Вопрос 5!

Параллельное и последовательное соединение проводников.

При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений. Все проводники включают в цепь поочерёдно друг за другом. Это могут быть две лампы, две обмотки электродвигателя.

Сила тока в обоих проводниках одинакова, т.е. I1=I2=I3, т.к. в проводниках электрический заряд в случае постоянного тока не накапливается и через любое поперечное сечение проводника за определённое время проходит один и тот же заряд.

Напряжение на концах участка цепи складывается из напряжений на всех проводниках. U=U1+U2.

Применим закон Ома и получим, что полное сопротивление всего участка цепи при последовательном соединении равно: R=R1+R2+…

Гальванические элементы: положительный полюс одного элемента соединяют с отрицательным полюсом другого элемента.

Участок цепи - каждый элемент последовательной цепи.

При параллельном соединении электрический ток разветвляется на две части, т.к. в точке разветвления проводников электрический заряд не накапливается, то заряд, поступающий в единицу времени в узел, равен заряду, уходящему из узла за это же время. I = I1+I2. Напряжение на концах одно и то же.

Параллельное соединение – самый распространённый способ соединения различных потребителей. В этом случае выход из строя одного прибора не отражается на работе остальных, тогда как при последовательном соединении выход из строя одного прибора размыкает цепь. 1/R=1/R1+1/R2.

Гальванические элементы: положительные полюсы элементов соединяют между собой, отрицательные полюсы тоже соединяют между собой.

Ветвь – каждый элемент параллельной цепи.

q = q1+q2.

R = R1*R2/R1+R2.

Вопрос 6!

Основные положения классической электронной теории металлов.

Электрический ток в металлах.

Основные положения:

1. Свободные электроны в металлах ведут себя как молекулы идеального газа, т.е. «Электронный газ» подчиняется законам идеального газа.

2. Движение свободных электронов подчиняется законам классической механики Ньютона.

3. Свободные электроны в процессе хаотического движения сталкиваются не между собой, а с ионами кристаллической решётки.

4. При столкновениях свободных электронов с ионами кристаллической решётки они передают им свою кинетическую энергию полностью.

При 0С V = 10^5м/с-скорость теплового или хаотического движения «свободных электронов».

При I = 1A, S = 1мм^2 n=10^29м^-3 V = 10^-4м/с.

При включении электрической цепи вдоль проводников со скоростью V = 300 тысяч км./с распространяется электрическое поле, под действием которого электроны двигаясь хаотически, постепенно, направленно смещаются по проводнику, совершая «дрейфовое движение».

Природа тока в металлах.

В 1901г. Учёный Рике доказал экспериментально, что прохождению тока в металлах не связано с переносом вещества, т.е. ионы не являются носителями зарядов в них.

В 1913 и в 1916 г. учёные Папалекси и Мандельштам, Стюарт и Толмен экспериментально доказали, что электрический ток металла – направленное движение свободных электронов.

Схема опытов: на катушку наматывают проволоку, концы которой припаивают к двум металлическим дискам, изолированным друг от друга. К концам дисков при помощи скользящих контактов присоединяют гальванометр. Катушку приводят в быстрое движение, а затем резко останавливают. После резкой остановки катушки свободные заряженные частицы некоторое время движутся относительно проводника по инерции, и, следовательно, в катушке возникает электрический ток. Ток существует незначительное время, т.к. из-за сопротивления проводника заряженные частицы тормозятся и упорядоченное движение частиц, образующее ток, прекращается. Направление тока говорит о том, что он создаётся движением отрицательно заряженных частиц. Переносимый при этом заряд пропорционален отношению заряда частиц, создающих ток, к их массе, т.е. q/m. Поэтому, измеряя заряд, проходящий через гальванометр за время существования тока в цепи, удалось определить это отношение. Оно оказалось равным 1,8 * 10^11 Кл/кг. Эта величина совпадает с отношением заряда электрона к его массе e/m, найденным ранее из других опытов.

Скорость упорядоченного движения прямо пропорциональна напряженности поля в проводнике, и, следовательно, разности потенциалов на концах проводника, т.к. Е= U/L, где L – длина проводника.

n = 10^29 м^-3 – концентрация свободных электронов в металле не зависит от температуры. I = qVSn I =V = E = U, тогда I = U.