Prezentatsia_po_fizike_na_temu_Zakony_postoyannogo_toka (2)

1. Законы постоянного тока.

2. Электрический ток

Электрическим током
называется всякое
упорядоченное
движение носителей
зарядов.
За направление тока
принимают направление
движения положительно
заряженных частиц.
F
F
Е

3. Условия, необходимые для существования электрического тока:

наличие свободных заряженных частиц;
наличие электрического поля, действующего на
заряженные частицы с силой F qE , создающего и
поддерживающего их упорядоченное движение.
(свободные электроны по инерции , без действия
силы, перемещаться не могут из-за тормозящего
воздействия на них кристаллической решетки).

4. Действия тока:

проводник, по которому течет ток, нагревается( кроме
сверхпроводников);
- проявляется только у электролитов, на электродах
выделяются вещества, входящие в состав электролита (ток
может изменить химический состав проводника);
ток оказывает силовое воздействие на соседние токи и
намагниченные тела.
Действия тока
Тепловое
Химическое
Магнитное

5. Сила тока

Сила тока – это физическая величина, численно равная
отношению заряда, прошедшего через поперечное
сечение проводника за некоторый промежуток времени
к значению этого промежутка.
q
I
t
Для измерения используют амперметр
Подключение: последовательно, «+» клемму
амперметра с «+» полюсом источника тока
А

6.

Сила тока
S
t
I q0 nS
q
I
t
q q 0 N
N nV
V S t

7. Прибор для измерения

Амперметр
На схеме
А
Амперметр включается в
цепь последовательно с
тем прибором, силу тока
в котором нужно
измерить.
А

8. Напряжение

Электрическое поле совершает работу, заставляя
заряженные частицы перемещаться по проводнику,
следовательно оно совершает работу.
Напряжение - физическая величина равная
отношению работы поля по перемещению
электрического заряда к значению этого заряда.
Для измерения используют Вольтметр.
Подключение: параллельное, к тем точкам цепи,
между которыми надо измерить напряжение.
V

9.

Вольт-амперная характеристика
А
1
2
V
Для каждого проводника – твердого, жидкого,
газообразного – существует определённая зависимость
силы тока от напряжения. Эта зависимость называется
вольт - амперной характеристикой проводника
Впервые эту зависимость установил немецкий уч. Георг Ом
I
I
1
2
0
U
0
R

10. Постоянный ток

Ток называется постоянным, если сила тока и его
направление не изменяется с течением времени.
I
t

11. Единица измерения

1 Ампер (А) равен силе постоянного тока, при котором через
любое конечное сечение проводника за 1с протекает 1Кл
электричества.
Кл
I
1A
с
Работа с формулой

12.

+
F
Е
-
I q n S
-е
0
I сила тока
q заряд каждой частицы
0
N
n концентрация частиц
V
скорость частиц
S площать поперечного сечения

13. Плотность тока

I
j q n
0
S
j
A
м
2

14. Закон Ома для участка цепи

В 1826 году немецкий физик Георг Ом экспериментально
установил:
А
V
U
I
R
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна
напряжению на концах этого участка и обратно
пропорциональна его сопротивлению

15.

Проводник имеет сопротивление в 1 Ом, если при
разности потенциалов 1В сила тока в нем 1А.
U
R
I
В
R Ом
А

16.

Сопротивление металлов зависит от:
• Вида металла (различные кристаллические решетки)
• Длины проводника
• Площади поперечного сечения проводника

17. Сопротивление проводника

l
R
S
l длина проводника
S площадь поперечного сечения проводника
удельное сопротивление проводника
Ом мм
RS
;
l
м
2

18.

Последовательное соединение
проводников
1
2
I общ I1 I 2 I 3 ...
3
q0 N
I
t
U общ U1 U 2 U 3 ... U Ed
Rобщ R1 R2 R3 ...
U общ
I
U1 U 2 U 3
...
I
I
I

19.

Последовательное соединение
проводников
1
2
3
если R1 R2 R3 ..., то Rобщ NR
N число резисторов

20.

