40. Сопротивление проводников. Закон Ома для однородного и неоднородного участков цепи, для замкнутой цепи. Правила Кирхгофа.

Электри́ческое сопротивле́ние — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему.

Сопротивление считается постоянной величиной для данного проводника; её можно рассчитать как

где R — сопротивление; U — разность электрических потенциалов на концах проводника; I — сила тока, протекающего между концами проводника под действием разности потенциалов.

Закон Ома для однородного участка цепи

У часток цепи, на котором не действуют сторонние силы, приводящие к возникновению ЭДС (рис. 1), называется однородным.

Для замкнутого:

Для екоднородного: I = (j₁ - j₂ + Е₁₂) /R

Первое правило Кирхгофа (правило токов Кирхгофа) гласит, что алгебраическая сумма токов в каждом узле любой цепи равна нулю. При этом втекающий в узел ток принято считать положительным, а вытекающий — отрицательным:

Иными словами, сколько тока втекает в узел, столько из него и вытекает. Это правило следует из фундаментального закона сохранения заряда.

Второе правило Кирхгофа (правило напряжений Кирхгофа) гласит, что алгебраическая сумма падений напряжений на всех ветвях, принадлежащих любому замкнутому контуру цепи, равна алгебраической сумме ЭДС ветвей этого контура. 

41. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.

Работа электрического тока показывает, какая работа была совершена электрическим полем при перемещении зарядов по проводнику. (A=U*I*t)

Мощность электрического тока показывает работу тока, совершенную в единицу времени и равна отношению совершенной работы ко времени, в течение которого эта работа была совершена. (P=A/t)

Q = A = U × I × t = I² × R × t - закон Джоуля-Ленца в интегральной форме

    - закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме

42. Основы классической электронной теории электропроводности металлов. Удельная электропроводность. Подвижность носителей тока.

Друде разработал классическую теорию электропроводности металлов, которая затем была усовершенствована Лоренцем. Друде предположил, что электроны проводимости в металле ведут себя подобно молекулам идеального газа. В промежутках между соударениями они движутся совершено свободно, пробегая в среднем некоторый путь   . Правда в отличие от молекул газа , пробег которых определяется соударениями молекул друг с другом, электроны сталкиваются преимущественно не между собой, а с ионами, образующими кристаллическую решетку металла. Эти столкновения приводят к установлению теплового равновесия между электронным газом и кристаллической решеткой. Полагая, что на электронный газ могут быть распространены результаты кинетической теории газов, оценку средней скорости теплового движения электронов можно произвести по формуле   .

Удельная электропроводность (s) - физическая величина, равная электропроводности цилиндрического проводника единичной длины и единичной площади поперечного сечения; Удельная электропроводность  связана с удельным сопротивлением (соотношением s = 1/r.) на метр или на сантиметр.

Подвижность носителей тока — отношение скорости направленного движения электронов проводимости и дырок (дрейфовой скорости uдр), вызванного электрическим полем, к напряжённости этого поля или коэффициент пропорциональности между дрейфовой скоростью носителей и приложенным внешним электрическим полем. Определяет способность электронов и дырок в металлах иполупроводниках реагировать на внешнее воздействие.