МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МАМИ»
Кафедра физики
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2.04
ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Москва 2012 г.
Лабораторная работа № 2.04
ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Цель работы: определение сопротивления металлического проводника
экспериментальная проверка закона Ома в дифференциальной форме, расчет средней скорости упорядоченного движения свободных электронов в металлическом проводнике.
ВВЕДЕНИЕ
Электрическим током называется направленное движение электрических зарядов. Электрический ток может быть обусловлен движением как отрицательных, так и положительных носителей тока. В металлах носителями тока являются свободные электроны. Количественной мерой электрического тока является сила тока I - скалярная физическая величина, численно равная заряду, проходящему через поперечное сечение проводника за единицу времени
Ток, величина и направление которого не изменяется со временем, называется постоянным. Физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площади поперечного сечения проводника,
перпендикулярного направлению тока, называется плотностью тока
Для постоянного тока: |
I q |
, |
j |
I |
|
|
t |
|
|
S |
Плотность тока вектор, направление которого совпадает, с направлением упорядоченного движения положительных зарядов.
Пусть v скорость упорядоченного движения зарядов в проводнике , n число носителей тока в единице объема проводника, а заряд одного носителя
равен элементарному заряду e. Тогда за время |
dt |
через поперечное сечение |
|
|
|
dq nevSdt , а плотность тока |
|
проводника |
S |
будет перенесен заряд |
j |
будет равна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j neV |
|
|
(1) |
По закону Ома сила тока I в проводнике прямо пропорциональна напряжению U на проводнике и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R.