15. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах.

Закон Джоуля - Ленца. Количество теплоты, выделяемое в единицу времени в рассматриваемом участке цепи, прямопропорционально произведению квадрата силы тока на этом участке и сопротивлению участка:

В математической форме этот закон имеет вид:

(дифференциальная форма)

(интегральная форма)

где dQ — количество теплоты, выделяемое за промежуток времени dt, I — сила тока, R — сопротивление, Q — полное количество теплоты, выделенное за промежуток времени от t₁ доt₂.

16. Электрический ток в вакууме, газах. Понятие о плазме.

Электрический ток в вакууме.

Вакуум - это такая степень разрежения газа, при которой соударений молекул практически нет; - электрический ток невозможен, т.к. возможное количество ионизированных молекул не может обеспечить электропроводность; - создать эл.ток в вакууме можно, если использовать источник заряженных частиц; - действие источника заряженных частиц может быть основано на явлении термоэлектронной эмиссии.

Термоэлектронная эмиссия - это испускание электронов твердыми или жидкими телами при их нагревании до температур, соответствующих видимому свечению раскаленного металла. Электрический ток в вакууме возможен в электронных лампах. Электронная лампа - это устройство, в котором применяется явление термоэлектронной эмиссии. 

Электрический ток в газах.

В обычных условиях газ - это диэлектрик, т.е. состоит из нейтральных атомов и молекул и не содержит свободных носителей эл.тока.( Воздух является диэлектриком в линиях электропередач, в воздушных конденсаторах, в контактных выключателях.)

Газ-проводник - это ионизированный газ. Ионизированный газ обладает электронно-ионной проводимостью.(Воздух является проводником при возникновении молнии, электрической искры, при возникновении сварочной дуги.)

Ионизация газа- это распад нейтральных атомов или молекул на положительные ионы и электроны путем отрыва электронов от атомов. Ионизация происходит при нагревании газа или воздействия излучений (УФ, рентген, радиоактивное) и объясняется распадом атомов и молекул при столкновениях на высоких скоростях.

Рекомбинация заряженных частиц.Газ перестает быть проводником, если ионизация прекращается, это происходит в следствие рекомбинации ( воссоединения противоположно заряженных частиц).

Существует самостоятельный и несамостоятельный газовый разряд.

Несамостоятельный газовый разряд- если действие ионизатора прекратить , то прекратится и разряд.

Самостоятельный газовый разряд - в этом случае газовый разряд продолжается и после прекращения действия внешнего ионизатора за счет ионов и электронов

Плазма.

Плазма- это четвертое агрегатное состояние вещества с высокой степенью ионизации за счет столкновения молекул на большой скорости при высокой температуре; встречается в природе: ионосфера - слабо ионизированная плазма, Солнце - полностью ионизированная плазма; искусственная плазма - в газоразрядных лампах.

Плазма бывает:

Низкотемпературная - при температурах меньше 100 000К; высокотемпературная - при температурах больше 100 000К.