1-1 Основы теории цепей / Лекция № 2. Электрический ток
.pdf
Если ток постоянный, то избыточный заряд внутри однородного проводника всюду равен нулю.
Докажем это: т.к. для постоянного тока справедливо уравнение
jdS 0
отсюда |
S |
|
|
|
qi 0. |
Избыточный заряд может появиться только на поверхности проводника в местах соприкосновения с другими проводниками, а также там, где проводник имеет неоднородности.
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
2.4. Сторонние силы и ЭДС
Для того, чтобы поддерживать ток достаточно длительное время, необходимо от конца проводника с меньшим потенциалом непрерывно отводить, а к другому концу – с большим потенциалом – подводить электрические заряды. Т.е. Необходим круговорот зарядов.
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
Поэтому в замкнутой цепи, наряду с нормальным движением зарядов, должны быть участки, на которых движение (положительных) зарядов происходит в направлении возрастания потенциала, т.е. против сил электрического поля
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
Перемещение заряда на этих Участках возможно лишь с помощью сил неэлектрического происхождения (сторонних сил):
химические процессы, диффузия носителей заряда, вихревые электрические поля.
Аналогия: насос, качающий воду в водонапорную башню, действует за Счет негравитационных сил (электромотор).
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
Сторонние силы можно характеризовать работой, которую они совершают над перемещающимися по замкнутой цепи зарядами
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
Величина, равная работе сторонних сил
по перемещению единичного положительного заряда в цепи,
называется электродвижущей силой
(Э.Д.С.), действующей в цепи:
|
A |
; |
|
Дж |
В |
|
||
q |
|
|
|
|
(2.4.1) |
|||
|
|
|
Кл |
|
|
|||
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
Стороннюю силу, действующую на
заряд, можно представить в виде: |
|||
|
|
|
|
|
F |
qE , |
(2.4.2) |
ст |
ст |
|
|
|
|
||
Eст – напряженность поля сторонних сил.
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
Работа сторонних сил на участке 1 – 2:
|
2 |
|
|
||
A12 Fстd l |
|
||||
Тогда Э.Д.С. |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
A |
|
||
12 |
|
||||
q |
|||||
|
12 |
|
|||
|
|
|
|
||
|
2 |
|
q Eстd l, |
||
|
1 |
|
1 |
|
|
E dl. |
||
2 |
|
|
ст
Для замкнутой цепи:
|
|
|
i |
Eст dl. |
|
ХНУРЭ. Профессор кафедры |
|
|
ТКС Шостко И.С.
(2.4.3)
(2.4.4)
|
|
|
|
E dl. |
|
i |
|
ст |
Циркуляция вектора напряженности сторонних сил равна Э.Д.С., действующей в замкнутой цепи (алгебраической сумме ЭДС).
При этом необходимо помнить, что поле сторонних сил не является потенциальным, и к нему нельзя применять термин разность потенциалов или напряжение.
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.
ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ
ЦЕПИ
ПРАВИЛА КИРХГОФА
ХНУРЭ. Профессор кафедры ТКС Шостко И.С.