Похожие презентации:
Постоянный ток. Иллюстративный материал к лекции №11
1.
Постоянный токИллюстративный материал к
лекции №11
пятница, 16 июня 2023 г.
2.
Постоянный токЭлектрическим
током
называется
упорядоченное
движение
электрических
зарядов.
Носителями тока могут быть электроны, а также положительные
и отрицательные ионы
Ток направлен туда, куда двигаются положительные заряды
3.
Если за время dt через поперечное сечениепроводника переносится заряд dq, то сила
тока
dq
i
dt
Ток, не изменяющийся со временем, называется постоянным. Для
постоянного тока
q
I
t
Измеряется в амперах
4.
Болеедетально
электрический
ток
можно
характеризовать с помощью вектора плотности
тока. Он численно равен отношению силы тока dI
через
расположенную
перпендикулярно
направлению тока площадку dS┴ к величине этой
площадки, т. е.
A
j 2
м
dS
n
По направлению вектор плотности тока совпадает с
направлением скорости упорядоченного движения
положительных зарядов.
j
Зная j в каждой точке сечения
проводника, можно найти силу тока I
через любую поверхность S :
I j dS jn dS
S
dI
j
dS
S
где dS dSn ;
j dS jdS cos jn dS
5.
Электрическая цепьПоследовательность соединенных друг с другом элементов,
способных пропускать электрический ток
ЭДС
нагрузка (лампа)
коммутатор
6.
Электрическая цепьВнутренний участок
цепи
Внешний участок
цепи
7.
ЭДСЦепь
замкнута
Работа консервативных
сил по любой замкнутой
траектории равна 0
Под действием только электрических сил ток
течь не может!
Ток должны обеспечивать силы неэлектрической природы –
сторонние силы.
Это результат электрохимических процессов в гальванических
элементах, или действия магнитного поля в генераторах
8.
Величина, численно равная работе сторонних сил,по перемещению единичного положительного
заряда называется ЭДС.
ЭДС, как и потенциал,
измеряется в вольтах.
в
СИ
9.
φ1> φ2φ1
+ -
φ2
+
12
1
2
+
На носители тока действуют силы
электростатического поля qE и
сторонние силы qEСТ.
F q( E ECT )
Работа, совершаемая этой силой над зарядом q на участке 1-2
цепи,
2
A12 Fdl q ( E ECT )dl q ( 1 2 ) q 12
2
1
1
10.
φ1> φ2φ1
+ -
φ2
+
1
12
2
+
падением напряжения или просто
напряжением U на данном участке,
называется величина
A12
U12
1 2 12 .
q
Участок цепи, на котором
называется неоднородным.
действуют
Участок цепи, на котором не
действуют
сторонние
силы,
называется однородным. Для него
сторонние
U12 1 2
Для замкнутой цепи ( 1 2) = 0 и поэтому U = ε.
силы,
11.
Закон ОмаU
I
R
Сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику,
прямо пропорциональна падению напряжения U на проводнике и
обратно пропорциональна сопротивлению R проводника.
12.
Закон Ома для неоднородного участка цепиφ1> φ2
φ1
+ -
φ2
+
1
U
12
12
1
2
+
I
1
2
12
R
12
где R12 - сопротивление участка цепи 1-2.
2
12
13.
Закон Ома для замкнутой цепиДля замкнутой цепи ( 1 2) = 0 :
I
R
RΣ — суммарное сопротивление всей цепи; ε — ЭДС источника.
I
Пусть замкнутая цепь состоит из источника
электрической энергии с ЭДС и внутренним
сопротивлением r, а также внешней цепи
потребителя, имеющей сопротивление R.
I
R r
14.
Сопротивление проводникаB
R 1 1 Ом
A
1 Ом м
15.
Закон Ома в дифференциальной формеE
j
dS
dl
Найдем
связь между векторами E
иj .
выделим
в
проводнике
элементарный цилиндрический
объем
с
образующими,
параллельными векторам j и E .
Между концами проводника длиной dl напряжение U = Edl, под
действием которого через его поперечное сечение площадью dS
течет ток I = jdS.
По закону Ома
для
участка
цепи:
U
I
R
dl
R
dS
Edl
jdS
dl
dS
1
j E E
16.
Работа и мощность токаφ1
φ1> φ2
+
φ2
+
2
1
За время dt через проводник протекает
заряд dq
dq Idt
+
Тогда работа тока равна:
dA dqU IUdt
Мощность тока:
dA IUdt
P
IU
dt
dt
17.
Закон Джоуля-Ленцаφ1
φ 1> φ 2
+
φ2 Если на участке цепи не совершается
+
2
1
+
механическая работа, или не
происходят электрохимические реакции,
то dA=dQ – работа электрического поля
приводит к нагреву проводника
dQ dA IUdt
Полное количество теплоты:
Q IUdt
18.
Закон Джоуля-Ленцав дифференциальной форме
E
j
dS
dQ IUdt
Заменяем:
dl
dV
I jdS
U Edl
dQ jEdSdldt jEdVdt
Тепловая мощность в единице объема:
dQ
w
jE
dVdt
19.
20.
nU
I
i 1 Ri
n
1
1
R i 1 Ri