Параллельное соединение
проводников
1
2
3
I общ I1 I 2 I 3 ...
U общ U1 U 2 U 3 ...
q0 N
I
t
U Ed
1
1
1
1
... I общ I1 I 2 I 3 ...
Rобщ R1 R2 R3
U
U U U

21.

Параллельное соединение
проводников
1
2
3
R
если R1 R2 R3 ..., то Rобщ
N
N число резисторов

22.

Электродвижущая сила
Fк
Fк
Характеристики
источника тока:
•Электродвижущая
сила (ЭДС)
Fст
Fк
Aст
q
В
•Внутреннее сопротивление
r Ом

23. Электрический ток в различных средах

24. Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц.

Условия существования электрического
тока:
наличие свободных заряженных частиц.
наличие электрического поля.
источник напряжения.

25.

26. Экспериментальное доказательство

1913 (Мандельштам–Папалекси),
1916 (Толмен–Стюарт).
Русские ученые предложили идею:
есть проводник, который движется
с некоторой скоростью, а потом
резко тормозится.
С помощью эксперимента
установили знак частиц,
отвечающих за ток в металлах. Это
отрицательные частицы.

27. Электрический ток в полупроводниках

Кристаллы полупроводников
имеют атомную
кристаллическую решетку, где
внешние электроны связаны с
соседними атомами
ковалентными связями.
При низких температурах у
чистых полупроводников
свободных электронов нет и он
ведет себя как диэлектрик.
Парно-электронные связи
в кристалле германия и
образование электроннодырочной пары

28.

Концентрация электронов в
полупроводнике равна
концентрации дырок:
nn = np.
Электронно-дырочный
механизм проводимости
называется собственной
электрической
проводимостью
полупроводников.

29. Электронная проводимость возникает, когда в кристалл германия с четырехвалентными атомами введены пятивалентные атомы

(например, атомы мышьяка, As).
Атом мышьяка в решетке германия. Полупроводник n-типа

30. Дырочная проводимость возникает, когда в кристалл германия введены трехвалентные атомы (например, атомы индия, In)

Атом индия в решетке германия. Полупроводник p-типа

31. Электрический ток в жидкостях

Вещества, растворы которых проводят
электрический ток, называются электролитами.
Электрический ток в электролитах – это
упорядоченное движение положительных и
отрицательных ионов.

32.

Процесс разложения молекул раствора на положительные
и отрицательные заряженные ионы называется
электролитической диссоциацией.

33. Электролиз - это процесс выделения на электроде вещества, связанный с окислительно - восстановительными реакциями

Электролиз - это процесс выделения на электроде
вещества, связанный с окислительно восстановительными реакциями
Закон Фарадея:
Масса вещества,
выделившегося на электроде за
время Δt при прохождении
электрического тока,
пропорциональна силе тока и
времени.
m = K⋅I⋅Δt.

34. Электрический ток в вакууме

35. Опыт Томаса Эдисона

В результате нагревания
металл начинает испускать
электроны. Разогретый
металл окружает
электронное облако.
Такое явление называется
термоэлектронной
эмиссией.

36. Применение тока в вакууме

1.Вакуумный диод
2. Вакуумный триод
3. Электронно-лучевая трубка

37. Электрический ток в газах

При обычных условиях газы являются диэлектриками —
электрический ток через них не проходит.
Электрический ток в газах – это упорядоченное
движение заряженных частиц трёх видов. Это
электроны, положительные ионы и отрицательные ионы.

38.

Ионизация газа— распад
нейтральных частиц на
электроны и
положительные ионы
Рекомбинация – это
воссоединение
электрона и
положительного иона в
нейтральную частицу

39. Газовый разряд – это процесс прохождения тока через газ

Газовый разряд
называют
несамостоятельным,
если он создаётся
под влиянием каких
– либо внешних
факторов.
Газовый разряд называют
самостоятельным, если
он создаётся в газе под
действием самого
электрического поля,
существующего между
электродами (анодом и
катодом).