Законы постоянного тока

Электрический ток. Сила тока.

1. Электрический ток - упорядоченное движение заряженных частиц ( свободных электронов или ионов).

2. За положительное направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц.

3. Условия, необходимые для существования электрического тока: - наличие свободных электрически заряженных частиц; - наличие внутри проводника эл.поля действующего с силой на заряженные частицы для их упорядоченного движения ( свободные электроны по инерции , без действия силы, перемещаться не могут из-за тормозящего воздействия на них кристаллической решетки).

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

5. Единица измерения в системе СИ — 1 Ампер (А) = 1 Кулон / секунду. За единицу силы тока 1 А принимают силу тока, при которой два параллельных проводника длиной 1м, расположенные на расстоянии 1м друг от друга, взаимодействуют с силой 0,0000002 Н. 5 А это сила тока, при которой два параллельных проводника длиной 5м, расположенные на расстоянии 5м друг от друга, взаимодействуют с силой 0,000001 Н.

6. Если сила тока и его направление не изменяются со временем, то такой ток называется постоянным.

7. Поток электронов идёт строго по прямой линии, ни как не колеблясь и не изменяясь. Свойства и направления не меняются с течением времени.

8.  основная формула силы тока равна I=q/t  это доказано эксперементально а из этой формулы можно вывести еще несколько формул 

I=q/t = N*e/t = nV*e/t = nSle/t =nevS где nконцентрация e заряд электрона v скорость S площадь

9. Физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока, называется плотностью тока:

 

. 

10. Единица плотности тока – ампер на метр в квадрате (А/м²).

Закон Ома для участка цепи. Сопротивление.

1. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению: I = U / R

2. Падение напряжения — постепенное уменьшение напряжения вдоль проводника, по которому течёт электрический ток, обусловленное тем, что проводник обладает активным сопротивлением. Под падением напряжения также понимают величину на которую меняется потенциал при переходе из одной точки цепи в другую.По закону Ома на участке проводника, обладающем активным сопротивлением  , ток   создаёт падение напряжения  .

3. Единица измерения сопротивления в системе в СИ:

[R] = 1 Ом. Сопротивление проводника равно 1 Ом, если при разности потенциалов на его концах в 1 В, по нему протекает ток силой 1 А.

5. Удельное сопротивление

- показывает, чему равно сопротивление проводника, выполненного из данного вещества, длиной в 1м и с поперечным сечением 1 м кв.

6. Вольт-амперная характеристика проводника это график зависимости силы тока в проводнике от приложенного напряжения. Графиком этой зависимости является прямая выходящая из начала координат в координатах I = i(U)

Зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость.

1. Зависимость сопротивления проводника от температуры

Пусть при температуре 0 градусов, сопротивление проводника равняется R0, а при температуре t  сопротивление равно R, тогда относительное изменение сопротивления будет прямо пропорционально изменению температуры t:

• (R-R0)/R=a*t.

Зависимость сопротивления проводника от температуры

• p=p0(1+a*t).

2. Температу́рный коэффицие́нт электри́ческого сопротивле́ния — величина, равная относительному изменению электрического сопротивления участкаэлектрической цепи или удельного сопротивления вещества при изменении температуры на единицу.

Физический смысл следующий. Во сколько раз изменится сопротивление при изменении температуры на 1 градус Кельвина. Например. Сопротивление образца при температуре T1=293К (20 гр. Цельсия) равно R1=1000 Ом. При нагревании до температуры T2=303К (30 гр. Цельсия) его сопротивление стало равным R2=980 Ом. То есть при изменении температуры на dT=10К сопротивление изменилось на dR=R2-R1=-20 Ом.

3. А) для металлов

Б) для растворов электролитов

4. При температуре ниже некоторой, сопротивление проводника становится равным нулю. Вещества, в которых это наблюдается, называются сверхпроводниками. Переход в сверхпроводящее состояние наблюдается у нескольких сотен металлических сплавов и у некоторых полупроводников. Температуры, при которых возникает сверхпроводимость сильно различаются для разных материалов и лежат ниже 100К

5. Если имеется кусок металла в сверхпроводящем состоянии и вы включите не очень сильное магнитное поле ( что будет, когда оно сильное, мы обойдем молчанием), то оно не сможет проникнуть в металл. Если бы в момент создания магнитного поля хоть какая-то его часть возросла внутри металла, то в нем появилась бы скорость изменения потока, а в результате и электрическое поле, которое в свою очередь немедленно вызвало бы электрический ток , который, по закону Ленца, был бы направлен на уменьшение потока. А раз все электроны будут двигаться совместно, то бесконечно малое электрическое поле уже вызовет достаточный ток , чтобы полностью воспротивиться наложению любого магнитного поля. Значит, если вы включите поле после того как охладили металл до сверхпроводящего состояния, внутрь оно допущено ни за что не будет

СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ

1. На участке последовательного соединеия цепи сила тока одинаковая

2. Напряжение на концах равно сумме напряжений на участках последовательной цепи.

