Физика (Электричество)_ЛЕКЦИИ И ВОПРОСЫ / OF4_7_Elektrichesky_tok_v_metallakh_mini

Закон Ома в дифференциальной форме

τ = λu

= 1 eE λ

v

2 m u

j = en v = e2n λ E = σE 2m u

Вывод закона Джоуля по классической теории электропроводности металлов

В учебнике – опечатка!

Закон Джоуля в дифференциальной форме

ν = 1τ = λu

4.7.10. Закон Видемана–Францаранца

Из опытных данных известно, что металлы обладают большой теплопроводностью. Немецкие физики Густав Генрих Видеман (G.H. Wiedemann, 1826-99) и К. Франц (K. Franz, 1827-1902)

опытным путём в 1853 г. установили закон, носящий их фамилии – закон Видемана– Франца:

Отношение коэффициента теплопроводности λТ к коэффициенту электропроводности σ для всех металлов при 300 К приблизительно одинаково.

Закон Видемана–Франца

Закон Лоренца

Закон Видемана– Франца хорошо согласуется с законом Лоренца:

λT ~ T

σ

Однако произведённые вскоре Лоренцем уточнённые расчёты с учётом максвелловского распределения скоростей электронов привели к замене в теоретической формуле экспериментального закона Видемана– Франца множителя 3 на 2 и к резкому расхождению классической теории с экспериментом.

4.7.11. Электродвижущая силасила

Для получения постоянного тока на заряды в электрической цепи должны действовать какие-либо силы, отличные от сил электростатического поля. Такие силы получили общее название

сторонних сил.

Электродвижущая сила – феноменологическая характеристика источников тока, введённая Омом в 1827 г. для цепей постоянного тока и определённая немецким физиком Густавом Кирхгофом (1824-87) – в 1857 г. как работа «сторонних» (внешних) сил при переносе единичного электрического заряда вдоль замкнутого контура. Затем это понятие стали трактовать более широко – как меру удельных (на единицу переносимого током заряда) преобразований энергии, осуществляемых в квазистационарных электрических цепях не только «сторонними» источниками (гальваническими батареями, аккумуляторами, генераторами и т.п.), но и элементами нагрузки (электромоторами, аккумуляторами в режиме зарядки, дросселями, трансформаторами и т.п.).

Немецкий физик

Густав Роберт Кирхгоф (Gustav Robert Kirchhoff)

(12.03.1824-17.10.1887)

Электрическое напряжение

(Electrical voltage)

Теперь мы можем дать более строгое определение для

электрического напряжения: напряжение U12 между точками 1 и 2 электрической цепи измеряется работой, совершаемой электростатическими и сторонними силами при перемещении по цепи единичного положительного заряда из первой точки во вторую:

ЭДС источника

(Electromotive force)

ЭДС источника равна электрическому напряжению U (разности потенциалов ∆φ) на его зажимах при разомкнутой внешней цепи, т. е. является предельной величиной электрической разности потенциалов при нулевом токе через элемент при установившихся локальных равновесиях переноса заряда и химических равновесиях. ЭДС определяет силу тока в цепи при заданном её сопротивлении.