14. Сторонние силы. Закон Ома в интегральной и дифференциальной формах.

Если бы все действующие на носителя тока силы были бы электростатическими, то под действием этих сил положит носители перемещались из мест с больш потенциалом к месте с меньш потенциалом, это привело бы к выравниванию потенциалов и к прекращению тока. Чтобы этого не произошло в цепи постоянного тока, где положит носитель движется в сторону уменьшения потенциала, должны меняться участки, на кот перенос положит носителей происходит к возрастанию потенциалов, т.е. силам электростатич. поля. Такое возможно только силами неэлектростатического происхождения статическими силами. Для поддержания тока необходимо сторонние силы, действ на отдельных участках цепи или во всей цепи.

Физическая природа сторонних сил: химическая, механическая, электромагнитная. Для колич хар-ки сторонних сил вводят понятие: поле сторонних сил и его напряженность. Этот вектор численно равен сторонней силе, действ на единичный положит заряд. Величина, равная работе сторонних сил над единичным положит зарядом, наз ЭДС (ε), действующая в цепи или на её участке; сл-но если работа сторонних сил на заряд q равна А, то ε = А/q [В]. Размерность ЭДС совпадает с потенциалом: ε =

Кроме сторонних сил на заряд действуют силы электростатического поля с напряжением Е, сл-но результирующая сила, действующая на заряд q: F = q(E+E^*)

Работа, совершаемая этой силой над зарядом q определяется: А=q ∫Edl + q’∫E^*dl

Величина численно равная работе, совершаемая всеми силами при перемещении единичного заряда, наз напряжением на данном участке цепи.

A = q (φ₁ – φ₂)+q∙ε; U_1,2= φ₁ – φ₂ +ε [U] = 1B

Закон Ома: сила тока, протекающего по однородному проводнику прямо пропорциональна напряжению на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению R: I = U₁₂ / R

Участок цепи, на кот не действуют сторонние силы наз однородным. Участок цепи на кот действ сторонние силы наз неоднородным. Для различения видов участков цепи закон Ома можно записать:

I∙R = φ₁ – φ₂ +E – неоднородная цепь

I∙R = φ₁ – φ₂ – однородная цепь

I∙R = Е – полная цепь

Сопротивление определяется размером и материалом проводника. Эта величина может быть выражена: R =

ρ – удельное сопротивление материала проводника

S – площадь поперечного сечения проводника

Величина обратного сопротивления наз электропроводимостью. Единица измерения сопротивления – Ом, а проводимости – См(сименс). Удельное сопротивление проводников зависит от температуры. Эту зависимость можно выразить, создавая температурное сопротивление данного проводника: α = 1∙dρ / ρ∙dT

Он дает относительное приращение сопротивления при увеличении температуры на 1 градус. Температурный коэф. данного вещ-ва сопротивления различен при разных температурах. Однако изменение α с температурой не существенно, т.е. можно считать зависимость уд сопротивления от температуры линейной. ρ = ρ₀ ∙ (1+αt), ρ_{0 –} удельное сопротивление при 0 ⁰С. У всех металлов сопротивление увелич с увеличением температуры. У чистых Ме температурный коэф близок к

α = 1/273 К^-1

Закон Ома в диф. форме. Неоднородный участок: j = σ (E+E^*). Однородный участок: j = σ ∙E,

σ = 1/ρ