5. Сопротивление. Зависимость сопротивления от материала, размеров и температуры.

Сопротивление- это величина, характеризующая противодействие проводника прохождению по нему электрического тока.

Из закона Ома для участка цепи сопротивление можно найти R= U / I

Единица электрического сопротивления - Ом.

Сопротивление проводника объясняется тем, что при прохождении по проводнику электрического тока, заряды взаимодействуют с ионами кристаллической решетки. В результате, скорость движения зарядов уменьшается.

Электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади S поперечного сечения:

ρ L

R = S

Постоянный для данного вещества параметр ρ- называется удельным сопротивлением вещества(Ом м).

Сопротивление проводника связано с температурой - при повышении температуры сопротивление проводника тоже увеличивается. При повышении температуры ионы в узлах кристаллической решетки начинают совершать колебания с большой скоростью и амплитудой и поэтому оказывают влияние на большее число проходящих мимо зарядов.

R = Ro (1 + α t )

Где Ro - сопротивление данного проводника при 0^оС

α - температурный коэффициент сопротивления вещества.(характеризует зависимость изменения сопротивления при изменении температуры)

Если температура проводника понижается до температуры , близкой к абсолютному нулю, то наблюдается явление сверхпроводимости- сопротивление проводника стремится к нулю. Это происходит потому , что при такой температуре практически прекращается тепловое движение молекул.

6. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца.

Работу сил электрического поля, по перемещению заряда вдоль цепи, называют работой тока. Работа А электрического поля или работа электрического тока на участке цепи с электрическим сопротивлением R за время t равна A = IU t =I²Rt= (U²/R)t

Мощность электрического тока равна отношению работы тока ΔA к интервалу времени Δt, за которое эта работа была совершена:

N=A/t

Работа электрического тока выражается в джоулях, мощность - в ваттах.

Если на участке цепи под действием электрического поля не совершается механическая работа и не происходят химические превращения веществ, то работа электрического поля приводит только к нагреванию проводника. При этом работа электрического тока равна количеству теплоты, выделяемому проводников с током:

Q = A = I² R t

Закон был экспериментально установлен английским ученым Джеймсом Джоулем 1818 - 1889 и русским ученым Эмилием Христиановичем Ленцем 1804 - 1865, поэтому носит название закона Джоуля-Ленца.

Количество теплоты, выделяющееся в проводнике при прохождении по нему электрического тока, прямо пропорционально сопротивлению проводника, квадрату силы тока в нем и времени прохождения тока.

7. Электрический ток в металлах.

Металлы- хорошие проводники., поэтому для создания в них электрического тока достаточно создать электрическое поле. Ток в металлах создают свободные электроны, которые образуются при образовании кристаллической решетки.

Описывают ток в металле законы Ома

Закон ОМА для участка цепи. I= U/R

Сила тока в цепи пропорциональна напряжению на концах участка цепи и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

Закон Ома для полной цепи. I = ε / ( R + r)

Сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источника тока и обратно пропорциональна сумме электрических сопротивлений внешнего и внутреннего участка цепи.

Сопротивление зависит от материала Электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади S поперечного сечения:

ρ L

R = S

Сопротивление проводника связано с температурой - при повышении температуры сопротивление проводника тоже увеличивается. R = Ro (1 + α t )

Где Ro - сопротивление данного проводника при 0^оС; α - температурный коэффициент сопротивления вещества.(характеризует зависимость изменения сопротивления при изменении температуры)

При прохождении тока по металлу вокруг него возникает магнитное поле, и проводник нагревается. То используют для создания больших электромагнитов, и нагревательных приборов.