Постоянный ток

1. Ток – направленное движение заряженных частиц. За направление тока принимается направление движения положительных зарядов.

Условие существования тока:

а) наличие в проводнике электрического поля (разности потенциалов на концах проводника);

б) наличие носителей зарядов – заряженных частиц могущих свободно перемещаться внутри проводника.

2. Величина тока , dq - заряд, перенесенный через сечение проводника за время dt.

Общий заряд

Плотность тока , S – сечение проводника.

Если =Const, ток называется постоянным.

3. Закон Ома для участка цепи , где – сопротивление проводника, ρ – удельное сопротивление (ρ=R при l=1, S=1).

Величина – удельная проводимость.

Если на участке цепи есть скачок потенциала ₂- ₁ (имеется источник тока), то цепь называется неоднородной.

Закон Ома, примененный для бесконечно малого объема проводника, называется Законом Ома в дифференциальной форме. Для однородного участка цепи , для неоднородного , где – напряженность поля сторонних сил (о сторонних силах будет ниже).

4. При последовательном соединении проводников ( - одинаковые, U - разные) общее сопротивление R_посл=R₁+R₂⁺... (если сопротивления одинаковые R_посл=nR, n - число).

При параллельном соединении (U-одинаковые, -разные) (если сопротивления одинаковые, то ). При параллельном соединении токи в проводниках обратно пропорциональны сопротивлениям:

- № 29, 82, 258, 426

Работа и мощность тока

1. Работа, совершаемая током

Мощность тока

2. Теплота, выделяемая в проводнике при прохождении тока – Закон Джоуля – Ленца.

Если имеется несколько проводников, соединенных последовательно, то удобно для вычисления Q пользоваться второй формулой. При параллельном соединении удобно пользоваться последней формулой.

Теплота, выделяемая в единице объема проводника за единицу времени – Закон Джоуля – Ленца в дифференциальной форме.

- № 43, 152, 243, 371

Источники тока

1. Под действием сил ЭП носители зарядов перемещаются от точек большего потенциала к точкам меньшего потенциала. Чтобы электрическая цепь была замкнутой заряды необходимо вернуть к точкам большого потенциала. Электрические силы совершить такую работу не могут. Силы неэлектрического происхождения, совершающие работу по перемещению заряда по замкнутому контуру, называются сторонними силами. Они действуют в источниках тока.

Источник тока характеризуется электродвижущей силой и внутренним сопротивлением r.

ЭДС источника равна работе сторонних сил по перемещению единичного заряда по замкнутому контуру: , где – напряженность поля сторонних сил, - элемент замкнутого контура.

Записанный интеграл называется циркуляцией вектора напряженности сторонних сил по замкнутому контуру (этот интеграл равен э.д.с.).

2. Закон Ома для полной цепи .

При внешнем сопротивлении R 0 ток = =max, такое явление называется коротким замыканием.

- № 181, 241, 302, 342

3. Мощность, выделяемая на внешнем сопротивлении, называется полезной

При R=0 _полез=0, при R=r = max, при дальнейшем увеличении R _полез уменьшается.

Мощность, выделяемая на всей цепи, называется полной

Отношение называется к.п.д. источника тока. При R=0 =0, при R=r =50%, при R>> r 100%.

- № 212, 349

4. I Закон Кирхгофа: алгебраическая сумма токов в узле равна нулю (сумма сходящихся к узлу токов равна сумме расходящихся токов)

II Закон Кирхгофа: в замкнутом контуре алгебраическая сумма падений напряжения равна алгебраической сумме э.д.с. источников тока

Токи, совпадающие с направлением обхода контура считаются положительными. Э.д.с. источника считается положительным, если в направлении обхода контура потенциал увеличивается (т.е. от «-» источника к «+»).