре кругового витка с током.

7. Магнитная индукция поля соленоида. Нарисуйте линии магнитной индукции поля соленоида.

8. Определение линий магнитной индукции. Нарисуйте линии магнитной индукции поля прямого тока.

9. Какое магнитное поле называется однородным? Приведите пример однородного магнитного поля.

Магнитное поле называется однородным, если напряженность во всех точках этого поля одинакова. Поле между обкладками пластин диэлектрика.

10. Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Как направлена сила Ампера, действующая на проводник с током, помещенный в магнитное поле?

Называется сила Ампера. Направление силы Ампера определяют по правилу левой руки. Ладонь расположена так, чтобы вектор магнитной индукции входил в нее, а 4 пальца расположены по направлению силы тока. Большой палец отогнутый на 90 градусов показывает направление силы Ампера.

11. Закон Ампера для параллельных токов. Как взаимодействуют токи противоположных направлений?

, противоположно направленные отталкиваются

12. Закон Ампера для параллельных токов. Как взаимодействуют токи одинаковых направлений?

, противоположно направленные притягиваются

13. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме.

14. Что означает, что магнитное поле имеет вихревой характер?

15. Сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся заряд. Как движется заряженная частица в магнитном поле, если ее скорость параллельна вектору ?

Называется сила Лоренца. Сила Лоренца равна нулю, частица движется равномерно и прямолинейно.

16. Сила, действующая со стороны магнитного поля на движущийся заряд. Как движется заряженная частица в магнитном поле, если ее скорость перпендикулярна вектору ?

Называется сила Лоренца. Частица будет двигаться по окружности радиусом R с центростремительным ускорением.

17. Явление Холла.

Явление Холла – это возникновение электрического поля в проводнике или полупроводнике с током при перемещение его в магнитном поле.

18. Чему равен вращающий механический момент, действующий на контур с током в магнитном поле?

19. Что происходит с контуром, если он ориентирован так, что направление вектора совпадает с положительной нормалью к контуру?

20. Что происходит с контуром, если он ориентирован так, что положительная нормаль к контуру перпендикулярна направлению вектора ?

21. Что называется магнитным потоком через площадку dS ?

Скалярная физическая величина равная:

22. Теорема Гаусса для магнитного поля.

Поток вектора магнитой индукции сквозь любую замкнутую поверхность равен нулю.