Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Desktop_1 / Лекции 2 симестр / Электричество5.doc
Скачиваний:
43
Добавлен:
29.03.2015
Размер:
130.05 Кб
Скачать

Лекция №5 электрический ток

Электрический ток, плотность электрического тока, уравнение неразрывности, электродвижущая сила, закон Ома и Джоуля –ленца, Закон Ома для замкнутой цепи, Правила Кирхгофа.

Электрический ток, плотность электрического тока

До сих пор мы рассматривали неподвижные заряды. Ситуация качественно меняется, когда заряды движутся. При этом проявляются новые закономерности, например электрическое поле внутри проводника уже будет отлично от нуля. Именно под действием этого поля заряды движутся в проводнике, создавая электрический ток. Электрический ток это движение электрических зарядов.

Явление электрического тока можно осуществить различными способами. Электрический конденсатор способен на короткое время создать электрический ток в проводнике замыкающим обкладки конденсатора. Ток будет течь пока заряды между обкладками не сравняются. На более длительное время электрический ток может создать электрическая батарея. В этом случае ток будет течь пока в батарее происходит химическая реакция. Для практического использования электрический ток создается при помощи электрических генераторов, создающих электрический ток, преобразуя механическую энергию от внешних источников.

Электрический ток, протекая по проводнику, проявляет определенные свойства:

  1. Электрический ток нагревает проводник

  2. Электрический ток силовым образом воздействует на другой проводник

  3. Электрический ток испытывает силовое воздействие со стороны магнитного поля

  4. Электрический ток создает магнитное поле

  5. Протекая по электролиту производит электрохимические реакции.

Важной характеристикой электрического тока является Сила тока. Сила тока определяется величиной заряда прошедшего через сечение проводника в единицу времени и является скалярной величиной. I=dQ/dt

Второй характеристикой является векторная величина плотность электрического тока.

Плотность электрического тока численно равна величине электрического тока прошедшего через единичное сечение проводника и направленное в сторону нормали к этого единичного сечения.

Справедливо и обратное

Таким образом электрический ток есть поток вектора плотности тока через сечение проводника.

Электрический ток измеряется в системе СИ в Амперах (1А=кулон/секунда)

В системе CGSE ток измеряется в единицах CGSE 1А.=3 109 CGSE.

Уравнение непрерывности

Рассмотрим некоторую воображаемую замкнутую поверхность (имеющую площадь поверхности S Рис.5.1), находящуюся в проводящей среде по которой течет электрический ток. Пусть эта поверхность заключает некий заряд q, который убывает со временем dq/dt<0.

Убыль заряда из объема может происходить только путем выноса его во вне через ограничивающую этот объем поверхность.

Рис.5.1

Заряд, выносимый через поверхность S в единицу времени, определяется выражением

Таким образом, будет справедливо равенство

но

По теореме Остроградского-Гаусса

Это будет справедливо для произвольного объема, поэтому если объем будет бесконечно мал, равенство сохранится, отсюда справедливо равенство:

По другому это уравнение может быть записано как:

Вслучае, когда источника и стока зарядов в объеме нет, этоуравнение называемое уравнением неразрывности электрического тока и записывается как:

Соседние файлы в папке Лекции 2 симестр