28. Источник тока. Разность потенциалов, напряжение, электродвижущая стла(эдс).
Источник тока (аккумуляторы, генераторы)- устройства для поддержания тока в цепи. В любом источнике происходит превращение какого-либо вида энергии в инергию электрического поля. Источник имеет 2 полюса : полис с высоким потенциалом –положительный, а полюс с более низким потенциалом – отрицательный.
Между полюсами есть разность потенциалов у полюсов (напряжение). Если источник тока не замкнут на внешнее сопротивление то напрядение равно разности потенциалов.
Составим цепь из источника тока и внешнего сопротивления. Положительные заряды под действием силы электрического поля движутся от «+» к «-».
29. Закон Ома для однородного участка цепи. Сопротивление проводников.
В 1827 году Г. Ом установил:
Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника и обратно пропорциональна его сопротивлению:
I= U/R
|
Закон Ома в интегральной форме. R – омическое сопротивление. [R]=Ом.
Величина обратная сопротивлению называется проводимостью.
G= 1/R (электропроводимость)
Проводимость зависит от формы, размеров и температуры проводника.
Зависимость сопр. От формы и размеров проводника:
R=ρL/S, где ρ- удельное сопротивление
1/ρ=σ , где σ – удельная электропроводимость.
В небольшом интервале температур R линейно увеличивается:
R= R_0(1+ α t) R_0 – сопр. при нуле градусах. α=0.004 – термический коэффициент
Для металлов α>0 для электролитов α<0
30. Закон Ома для неоднородного участка цепи и для замкнутой цепи.
Неоднородный участок цепи состоит из внешнего сопротивления R и источника с ЭДС E.
Пусть из 1 в 2 перемещается заряд q, тогда А по перемещению заряда из 1 в 2 равна сумме работы кулоновских сил и работы сторонних сил:
U на участке равно отношению работы к величине заряда, перемещаемого но этом участке:
Ток на участке 1-2:
Закон Ома для неоднородного участка цепи в интегральной форме.
В формуле з. Ома ε- величина алгебраическая: она будет положительна (ε>0) если ток на участке идет от «-» к «+», и ε<0 если ток идет от плюса к минусу.
Для замкнутой цепи φ1-φ2=0, φ1=φ2 закон Ома:
Если источник тока замкнут накоротко(Rвнш=0), то:
I=ε/r
Если цепь разомкнута то
I=0, R=∞, U=ε.
31. Закон Ома в дифференциальной форме.
Закон Ома в диф. Форме выражает связь между плотностью тока (j) в данной точке проводника и напряженностью (Е).
Сила
постоянного тока:
dI=jdS
напряженность между концами цилиндра равна:
dU=Edl
dI=
jdS=
=>
j=
1/ρ=σ
Закон Ома в диф. Форме.
j=σE
j(вектор)=σЕ(вектор)
32. Разветвление электрической цепи. Правила Кирхгофа.
Разветвленная цепь – цепь, в которой имеются точки, соединяющие 3 и более проводов. Такие точки называются узлами цепи.
Первое правило Кирхгофа :
Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле равна нулю.
Входящие в узел токи считаются положительными, а выходящие - отрицательными.
Это правило основано на законе сохранения электрического заряда.
Второе правило Кирхгофа:
В замкнутом контуре сумма падений напряжений на отдельных участках контура равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре.
Правило, согласно которому саставляется 2-й закон Кархгофа:
на схеме произвольно указывается направление токов на каждом участке.
Произвольно выбирается направление обходов контура ( по или против ч.с.).
Токи, направления которых совпадают с направлением обхода контура считаются положительными, а токи направленные против обхода – отрицательными.
ЭДС источников берут с плюсом, если при обходе приходится идти от минуса к плюсу внутри источника.
Падения напряжения:
Первое правило К. применяется и для переменных токов малой частоты.
Второе правило К. применяется для любых токов любой частоты.