3. R = R₁ + R₂.

4. При параллельном соединении напряжение будет одинаковое

5. Величина тока в не разветвленной части цепи равна сумме токов в параллельных ветвях.

6. В цепях с параллельно включенными сопротивлениями токи распределяются обратно про­порционально этим сопротивлениям. Таким образом, чем больше величина включенного параллельно сопротивления, тем меньше сила тока в этом сопротивлении и наоборот. Сопротивление является ве­личиной обратной проводимости, следовательно, в цепях с парал­лельно соединенными проводниками токи распределяются прямо пропорционально проводимости этих проводников.

8. Шунт подключается к амперметру – параллельно, для уменьшения сопротивления амперметра. В этом случае амперметр измеряет больший ток.

9. Rsh=RA/(n−1)

10. Добавочное сопротивление используют для расширения величины измеряемого напряжения вольтметра.

11. Rд = Rv(n-1) Rд-сопротивление добавочного резистора! Rv-сопротивление вольтметра! n- во сколько раз сила тока больше силы тока максимально проводимой!

Работа и мощность постоянного тока.

Закон Джоуля-Ленца

1.   

2. 

3. Количество теплоты, выделяемое при прохождении электрического тока вычисляется по формуле

Q = U²·t/R

Напряжение U в сети и при параллельном, и при последовательном соединении одинаково.

Пусть Q₁ =U²·t₁/R₁ - количество теплоты, выделяемое при параллельном соединении,

Q₂ =U²·t₂/R₂ - количество теплоты, выделяемое при последовательном соединении.

При параллельном соединении одинаковых спиралей, каждая из которых имеет сопротивление R, сопротивление цепи равно R₁ = R·R/(R + R) = 0,5R

При последовательном соединении одинаковых спиралей, каждая из которых имеет сопротивление R, сопротивление цепи равно R₂ = R + R = 2R

По условию  количества теплоты должны быть одинаковы

U²·t₁/R₁ = U²·t₂/R₂

или

t₁/R₁ = t₂/R₂

4. P = A/t

5. Ваттметр

W

7. количества произведенной или потреблённой энергии, а также выполненной работы

ЭДС. ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ ЦЕПИ

1 ?????????????????????????????????????????????????????

2. Силы не электростатического происхождения, действующие на заряды со стороны источников тока, называются сторонними.

3. Способность источника электрической энергии создавать и поддерживать на своих зажимах определенную разность потенциалов называется электродвижущей силой, сокращенно э. д. с. Физический смысл ЭДС - электродвижущая сила равна работе сторонних сил по перемещению единичного заряда.Измеряется в вольтах.

4. Внутренний участок цепи представляет собой источник тока, обладающий внутренним сопротивлением. Внешний участок цепи — различные потребители, соединительные провода, приборы и т.д.

5. Если вольтметр параллельно подключить к источнику при разомкнутом ключе, то он покажет ЭДС.

Если замкнуть ключ, то вольтметр покажет внутреннее напряжение

6. I=U⁄r+R, из которой можно вывести: U=I×(R+r); R+r=U⁄I; r=U/I−R Полный закон Ома для полной цепи звучит так: сила тока в электрической цепи будет прямо пропорциональна напряжению приложенному к этой цепи, и обратно пропорциональна сумме внутреннего сопротивления источника электропитания и общему сопротивлению всей цепи.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В МЕТАЛЛАХ

1. Серебро, золото, алюминий, медь

2. а) наличие свободных заряженных частиц;

б) наличие электрического поля (разности потенциалов на концах проводника).

3. Электри́ческий ток — направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц

4. Электропроводность, проводимость) — способность тела проводить электрический ток, а также физическая величина, характеризующая эту способность и обратная электрическому сопротивлению

5. удельный заряд- это отношение заряда к массе частицы.  Кл/кг^[2] — удельный заряд электрона

6.

7. ток на участке цепи прямо пропорционален напряжению на этом участке и обратно пропорционален сопротивлению того же участка.