48. Работа электрического тока. Закон Джоуля-Ленца

При соударении свободных электронов с ионами кристаллической решетки они передают ионам избыток кинетической энергии, которую электроны приобретают за время ускоренного движения в электрическом поле. В результате этих соударений амплитуда колебания ионов около узлов кристаллической решетки увеличивается (усиливается тепловое движение ионов). Следовательно, проводник нагревается. Выделившееся тепло Q равно работе тока A.

Мощность электрического тока:

З акон Джоуля-Ленца

Однородный участок цепи

Н еоднородный участок цепи

• Замкнутая цепь.

• К.п.д. источника тока:

Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме

У дельная тепловая мощность тока – количество тепла, выделившееся в единичном объеме за единицу времени.

49. Законы Кирхгофа

Используются для расчета разветвленных цепей постоянного тока.

• Неразветвленная электрическая цепь – цепь, в которой все элементы цепи соединены последовательно.

• Элемент электрической цепи – любое устройство, включенное в электрическую цепь.

• Узел электрической цепи – точка разветвленной цепи, в которой сходится более двух проводников.

• Ветвь разветвленной электрической цепи – участок цепи между двумя узлами.

• П ервый закон Кирхгофа (следствие закона сохранения заряда): алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю.

Ток, подходящий к узлу – положительный.

Ток, отходящий от узла – отрицательный

Пример: I1 + I2 – I3 – I4 = 0.

● Второй закон Кирхгофа

(обобщенный закон Ома): в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов Ii на сопротивление соответствующих участков Ri этого контура равна алгебраической сумме э.д.с. в контуре.

• Ток считается положительным, если его направление совпадает с условно выбранным направлением обхода контура.

• Э.д.с. считается положительной, если направление обхода происходит от – к + источника тока, т.е. э.д.с. создает ток, совпадающий с направлением обхода.

50.Сольватация ионов

• После разрыва молекулы на ионы диполи растворителя обволакивают их, образуя сольватную оболочку, сильно затрудняющую движение ионов.

Во внешнем электрическом поле происходит упорядоченное движение ионов, т.е. электрический ток.

51. Закон Ома для электролитов

П лотность тока:

где z+ , z- – валентность положительных и отрицательных ионов, соответственно.

В электролите происходит диссоциация нейтральной молекулы, следовательно:

У скорение ионов в электрическом поле происходит до тех пор, пока электрическая сила не сравняется с силой трения.

Закон Стокса:

где η – коэффициент вязкости среды,r+ – радиус положительного иона

( вместе с сальватной оболочкой) .

подвижность положительных ионов,

численно равна скорости положительных

и онов при Е = 1 В/м. →

подвижность отрицательных ионов.

И з уравнения (2) при

з акон Ома для электролитов в дифференциальной форме.

удельная проводимость электролита.

При увеличении температуры подвижность ионов растет. Сопротивление уменьшается