§ 10. Электр тогы

Ток күші I сан мәні жағынан уақыт бірлігі ішінде өткізгіштің көлденең қимасынан өтетін электр мөлшеріне тең болады, .

Егер болса, онда.

Электр тогының тығыздығы ,

мұндағы S — өткізгіштің көлденең қимасыпың ауданы. Біртекті өткізгіштің учаскесінен (белігінен) өтетін токтың күші Ом заңына бағынады: ,

мұндағы U — учаскепің ұштарындағы потенциал айырма­сы, ал R — осы учаскенің кедергісі.

Өткізгіштіц кедергісі ,

мұндағы — меншікті кедергі, — меншікті өткізгіштік немесе электр өткізгіштік, — ұзындық және S — өткізгіштің көлденең қимасының ауданы.

Металдардың меншікті кедергісінің температураға байланысы төмендегідей болады:

мұндағы — 0°C температурадағы меншікті кедергі, — кедергінің температуралык коэффициенті.

Тізбектің учаскесіндегі электр тогының жұмысы мынадай формуламен анықталады:

.

Тұйықталған тізбек үшін Ом заңының түрі мынадай:

мұндағы Е — генератордың э. қ. күші, R — сыртқы кедергі, ал — ішкі кедергі (генератордың кедергісі).

Тізбекте бөлініп шығатын толық қуат

Тармақталған тізбек үшін Кирхгофтың екі зхаңы бар: Кирхгофтыц бірінші заңы: «Түйіндес жинақталатын ток күштерінің алгебралық қосындысы нольге тең»:

Қирхгофтың екінші заңы: «Кез келген тұйық контурда тізбектің тиісті учаскелеріндегі потенциалдық төмендеуінің алгебралық қосындысы осы контурда ұшырайтын э. қ. күштерінің алгебралық қосыпдысына тең: .

Кирхгофтың заңдарын қолданғанда мынадай ережелерді басшылыққа алу керек: схемаларда сәйкес кедегілердегі токтың бағыттары өзіміздің қалауымызша стрелка арқылы көрсетіледі. Контурды қалауымызша алған бағытпен айналганда, айналу бағытымен бағыты бірдей болып келген токты оң деп, ал айналу бағытына бағыты қарама-қарсы болып келген токты теріс деп есептейміз.

Оң э. қ. күшіне айналу бағытында потенциалды өсіретін э. қ. күшті аламыз, яғни егер ток генератордың ішінде айналғанда минустен плюске қарай жүретін болса, онда э. қ. күш оң болады. Құрастырып алынған теңдеулерді шешудің нәтижесінде анықталатын шамалар теріс болып шығуы мүмкін. Егер токтар анықталатын болса, онда оның теріс мәні берілген тізбектің бөлігіндегі токтың нақтылы бағытын көрсететін стрелкаға қарсы бағытты көрсетеді. Егер кедергіні анықталынған десек, онда оның теріс мәні дұрыс нәтижені көрсетпейді (себебі, омдық кедергі әр уақытта да оң болады). Олай болғанда, осы берілген кедергідегі токтың бағытын өзгертіп есепті осы шарт бойынша шығару керек.

Электр тогы үшін Фарадейдің екі заңы бар.

Фарадейдің бірінші заңы бойынша, электролиз уақытында бөлініп шығатын заттың массасы М, мынаған тең болады: ,

мұндағы q — электролит арқылы өтетін электр мөлшері, К -электрохимиялық эквивалент.

Фарадейдің екінші заңы бойынша электрохимиялық эквивалент химиялық эквивалентке пропорционал болады, яғни

мұндағы А — бір кг-атомның массасы, Z — валенттілік, кг-эквиваленттің массасы, F — сан мәні 9,65 • 10⁷ к/кг-экв-ке тең Фарадейдің саны.

Электролиттің меншікті электр өткізгіштігі, мынадай формуламен анықталады:

,

мұпдағы - диссоциация дәрежесі, С — концентрациясы, яғни бірлік көлемнің ішіндегі кг-мольдің саны, Z — валенттілік, Ғ — Фарадей саны, и₊ және и- - иондардың қозғалғыштығы. Осымен бірге - бірлік көлемнің ішіндегі диссоциацияланған молекулалар санының осы көлемнің ішінде ерітілген заттың барлық молекулалар санына қатынасын көрсетеді. Шама

— эквиваленттік концентрация деп атайды. Олай болса — экви валенттік электр өткізгіштігін көрсетеді.

Газ ішінде ағатын неғұрлым аз тығыздықты ток үшін Ом заңының түрі мынадай

мұндағы - өрістің кернеулігі,- газдың меншікті өткізгіштігі,- ионның заряды,жәнеионның қозғалғыштығы және- газдың бірлік көлемінің ішіндегі әр таңбалы (қос иондар саны) иондардың саны. Осымен

мен бірге, мұндағы N — уақыт бірге те4 болғандағы бірлік көлемнің ішінде иондаушы агентпен жасалатын иондар қосағының (жұбының) саyы, — молизация коэффициенті.

Газдың ішіпде токтың қанығуы орнығатын уақыттағы, осы токтың тығыздығы мынадай формуламен анықталады: ,

мұндағы d —электродтардың ара қашықтығы.

Электрон металдан сыртқа босап шығуы үшін, оның мынадай кинетикалық энергиясы болу керек , мұндағы А — берілген металдан электронның шығу жұмысы.

Термоэлектрондық эмиссия (меншікті эмиссия) уақытындағы қанығу тогының тығыздығы мынадай формуламен анықталады: ,

мұндағы Т — катодтың абсолют температурасы, А — шығу жұмысы, k — Больцман тұрақтысы және В — әр түрлі металдар үшін түрліше болатын кейбір тұрақты (эмиссия тұрақтысы).