24. Энергия электростатического поля.

, где d – расстояние между обкладками, ε ₀ - электрическая постоянная, ε – диэлектрическая проницаемость среды, E - напряженность.

25. Электрический ток, сила и плотность тока.

Электрическим током называется любое упорядоченное движение эл. зарядов. Для возникновения и существования эл. тока необходимо наличие свободных носителей тока, и наличие эл. поля энергия которого каким – то образом восполняясь расходовалась бы на их упорядоченное движение.

Сила тока определяется количеством заряда проходящим через поперечное сечение проводника за единицу времени, I=dQ/dt. Единица силы тока – ампер (А).

Плотность тока - физическая величина определяемая силой тока проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника:

, где <ν> - скорость упорядоченного движения зарядов в проводнике, n – концентрация тока, e – элементарный заряд. Единица плотности тока – ампер на м² (А/м²).

26. Закон Ома для однородного участка цепи:

Сила тока прямо пропорциональна напряжению на концах проводника и обратно пропорциональна сопротивлению. I=U/R. R=l/S,  - удельное электрическое сопротивление.

(Следует также иметь в виду, что закон Ома является фундаментальным и может быть применён к любой физической системе, в которой действуют потоки частиц или полей, преодолевающие сопротивление).

27. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение.

Сторонние силы – силы неэлектростатического происхождения, действующие на заряды со стороны источников тока.

Электродвижущая сила (э.д.с.) – физическая величина, определяемая работой, совершаемой сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда.

,

Напряжением U на участке 1-2 называется физическая величина, определяемая работой, совершаемой суммарным полем электростатических (кулоновских) и сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда на данном участке цепи: U₁₂=₁-₂+ε₁₂.

28. Закон Ома в дифференциальной форме.

Сопротивление R зависит как от материала, по которому течёт ток, так и от геометрических размеров проводника. Закон Ома в дифференциальной форме, в которой зависимость от геометрических размеров исчезает, и тогда закон Ома описывает исключительно электропроводящие свойства материала. Для изотропных материалов имеем: J=δE , где J – вектор плотности тока, δ – удельная проводимость, E – вектор напряжённости электрического поля.

29. Температурная зависимость сопротивления проводников.

Изменение удельного сопротивления и сопротивления с температурой описывается линейным законом: ρ= ρ₀(1+αt), R=R₀(1+ αt), где ρ и ρ₀, R и R₀ – соответственно удельные сопротивления и сопротивления проводника при t и 0°C, α - температурный коэффициент сопротивления. Следовательно, температурная зависимость сопротивления может быть представлена в виде R=αR₀T, где T - термодинамическая температура.

30. Мощность - это работа тока, совершаемая в 1 сек. Основной единицей работы тока является ватт-секунда (вт ∙ сек), т.е. работа тока мощностью 1вт в течение 1 секунды.Мощность тока, равная одному ватту, есть мощность тока в один ампер при напряжении в один вольт.Чем больше напряжение и чем больше ток, тем больше мощность:

P = UI или P = I²R или P = U²/R

где:

P — мощность тока - (ватт),

U — напряжение между концами проводника - (вольт),

I — сила тока - (ампер),

R — сопротивление проводника - (ом)

Закон Джоуля — Ленца (по имени английского физика Джеймса Джоуля и русского физика Эмилия Ленца, одновременно, но независимо друг от друга открывших его в 1840г) — закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока.

При протекании тока по проводнику происходит превращение электрической энергии в тепловую, причём количество выделенного тепла будет равно работе электрических сил:

Q = W

Закон Джоуля — Ленца: количество тепла, выделяемого в проводнике, прямо пропорционально квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени его прохождения.

Q = I²Rt = IUt = U²t / R

P = IU = I²R = U² / R