Сегодня: четверг 4 Июль, 2019 |
Лекция |
Тема: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Содержание лекции:
1.Законы электрического тока
2.Сторонние электродвижущие силы
3.Классическое представление об электропроводности
металлов
3.1.Экспериментальные данные
3.2.Вывод законов Ома и Джоуля – Ленца в классической теории электронной проводимости
металлов
3.3.Сверхпроводимость
продолжение на следующем слайде…
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ЭЛЕКТРОЛИТАХ ГАЗАХ И ВАКУУМЕ
4.1.Ток в электролитах. Электролиз. Законы Фарадея
4.1.1.Гальванические элементы
4.1.2.Аккумуляторы
4.1.3.Топливный элемент
4.2.ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК ГАЗАХ
4.2.1.Несамостоятельный газовый разряд.
4.2.2.Самостоятельный газовый разряд. Закон Пáшена
4.2.3.Тлеющий разряд
4.2.4.Искровой разряд. Молния
4.2.5.Коронный разряд
4.2.6.Дуговой разряд
4.3.Плазма
продолжение на следующем слайде…
5. Ток в вакууме. Термоэлектронная эмиссия |
Основные выводы |
Введение |
|
|
|
Электрический |
ток |
представляет |
собой |
упорядоченное движение электрически заряженных |
|||
частиц или заряженных макроскопических тел. |
|||
Условились считать, что направление тока |
|||
совпадает с движением положительно заряженных |
|||
частиц. Следовательно, |
электроны проводимости |
||
всегда движутся в направлении, противоположном |
|||
направлению тока. |
|
|
|
Различают электрический ток проводимости, связанный с направленным движением микроскопических заряженных частиц относительно макроскопической среды, и конвекционный ток движение макроскопических заряженных тел как целого, например, заряженных капель жидкости.
Наличие электрического тока в проводниках проявляется по производимому им действию: нагреванию проводников, химическому действию, созданию вокруг проводников электромагнитного поля.
В металлическом проводнике положительные заряды (ядра атомов) не могут перемещаться; они образуют кристаллическую решетку.
Однако внешние электроны или электроны проводимости не связаны с определенными атомами. Они могут свободно перемещаться по проводнику.
При отсутствии внешнего электрического поля электроны проводимости движутся хаотически во всех направлениях и их средняя скорость равна нулю. Средняя скорость направленного движения электронов в проводниках u 10 4 м/с, много
меньше скорости хаотического теплового движения электронов v ~ 105 м/с
Проводники электричества отличаются от других тел тем, что если внутри проводника напряженность электрического поля отлична от нуля, то в проводнике возникает электрический токнаправленное движение зарядов.
Протекающий в проводнике ток определяется как количество заряда, проходящего через сечение проводника в единицу времени:
I dq
Единица dt (кулон в секунду) называется ампером (А).
С током непосредственно связана плотность тока j, - количество зарядов, проходящих в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную потоку:
j = u,
где u средний вектор скорости направленного движения зарядов е в проводнике, n концентрация зарядов, = ne -плотность зарядов.
Плотность тока измеряется в А/м2 или Кл/м2 с.
Умножив плотность тока на величину площадки S (м2), перпендикулярную вектору j, получим ток
I = (j,Sn) = (j,S),
где n – единичный положительный вектор нормали к поверхности S, S = S n. Если в пределах поверхности S плотность тока j меняется, то
I j, d S
3.2. Законы электрического тока |
|||
Возбуждение и поддержание электрического тока |
|||
в проводниках возможно при наличии в них |
|||
электрического |
поля. |
Основной |
закон |
электродинамики был открыт в 1826 г. немецким |
|||
физиком Омом. |
|
|
|
Ом установил, что сила тока в проводнике |
|||
пропорциональна разности потенциалов 1 |
2 = U |
||
у начала и конца этого проводника, считая по |
|||
направлению тока, |
|
|
|
|
I 1 |
2 |
|
|
|
R |
|