2. Постоянный электрический ток

2.1. Основные понятия, законы и формулы [1, 2]

Электрический ток – направленное движение заряженных

С

частиц в проводящих средах. Направление тока совпадает с

направлением движения положительно заряженных частиц.

Услов е возн кновения и существования тока:

1) нал ч е свободных носителей тока;

(2.1)

проводникаI dt .

2) нал ч е электрического поля, энергия которого расходуется

поперечное сечен е

за интервал времени:

бА

dq

Постоянный ток – это ток, величина I и направление которого

постоянны во времени:

I q const.

(2.2)

t

Сила постоянного тока может быть рассчитана по формуле

Д

(2.3)

I |e|n u S,

где n – концентрация

носителей тока, |e| – заряд

электрона по

заряду, проходящему через элементарную площадку поперечного

сечения проводника в единицу времени, и направленный в сторону

протекания тока:

И

dq

dI

(2.4)

j

n

n.

dtdS

dS

U 1 2 .

(2.10)

Закон Ома в дифференциальной форме:

j E.

(2.11)

силе тока I:

уравнении

U I R.

(2.12)

R r

пропорциональности

В этом

коэффициентом

Сявляется ом ческое сопротивление R.

Закон Ома для неоднородного участка цепи (участка,

содержащего электродв жущую силу):

бА

I

1

2

(2.13)

,

где (φ1 – φ2) – разность потенциалов на

концах участка; R –

сопротивление однородного участка цепи, r – внутреннее

сопротивление источника тока.

Закон Ома для однородного участка цепи (участка, не

содержащего источника тока):

Д

I

1 2

.

(2.14)

R

Закон Ома для замкнутой цепи:

I

.

(2.15)

R r

n

И(2.16)

Ii 0;

n

m

IiRi j.

(2.17)

i 1

j 1

Включение сопротивлений:

а) последовательное включение n сопротивлений

Rобщ R1

R2

Rn

n

(2.18)

Ri;

i 1

б) параллельное включение n сопротивлений

1

1

1

1

n

1

С

.

(2.19)

R

R

R

R

R

о щ

1

2

n

i 1

i

Закон Джоуля-Ленца (закон теплового действия тока):

и

Q I2Rt,

(2.20)

на участке

цепи

где

Q

– кол чество теплоты, выделенное

сопрот влен ем R в течение времени t.

Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме:

E2,

(2.21)

где ω – мощность выделения тепла в единице объёма, – удельная

электрическая проводимость, Е – напряжённость электрического

поля.

бА

Работа электрического тока:

A I2Rt U2

t IUt.

(2.22)

R

Д

Явление Зеебека заключается в том, что в электрической цепи,

составленной из последовательно

соединённых