Вопрос №64 Электродвижущая сила источника электрической энергии
Величину,
характеризующую зависимость электрической
энергии, приобретенной зарядом в
генераторе, от внутреннего устройства
последнего, называют электродвижущей
силой генератора (э.д.с.) и обозначают
.
Электродвижущую силу генератора измеряют
работой сторонних сил, выполненной при
перемещении единичного положительного
заряда:
.
С
ила,
перемещающая электрические заряды
против действия сил электрического
поля, называется сторонними силами.
На участке ABсторонние силы должны перемещать заряды, выполняя работу против сил электрического поля, за счет какого-либо вида энергии, например механической или химической, а на участке ACD, заряды будут перемещаться под действием сил электрического поля, за счет энергии, которая была приобретена при получении зарядов на участке BDA.
BDA – источник тока; ACB – потребитель энергии.
Вопрос №65 Закон Ома для участка цепи без э.Д.С. Сопротивление проводника
К
огда
по какому-либо участку цепи протекает
ток, то между силой тока и напряжением
для этого участка существует определенная
функциональная зависимость –
вольт-амперная характеристика.
(для
металлического проводника).
График
зависимости Iот
U
для проводника. Эту зависимость можно
выразить формулой:
,
где
коэффициент пропорциональности:
.
Величину
,
выражающую зависимость силы тока в
проводнике от его рода, размеров и
внешних условий, называют проводимостью
участка цепи. Проводимость измеряется
силой тока, возникающей в проводнике
при напряжении на его концах, равном
единице.
полагая,
что
.
В СИ за единицу проводимости
принят Сименс(См); 1 См = 1
Величину называют электрическим сопротивлением.
Величина,
характеризующая противодействие
электрическому току в проводнике,
которое обусловлено внутренним строением
проводника и хаотическим движением его
частиц, называется электрическим
сопротивлением проводника. Сопротивление
участка цепи (безэ.д.с.) измеряется
напряжением на этом участке, необходимым
для получения в нем тока, равного единице:
Закономерность, найденная Омом для металлических проводников, выражается формулой и называется законом Ома для участка цепи без э.д.с.: сила тока на участке цепи без э.д.с. прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению: .
Вопрос №66 Зависимость сопротивления от материала. Длины и площади поперечного сечения проводника
;
или
;
Rпропорциональна
;
тогда
;Из
этой формулы видно, что сопротивление
проводника прямо пропорционально его
длине и обратно пропорционально площади
его поперечного сечения.
Величину
,
характеризующую зависимость сопротивление
проводника от материала, из которого
он сделан, и от внешних условий, называют
удельным сопротивлением вещества.
;
;
Величину,
обратную удельному сопротивлению,
называют удельной
проводимостью
вещества и обозначают
(сигма)
:
;
Вопрос №67 Зависимость сопротивления от температуры. Сверхпроводимость
;
При
нагревании металлического проводника
подвижность носителей тока
уменьшается,
а
и
остаются постоянными.
С увеличением температуры подвижность носителей тока уменьшается, удельное сопротивление проводника увеличивается.
Если
удельное сопротивление при
обозначить через
,
а при температуре
– через
,
то
или
.
Величину
,
характеризующую зависимость изменения
удельного сопротивления при нагревании
от рода вещества, называется температурным
коэффициентом сопротивления.
Температурный
коэффициент сопротивления измеряют
числом, показывающим, на какую часть
своей величины, взятой при
,
изменяется удельное сопротивление при
нагревании на
.
;
;
Подставляя это значение
в
получим:
Измеряя сопротивление проводников при очень низких температурах, голландский физик Х. Камерлинг-Оннесв 1911 году обнаружил явление, названное позднее сверхпроводимостью. В некоторых случаях при достаточно низкой температуре сопротивление вещества скачком падает до нуля.
Сверхпроводимость позволяет получать при низких температурах в проводниках небольшого сечения огромные токи.