Электрический ток и напряжение

Под действием продольного электрического поля напряжённостью Е, создаваемого в проводнике длиной L источником электрической энергии, свободные электроны приобретают дрейфовую скорость и перемещаются вдоль проводника.

В общем случае постоянный ток в проводящей среде представляет собой упорядоченное движение положительных и отрицательных зарядов под действием электрического поля. Принято считать движение положительных зарядов направлением тока (обратное движению электронов).

Постоянный ток , где Q — суммарный заряд, t — время его перемещения. [Кл/сек]=[А]=[Ампер]

Известно, что перемещение зарядов по участку цепи сопровождается затратой энергии. Величину, численно равную работе, которую совершают сторонние силы при перемещении единицы заряда, называют ЭДС е.

Единицей эдс является вольт. Эдс равна одному вольту, если при перемещении заряда в один кулон совершается работа в один джоуль.

Напряжение U — величина, численно равная работе, которую совершает источник электрической энергии, проводя единичный положительный заряд.

Так как цепь состоит из внешнего и внутреннего участков, то Е = U_внеш + U_внутр. Измерит эдс можно только при разомкнутой цепи.

Электрические цепи и их элементы

Электрической цепью называют совокупность устройств, предназначенных для прохождения тока и описываемых с помощью понятий тока и напряжения.

Источником электрической энергии называется устройство, создающее (генерирующее) токи и напряжение. Это первичные элементы (батареи гальванических элементов), вторичные (аккумуляторы), термо- и солнечные батареи, генератор, а также устройства, преобразующие энергию вышеуказанных источников.

Приёмником называются устройства, потребляющие или запасающие эл. энергию. Это пассивные и активные элементы. Пассивные — резисторы, конденсаторы, индуктивности.

1. Резистор (резистивный элемент) — это идеализированный элемент, обладающий свойством только необратимого рассеивания энергии. Математическая модель резистора описывается законом Ома , . Мощность в резисторе определяется как .

2. Индуктивным элементом называется идеализированный элемент цепи, обладающий свойством только накопления энергии W_м магнитного поля , где — потокосцепление, то есть суммарный магнитный поток, пронизывающий катушку. — индуктивность.

3. Ёмкостным элементом называют элемент цепи, обладающий свойством только накапливать и отдавать энергию электрического поля.

4. Активные элементы могут быть зависимыми и независимыми источниками энергии. К зависимым относят электрич. лампы, транзисторы. К независимым относятся аккумуляторы, электрические генераторы и т.д.

Идеальным источником напряжения называют идеализированный элемент, напряжение, на зажимах которого не зависит от протекающего через него тока. Его внутреннее сопротивление равно нулю.

Идеальным источником тока называют идеализированный элемент, ток которого не зависит от сопротивления нагрузки. Источник тока характеризуется своим задающим током. Его внутреннее сопротивление = .