Закон Ампера. Магнитная индукция.

Если провод, по которому течет ток, находится в магнитном поле, на каждый из носителей тока действует сила: , гдеI –ток,dl -элемент, B-Магнитная индукция в том месте, где помещен элемент dl

, I-ток, B-магнитная индукция, l-длина провода, угол между векторами dl и B

Закон Ампера: модуль силы, с которой магнитное поле действует на находящийся в нем проводник с током равен произведению индукции(B) этого поля, силы тока (I) длины участка (l) и синуса угла между направлениями тока и индукции магнитного поля.

Закон Ампера определяет величину и направление иглы, действующей со стороны магнитного поля на проводник с током, помещенные в его поле.

__________________________________________________________________________

Магнитная индукция: основная силовая характеристика магнитного поля.

Магнитная индукция-это векторная физическая величина, равная максимальной силе, действующей со стороны магнитного поля на единичный элемент тока.

В случае когда скорость точечного заряда(V)<<конечной скорости (с),магнитная индукция поля движущегося заряда определяется: , где к- коэффициент пропорциональности,q(vr)-скалярно-векторное произведение, r-удаление от заряда.

Единица магнитной индукции-тесла(Тл)

Магнитная постоянная:

Закон Био-Савара-Лапласа. Магнитные поля бесконечно длинного проводника с током и проводника с током длиной l.

Био и Савар провели исследование магнитных полей , текущих по тонким проводам различной формы. Лаплас проанализировал экспериментальные данные , полученные Био и Саваром, и нашёл, что магнитное поле любого тока может быть вычислено как векторная сумма (суперпозиция) полей, создаваемых отдельными элементарными участками токов.

(I-ток;r -радиус вектор)

Магнитное поле бесконечно длинного проводника: Все векторы dB в данной точке имеют одинаковые направление, поэтому сложение векторов dB можно заменить сложением их модулей; точка ,для которой вычисляем магнитную индукцию находится на расстоянии r от провода:

Магнитное поле проводника с током длиной L:

Закон Ома. Сопротивление. Температурная зависимость сопротивления. Последовательное и параллельное соединение сопротивлений.

Закон Ома: сила тока, текущего по однородному металлическому проводнику, пропорциональна падению напряжения U на проводнике: , однородный в котором не действуют сторонние силы.

Закон Ома для полной цепи: Сила тока в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

Максимальный возможный ток в цепи с данным источником тока возникает в том случае, если сопротивление внешней части цепи стремится к 0.Максимально возможный ток-ток короткого замыкания.

R-электрическое сопротивление в ОМ. ; l-длина однородного проводника , s-поперечное сечение, удельное сопротивление.

Для большинства металлов удельное сопротивления зависит температуры согласно закону:

где удельное сопротивление проводника при 0 градусов; температурный коэффициент сопротивления.

Закон Ома в дифференциальной форме:

; -удельная проводимость.

Удельное сопротивление проводника 1-го рода зависит от температуры:

Дифференциальная форма закона Ома для неоднородного участка цепи:

*)

Последовательное соединение сопротивлений:

Параллельное соединение:

Ионизация газов. Несамостоятельный заряд.

Электропроводность газов в результате подведения энергии со стороны носит название несамостоятельной проводимости.

Газовый разряд-прохождение электрического тока через газ.

Носителями тока являются положительные ионы . Для получения тока необходимо наличие ионизатора (действие ионизатора приводит к тому , что от некоторых молекул газа отщепляется один или несколько электронов, в результате чего эти молекулы превращаются в положительно заряженные ионы.).

Несамостоятельный заряд—заряд существующий только под действием внешнего ионизатора ( ультрафиолетовых или рентгеновских лучей, а также воздействием излучения радиоактивных веществ.).

Классическая теория электропроводности металлов. Законы Ома, Джоуля-Ленца, Видемана-Франца.

Друде - предположил, что электроны проводимости в металле ведут себя подобно молекулам идеального газа. Следует ,что средняя скорость хаотического движения электронов:

при комнатной температуре ≈

Электроны не сталкиваются между собой, а сталкиваются с положительными ионами, расположенными в узлах кристаллической решетки.

средняя скорость упорядоченного движения

n= е=

Под действием приложенного электрического поля осуществляется упорядоченное движение электронов- следует при этом увеличивается кинетическая энергия:

Закон Ома:

C точки зрения электрической теории предполагается, что сразу после очередного соударения электрона с ионами кристаллической решетки скорость упорядоченного движения электронов =0.

E=const; u= , где среднее время между двумя последовательными столкновениями электрона с ионами кристаллической решетки.

; длина свободного пробега, электрона, между двумя последовательными столкновениями. Vср= средняя скорость дребора электронов.

- проводимость. плотность тока.

Закон Джоуля-Ленца: К концу свободного пробега электрон приобретает дополнительную кинетическую энергию ,среднее значение которой =

z- число сводных столкновений =

Закон Дж-Лен. В дифференциальной форме:

Закон Джоуля-Ленца: при прохождении тока по проводнику количество теплоты, выделившейся в проводники, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

Закон Видима-Франца: установили эмпирический закон, согласно которому отношение коэффициента теплопроводности к коэффициенту электропроводности для всех металлов приблизительно одинаково и изменяется пропорционально абсолютной температуре.

. (m-масса одной молекулы, n-кол-во молекул).