43) Сопротивление проводников. Зависимость сопротивления проводников от температуры

Сопротивление R однородного проводника постоянного сечения зависит от свойств вещества проводника, его длины и сечения следующим образом:

где ρ — удельное сопротивление вещества проводника, L — длина проводника, а S — площадь сечения. Величина, обратная удельному сопротивлению называется удельной проводимостью. Эта величина связана с температурой формулой Нернст-Эйнштейна:

где

• T — температура проводника;

• D — коэффициент диффузии носителей заряда;

• Z — количество электрических зарядов носителя;

• e — элементарный электрический заряд;

• C — Концентрация носителей заряда;

• k_B — постоянная Больцмана.

Следовательно, сопротивление проводника связано с температурой следующим соотношением:

Сопротивление также может зависеть от параметров и , поскольку сечение и длина проводника также зависят от температуры.

Ом исследовал экспериментально 3 вещи:

1. Зависимость тока от напряжения,

, G - проводимость проводника.

2. Зависимость сопротивления проводника от его размеров,

3. Зависимость R от материала проводника

- удельное сопротивление,

(обратная величина проводимости) = [Ом*м]

Зависимость сопротивления от температуры.

,

- сопротивление при , - температурный коэффициент (зависит от материала).

На рисунке слева сверхпроводимость.

У ряда металлов при приближении t к нулю по Кельвину, проводимость падает до 0.

Ртуть при 5К, Некоторые сплавы 20К, Керамика при 100-140К.

44) Сторонние силы. Эдс источника тока. Циркуляция вектора напряженности поля сторонних сил

45) Понятие электрического напряжения. Закон Ома для неоднородного участка цепи, для замкнутой цепи, содержащей источник тока Закон Ома для неоднородного участка цепи.

Содержит сопротивление и ЭДС.

1 случай (прямое включение ЭДС):

Если есть , то .

2 случай (обратное включение ЭДС):

Закон Ома для замкнутой цепи.

Электри́ческое напряже́ние между точками A и B электрической цепи или электрического поля — физическая величина, значение которой равно отношению работы электрического поля, совершаемой при переносе пробного электрического заряда из точки A в точку B, к величине пробного заряда.

При этом считается, что перенос пробного заряда не изменяет распределения зарядов на источниках поля (по определению пробного заряда). В потенциальном электрическом поле эта работа не зависит от пути, по которому перемещается заряд. В этом случае электрическое напряжение U_AB между двумя точками совпадает с разностью потенциалов между ними.

Альтернативное определение —

— интеграл от проекции поля эффективной напряжённости поля (включающего сторонние поля) на расстояние между точками A и B вдоль заданной траектории, идущей из точки A в точку B. В электростатическом поле значение этого интеграла не зависит от пути интегрирования и совпадает с разностью потенциалов.

Единицей измерения напряжения в системе СИ является вольт.

Напряжение в цепях постоянного тока

Напряжение в цепи постоянного тока определяется так же, как и в электростатике.

Напряжение в цепях переменного тока

Для описания цепей переменного тока применяются следующие понятия:

Мгновенное напряжение

Мгновенное напряжение есть разность потенциалов между двумя точками, измеренная в данный момент времени. Оно является функцией времени:

u = u(t).

Амплитудное значение напряжения

Амплитуда напряжения есть максимальное по модулю значение мгновенного напряжения за весь период колебаний:

U_M = max( | u(t) | ).

Для гармонических (синусоидальных) колебаний напряжения мгновенное значение напряжения выражается как:

u(t) = U_Mcos(ωt + ϕ).

Для сети со среднеквадратичным значением 220 В амплитудное равно приблизительно 311,127 В.

Среднее значение напряжения

Среднее значение напряжения (постоянная составляющая напряжения) определяется за весь период колебаний, как:

Для чистой синусоиды среднее значение напряжения равно нулю.

Среднеквадратичное значение напряжения

Среднеквадратичное значение (устаревшее наименование: действующее, эффективное) наиболее удобно для практических расчётов, так как на линейной активной нагрузке оно совершает ту же работу, что и равное ему постоянное напряжение:

Для синусоидального напряжения справедливо равенство:

В технике и быту при использовании переменного тока под термином «напряжение» имеется в виду именно эта величина, и все вольтметры проградуированы исходя из её определения. Однако конструктивно большинство приборов измеряют не среднеквадратичное, а средневыпрямленное (см. ниже) значение напряжения, поэтому для несинусоидального сигнала их показания могут отличаться от истинного значения.