Плотность энергии:

С=EE0S\d

U=Ed

w=CU^2\2=EEoSE^2(напр. Поля)d^2\2d=EEoSE^2(напр. Поля)d\2=EEoE^2(напр. Поля)\2

w с хвостиком(омега)=w\V=EEoE^2(напр. Поля)\2 – плотность энергии электрического поля.

То, что электрическое поле обладает энергией, является доказательством того, что это особый вид материи.

11

11. Электрический ток. Сила тока. Плотность тока. Условия существования тока

Электрический ток – упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц, которые называют носителями тока.

Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны, в электролитах — ионы, в газах – ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях - электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость).

Направление электрического тока – направление, в котором упорядоченно движутся положительно заряженные частицы.

Направление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике. При этом, если единственными носителями тока являются отрицательно заряженные частицы (например электроны в металле), то направление тока противоположно направлению движения электронов.

Виды тока:

1. Постоянный ток — ток, направление и величина которого слабо меняется во времени.

2. Переменный ток — это ток, направление и величина которого меняется во времени.

Сила тока – физическая величина, равная отношению количества заряда, прошедшего за некоторое время через поперечное сечение проводника, к величине этого промежутка времени.

Плотность тока ( ) – векторная физическая величина, равная по модулю отношению силы тока I к площади поперечного сечения S проводника, которое расположено перпендикулярно направлению движения зарядов.

Условия существования тока:

1. Наличие свободных носителей зарядов.

2. Наличие разности потенциалов (это условия возникновения тока).

3. Замкнутая цепь.

4. Источник сторонних сил, который поддерживает разность потенциалов.

12

12.Электродвижущая сила источника. Закон Ома для замкнутой цепи. Ток короткого замыкания

Электродвижущая сила – характеристика и действия сторонних сил. Работа сторонних сил осуществляется внутри источника тока.

ᶓ= =1B

Источник тока – устройство, обеспечивающие непрерывное разделение зарядов и их упорядоченное движение во внешней цепи.

Источники тока:

1)Гальванические элементы или аккумуляторы (хим. Энергия).

2)Генератор (мех. Энергия).

3)Фотоэлементы (используют энергию падающего света).

4)Термоэлементы (используют тепловое излучение).

Закон Ома — физический закон, определяющий связь между ЭДС источника или напряжением с силой тока и сопротивлением проводника.

Закон Ома для полной цепи:

Закон Ома для замкнутой цепи:

ᶓ=IR+Ir=

Короткое замыкание (КЗ) — электрическое соединение двух точек электрической цепи с различными значениями потенциала, не предусмотренное конструкцией устройства и нарушающее его нормальную работу.

В трехфазных электрических цепях различают следующие виды коротких замыканий:

1. Однофазное (замыкание фазы на землю в сетях с заземленной нейтралью трансформатора);

2. Двухфазное (замыкание двух фаз между собой);

3. Двухфазное на землю (две фазы между собой и одновременно на землю);

4. Трёхфазное (три фазы между собой).

Для защиты от короткого замыкания принимают специальные меры:

а.) Ограничивающие ток короткого замыкания:

1. Устанавливают токоограничивающие электрические реакторы;

2. Применяют распараллеливание электрических цепей, то есть отключение секционных и шиносоединительных выключателей;

3. Используют понижающие трансформаторы с расщеплённой обмоткой низкого напряжения;

4. Используют отключающее оборудование — быстродействующие коммутационные аппараты с функцией ограничения тока короткого замыкания – плавкие предохранители и автоматические выключатели.

б.)Применяют устройства релейной защиты для отключения поврежденных участков цепи.

13