38. Электрический ток. Сила и плотность тока.

Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц.

Сила тока – электрический заряд, протекающий в единицу времени чз поперечное сечение проводника: , n – концентрация зарядов, S – площадь сечения проводника, v – скорость движения заряда, N – число частиц.

Плотность тока:

39. Закон Ома в дифференциальной форме.

Немецкий физик Г. Ом экспериментально установил закон, согласно которому сила тока, текущего по однородному (отсутствуют сторонние силы) металлическому проводнику, пропорциональна падению напряжения на проводнике: .

Это соотношение является дифференциальной формой закона Ома для однородного участка цепи. Величина называется удельной проводимостью.

40. Эдс. Напряжение. Закон Ома для неоднородного участка цепи.

Электродвижущая сила (ЭДС) — скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока. В замкнутом проводящем контуре ЭДС равна работе этих сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура.

Электри́ческое напряже́ние между точками A и B электрической цепи или электрического поля — физическая величина, значение которой равно отношению работы электрического поля, совершаемой при переносе пробного электрического заряда из точки A в точку B, к величине пробного заряда.

На неоднородном участке цепи на носители тока действуют, кроме электростатических сил , еще и сторонние силы , следовательно, плотность тока в этих участках оказывается пропорциональной сумме напряженностей. Учет этого приводит к дифференциальной форме закон Ома для неоднородного участка цепи.

.

Последняя формула выражает закон Ома для неоднородного участка цепи. Для замкнутой цепи закон Ома имеет вид , где R - сопротивление нагрузки, r - внутреннее сопротивление источника тока.

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

Электрическая цепь состоит из источника тока, подводящих проводах и потребителя тока/нагрузки. Все эти элементы обладают сопротивлением. , R0 –сопротивление источника u, R – сопротивление нагрузки. Напряжение не нагрузке: напряжение на зажимах разомкнутого источника тока рано его ЭДС. Работа, совершаемая над переносимым вдоль замкнутой цепи зарядом dq: . Мощность, развиваемая источником тока и выделяемая в цепи: . Полезная мощность: . Отношение полезной мощность ко всей мощность, развиваемой ЭДС в цепи, определяет КПД источника тока: . Сопротивление источника стремятся делать как можно меньшим. Мощность зависит от сопротивления нагрузки, максимальна при коротком замыкании R=0. Наибольшая мощность: . Мощность имеет максимум при R=R0.

Работа тока (Дж):

При протекании тока в проводнике выделяется тепло: . Закон: кол-во теплоты, выделившееся в проводнике, равно произведению квадрата силы тока, протекающего чз него, на сопротивление проводника и время прохождения тока: . Сила тока изменяется со временем: . За время dt в объеме (взяли цилиндр) выделяется тепло: величина элементарного объема. Кол-во теплоты, выделяющееся в единице объема в единицу времени (дифференциальная форма): - удельная тепловая мощность тока; . Для однородного и неоднородного участка цепи, при условии, что действующие в нем сторонние силы имеют нехимическое происхождение.