Предишен ◈ Следващото


Електрически ток в проводника
Характеристиките на електрически ток. Класическата теория на електропроводимостта на метали. право и Джаул Ом в диференциална форма. DC Законите в неразделна форма. Подробности за един едн електрическа верига устойчивост на връзката и едн правила Кирхоф.


  1. Електродинамика - раздел изследване на електрическа енергия, който се занимава с на явленията и процесите, свързани с движението на електрически заряди или заредени тела.

  2. Електрически ток - всичко методично придвижване на електрически заряди.

    1. Електрически ток в провеждане на медиите под електрическо поле - за провеждане ток.

    2. Механично движение на макроскопични обекти в пространството - конвекция ток.

    3. Посоката на електрическия ток - посоката на движение на положителните заряди.

    4. Условия за съществуването на електрически ток в проводниците:

  • - наличност на настоящите превозвачи;

  • - съществува в проводима среда на електрическото поле. енергия се изразходват в движещи се заряди и се възстановява от източника на електрическа енергия.

  1. Мощност електрически ток се нарича скаларна стойност, равна на съотношението на заплащане DQ. транспортирани през въпросната повърхност за малък период от време DT. на размера на междината

DC



  1. електрически ток посока, определена от плътност вектор Tokaj. който е насочен по вектора на интензитета на електрическото поле и числено равно на връзка дестил малък ток през DS на повърхностен елемент. перпендикулярно на посоката на движение на заредени частици на най-голямата площ на този елемент

Като цяло, вектор плътност на тока се определя от отношението

DC



    1. Електрическата плътност на тока е пропорционална на интензитета E на електричното поле в проводник, и то съвпада с посоката (закона на Ом в диференциална форма)

където γ - средна проводимост (проводимост); ρ - eektricheskoe специфично съпротивление на средата.



    1. закона на Ом се основава на две предположения:

а) концентрацията на електроните на проводимост не е зависим от електрическото поле в проводника;

б) средната скорост на движение подредени на електрони е много пъти по-малка от средната скорост на тяхната термична движение

при което - средният свободен пътя на електрони; д - таксата за електрон.



  1. Електрическата проводимост на метал е снабдена с голям брой на свободните носители зареждане - електрони проводимост - пътуващи електрони.

    1. В класическата теория Drude Лоренц проводни електрони се считат за електронен газ. като свойствата на идеален газ.

    2. Концентрацията на електрони проводникова е пропорционална на концентрацията на атом

(28 октомври 29 октомври ÷ m 3)

където NA - Авогадро номер, А - атомно тегло метал, ρ - плътност на него.

May 10 м / сек

    1. Електрическото поле предизвиква нормалното придвижване (дрейф) на електрони. Плътността на тока се определя от

при което - средното отклонение скоростта на електрони (-4 m / сек)

където L - дължина на веригата, с - скоростта на светлината.



    1. В съответствие с класическата теория се получава

и

където m - маса на електрона; ф - средна скорост на топлинната движението на електроните.



  1. Междувременно свободен пробег на електрон от електрическо поле за придобиване скорост Vmax. При сблъсък с йон губи тази електронна енергия, която отива на вътрешната енергия на проводника (проводника се нагрява).

    1. Стойността, която числено е равна на енергията, освободена на единица обем от времето за проводник за единица се нарича насипни плътността на топлинната мощност на електрическия ток.

    2. Обемната плътност на топлинната мощност на електрическия ток е равен на скаларен продукт на вектори на плътността на тока и електрически напрегнатост на полето (Joule практика)



  • обемната плътност на топлинната мощност на електрическия ток не зависи от характера на електронни сблъсъци;

  • закони за запазване на енергията и инерцията, която се прехвърлят по време на сблъсък йонна само малка част от енергията на електрона

- нееластично сблъсък; - еластична сблъсък.

  1. За всички съотношение метали на топлопроводимост ДълЖината и специфична електропроводимост γ е пряко пропорционална на температурата Т (Wiedemann-Franz практика)



  1. Недостатъците на класическата теория на електропроводимостта:

    1. Не може да се обясни наблюдавана експериментално линейна зависимост на съпротивлението от температурата.

