25)Носители электрического тока в средах. Сила и плотность тока. Уравнение непрерывности.

В металлах свободными носителями зарядов являются свободные электроны, в жидкостях – положительные и отрицательные ионы, в газах – ионы и электроны, в полупроводниках – электроны и дырки (или свободные и связанные электроны).

Количественной мерой тока служит сила тока I, т.е. заряд, перенесенный сквозь рассматриваемую поверхность S (или через поперечное сечение проводника) в единицу времени.

Единила силы тока — ампер (А) = (Кл\с)

Основной формулой, используемой для решения задач, является Закон Ома:

для участка электрической цепи:

— сила тока равняется отношению напряжения к сопротивлению.

для полной электрической цепи:

— где E — ЭДС, R — внешнее сопротивление, r — внутреннее сопротивление.

Плотность тока –

одна из основных характеристик электрического тока; равна электрическому заряду, переносимому в 1 с через единичную площадку, перпендикулярную направлению тока. (ампер\метр в квадрате)

(S- площадь сечения проводника)

Уравнение непрерывности гласит, что если заряд уходит из дифференциального объёма (то есть дивергенция плотности тока положительна), тогда количество заряда внутри объёма уменьшается. В этом случае скорость изменения плотности заряда отрицательна.

26)Магнитное поле. Закон Био-Савара-Лапласа. Энергия магнитного поля. Плотность энергии магнитного поля.

Магнитное поле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения, магнитная составляющая электромагнитного поля.

М. п. характеризуется вектором магнитной индукции В ,который определяет: силу, действующую в данной точке поля на движущийся электрический заряд; действие М. п. на тела, имеющие магнитный момент, а также другие свойства М. п.

Закон Био́—Савара—Лапла́са — физический закон для определения вектора индукции магнитного поля, порождаемого постоянным электрическим током. Был установлен экспериментально в 1820 году Био и Саваром и сформулирован в общем виде Лапласом.

Направление вектора магнитной индукции перпендикулярно направлению течения тока и кратчайшему расстоянию до проводника, то есть перпендикулярно плоскости, в которой они лежат, и совпадает с касательной к линии магнитной индукции. Это направление может быть найдено по правилу нахождения линий магнитной индукции (правилу правого винта): направление вращения головки винта дает направление вектора магнитной индукции, если поступательное движение буравчика соответствует направлению тока в элементе.

Энергия магнитного поля равна собственной энергии тока. Собственная энергия тока численно равна работе, которую должен совершить источник тока для преодоления ЭДС самоиндукции, чтобы создать ток в цепи.

, где Ф — магнитный поток, I — ток, L — индуктивность катушки или витка с током.

Куда пропадает энергия магнитного поля после прекращения тока? - выделяется ( при размыкании цепи с достаточно большой силой тока возможно возникновение искры или дуги).

Плотность энергии магнитного поля - физическая величина, равная отношению энергии магнитного поля в некотором объеме к величине этого объема.