Занятие 9. Эдс и напряжение.

Чтобы обеспечить продвижение электрических зарядов вдоль электрической цепи, то есть создать электрический ток, необходима сила, которая бы двигала эти заряды.

Эта сила действует внутри источника и называется электродвижущая сила (ЭДС).

ЭДС численно равна разности потенциалов на полюсах источника.

Потенциаломj данной точки поля называется работа, которую затрачивает электрическое поле, когда оно перемещает положительную единицу заряда из данной точки поля в бесконечность.

Рис.9.1. Распределение потенциала вдоль электрической цепи.

Если переместить заряд из одной точки поля с потенциалом φ1 в точку с потенциалом φ2, то необходимо совершить работу

Величина, равная разности потенциалов называется напряжением.

Таким образом, наибольший потенциал будет у начала цепи (+ источника). (см. рис.9.1) Условно считается, что в проводе не расходуется электрическая энергия, поэтому

φ₁ = φ₂, и φ₁ - φ₂ =U_1-2= 0,

При протекании тока через сопротивление R1 электрическая энергия источника тока превращается в тепловую энергию, нагревая резисторR1, и излучается в пространство. Поэтому потенциалφ₃будет меньше потенциалаφ₂, а разность потенциалов

φ₂ – φ₃ =U_2-3 не равна нулю.

Напряжение U_2-3называется падением напряжения или напряжением на резисторе R₁.

Чем ближе точка цепи к минусу источника, тем ниже ее потенциал. Таким образом, наименьший потенциал будет у конца электрической цепи (- источника)

Электродвижущая сила источника численно равна разности потенциалов на зажимах источника. Напряжением любых двух точек цепи является разность потенциалов в этих точках.

За нулевой потенциал принят потенциал Земли.

Занятие 10. Электрическое сопротивление

а) Электрическое сопротивление и электрическая проводимость.

Свойство материалов препятствовать прохождению через них электрического тока называется электрическим сопротивлением.

С другой стороны можно сказать, что не все материалы препятствуют прохождению через них электрического тока. Говорят, что такие материалы обладают хорошей электропроводностью.

Таким образом, электропроводность и электрическое сопротивление являются взаимообратными величинами.

Сопротивление проводника зависит от его геометрических размеров: его длины и площади поперечного сечения, а также материала, из которого изготовлен проводник..

Для проводников сопротивление прямо пропорционально длине и обратно пропорционально площади их поперечного сечения:

где:l— длина проводника; м.

s— площадь поперечного сечения; м².

— удельное сопротивление, характеризующее электропроводность данного металла,

Ом * м.

Рис. 8.1. Алюминиевый проводник

Величина, обратная электрическому сопротивлению называется электрической проводимостью G.

Где: G– проводимость, См (сименс)

Удельная проводимость, величина, обратная удельному сопротивлению.

Удельное сопротивление различных проводников: (·10-6) [Ом·м]

Серебро 0,016

Медь 0,017

Алюминий 0,03

Вольфрам 0,05

Железо 0,13

Свинец 0,2

Никелин 0,42

Манганин 0,43

Константан 0,5

Ртуть 0,94

Нихром 1,1

Удельное сопротивление проводника зависит от температуры.

где: р_о- удельное сопротивление при 0 градусов, t - температура,α- температурный коэффициент сопротивления ( т.е. относительное изменение удельного сопротивления проводника при нагревании его на один градус)