    2. Неправилно стойност моларно топлинен капацитет метал kotoravya трябва да излезе от специфичната топлина на кристална решетка (3R) и топлинния капацитет на електрон газ (3R / 2). Въпреки това, в съответствие със закона Dulong-Petit кътник топлинен капацитет почти не се различава от метали 3R.

    3. Експерименталните стойности на съпротивление и теоретичните стойности на средната скорост на електрони води до стойността на средната свободен път, два порядъка по-голям от периода на кристалната решетка на метала.

  2. Кулон сили взаимодействия водят до преразпределение на такси в проводник, по който потенциала във всички точки на проводника са изравнени и напрегнатостта на полето вътре в проводника става нула.

    1. За да се поддържа връзката DC е необходимо да се действа по превозвачите не само силите Кулон, но също така не-електростатични сили. поддържане на предварително определена стойност на електрически интензитет на поле в проводник. Тези сили се наричат ​​от външни сили.

    2. Външни сили действат във вътрешността на електрическа енергия към таксата превозвачи, които се движат срещу силата на електростатичното поле.

  3. Ако проводник включва източник на електрическа енергия, произволна точка на проводника има електростатично поле с якост на Кулон сили Ekul и външната сила на полето с интензитет Estoril = Fstor / Q. и получената напрегнатостта на полето



    1. Според закона на Ом, плътността на тока



    1. Умножете двете страни с дължина ρ и малка вторична верига дл. За верига част между точки 1 и 2 (с I = JS на)



    1. Интегралът е числено равна на работата, която направи на Кулон сила за преместване на единица положителен заряд от точка 1 до точка 2



    1. Вторият интеграл е числено равна на външните сили по отношение на движението на един положителен заряд от точка 1 до точка 2. Това неделима определя електродвижещо



    1. NapryazheniemU12 на пистата за 1 - 2 е физична величина, която е числено равна на работата, извършвана от Кулон и външни сили при преместване на единица положителен заряд от точка 1 до точка 2



    1. SoprotivleniemR12 верига част между точки 1 и 2 е интеграл

За хомогенна диригент на постоянно сечение



    1. Със закон за генерализирано Ом (закона на Ом в интегрална форма), за всеки раздел верига



    1. направо затворен ампераж на кръга има еднакво във всички секции. и самата верига е част с съвпадение краища.

където ξ - алгебричната сума на всички електродвижеща сила, приложена към веригата.



    1. Ако затворена верига се състои от електрически източник на енергия с ξ EMF и вътрешно съпротивление R. и устойчивостта на външната част на веригата, равна на закона на Ом Р. има формата

и разликата в потенциалите на клемите на източника е равно на напрежението на външната част на веригата



    1. Ако веригата е отворен, тогава няма ток и



    1. С течение на ток през проводника, в съответствие със закона на Джаул се генерира топлина



  1. Изчисление разклонени вериги се състои в намирането на течения в различни части на тези вериги от дадените стойности на секции съпротивление верига и затворена в него EMF.

    1. Възел е точка разклонена верига, в която клони над два проводника.

    2. Първото правило на Кирхоф (правило за възли). алгебрични сумата от течения конвергенция на възел е равна на нула.



    1. Vtoroepravilo Kirchhoff (правило вериги). във всеки затворен контур произволно избрано в разклонена верига, алгебрична сума на продуктите на ток Ii съпротивление Ri в съответните части на тази схема е равна на сумата от алгебрични едн в схема



    1. Второто правило позволява Кирхоф брои стойности на токовете и съпротивления в трудните области на електрически вериги

      1. В серия свързване на проводници с съпротивления R1, R2 и R3 могат да бъдат написани

но за линейни и

Това означава, че серия свързване на проводници на съпротивлението на веригата, равен на сумата от съпротивленията на проводници, съставляващи веригата.



      1. В паралелно свързване на проводници с съпротивления R1, R2 и R3 могат да бъдат написани

но чрез прилагане на първото правило на Кирхоф за всеки възел, получаваме

Това означава, че проводници паралелно съпротивление връзка верига, равен на сумата от реципрочните на съпротивленията на проводниците, съставляващи веригата.

Свързани статии

Подкрепете проекта - споделете линка, благодаря!