3 семестp / Лекции / 2(Elektrostatika) / 10
.DOCЛекция 10
Раздел 2 Постоянный электрический ток.
2.1 Сила тока в линейном проводнике. Векторное поле плотности тока.
Опр.
Сила тока – кол-во положительного электричества,проходящего через поперечное сечение проводника в заданном направлении за единицу времени.
I=dq/dt,[ I ]=[A].
В объемном проводнике вводится понятие векторного поля объемной плотности электрического поля.
- кол-во заряда за единицу времени dt
[ j ]=[A/m2]
j – объемная плотность тока
Введем понятие поверхностной плотности тока
По аналогии: введен вектор-отрезок ,к нему восстановлена нормаль.
-параллелен пл-ти S
Тогда [ i ]=[A/m]
i – поверхностная плотность тока
Свойство тока (непрерывности) :
Рассмотрим в объеме проводника замкнутую пов-ть
- Уравнение непрерывности (знак ‘-’ характеризует убыль заряда)
т.к.
диф. форма –
Как следствие уравнения непрерывности получаем 1-ое правило Кирхгофа:
Д ля постоянного тока заряд не может меняться
2.2 Основные законы электрического тока. (получены эмпирически)
Р ассмотрим лин. цепь с некоторым источником.
П ри протекании постоянного тока от источника Э.Д.С. в проводнике возникает поле, которое потенциально
т.е. или
т .е. можно говорить о потенциале (разности напряжений) при протекании тока в проводнике
1. З-н Ома (дифференциальная формулировка)
а ) вне источника тока
М-любая точка,
- удельная электропроводимость
[Ом*м]-1
Данный з-н справедлив для изотропной среды.для неизотропной среды:
б) внутри источника
Ем -значение эл. поля в т.М
Еом -поле сторонних сил
2. З-н Джоуля-Ленца
плотность тепловой мощности
В любой точке проводника и ЭДС при протекании тока выделяется тепло.
2.3. Интегральный з-н Ома для постоянного тока.
С =1а2+2в1 > участок а
участок в
1 а2
, где ;
2 в1
Д ля всей цепи C:
где - ЭДС
Д ля разомкнутой цепи:
Ток не течет
В частности 2в1
Для любой т.М
В разомкнутой цепи ЭДС равна разности потенциалов на ее клеммах.