Условия существования тока
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Электрический ток. Условия существования тока. Основные понятия
ПОНЯТИЕ О ТОКЕ ПРОВОДИМОСТИ
Электрический ток — упорядоченное по направлению движение электрических зарядов. За направление тока принимается направление движения положительных зарядов.
Прохождение тока по проводнику сопровождается следующими его действиями:
— магнитным (наблюдается во всех проводниках)
— тепловым (наблюдается во всех проводниках, кроме сверхпроводников)
— химическим (наблюдается в электролитах).
Условия существования электрического тока
Для возникновения и поддержания тока в какой-либо среде необходимо выполнение двух условий:
-наличие в среде свободных электрических зарядов
-создание в среде электрического поля.
В разных средах носителями электрического тока являются разные заряженные частицы.
Электрическое поле в среде необходимо для создания направленного движения свободных зарядов. Как известно, на заряд q в электрическом поле напряженностью E действует сила F = q* E, которая и заставляет свободные заряды двигаться в направлении электрического поля. Признаком существования в проводнике электрического поля является наличие не равной нулю разности потенциалов между любыми двумя точками проводника,
Однако, электрические силы не могут длительное время поддерживать электрический ток. Направленное движение электрических зарядов через некоторое время приводит к выравниванию потенциалов на концах проводника и, следовательно, к исчезновению в нем электрического поля.
Для поддержания тока в электрической цепи на заряды кроме кулоновских сил должны действовать силы неэлектрической природы (сторонние силы).
Устройство, создающее сторонние силы, поддерживающее разность потенциалов в цепи и преобразующее различные виды энергии в электрическую энергию, называется источником тока.
Для существования электрического тока в замкнутой цепи необходимо включение в нее источника тока.
Основные характеристики
1. Сила тока — I, единица измерения — 1 А (Ампер).
Силой тока называется величина, равная заряду, протекающему через поперечное сечение проводника за единицу времени.
I = Δq/Δt .
Формула (1) справедлива для постоянного тока, при котором сила тока и его направление не изменяются со временем. Если сила тока и его направление изменяются со временем, то такой ток называется переменным.
Для переменного тока:
I = lim Δq/Δt , (*)
Δt —> 0
т.е. I = q’, где q’ — производная от заряда по времени.
2. Плотность тока — j, единица измерения — 1 А/м2.
Плотностью тока называется величина, равная силе тока, протекающего через единичное поперечное сечение проводника:
j = I/S .
3. Электродвижущая сила источника тока — э.д.с. ( ε ), единица измерения — 1 В (Вольт). Э.д.с.- физическая величина, равная работе, совершаемой сторонними силами при перемещении по электрической цепи единичного положительного заряда:
ε = Аст./q .
4. Сопротивление проводника — R, единица измерения — 1 Ом.
Под действием электрического поля в вакууме свободные заряды двигались бы ускоренно. В веществе они движутся в среднем равномерно, т.к. часть энергии отдают частицам вещества при столкновениях.
Теория утверждает, что энергия упорядоченного движения зарядов рассеивается на искажениях кристаллической решетки. Исходя из природы электрического сопротивления, следует, что
R = ρ*l/S ,
где
l — длина проводника,
S — площадь поперечного сечения,
ρ — коэффициент пропорциональности, названный удельным сопротивлением материала.
Эта формула хорошо подтверждается на опыте.
Взаимодействие частиц проводника с движущимися в токе зарядами зависит от хаотического движения частиц, т.е. от температуры проводника. Известно, что
ρ = ρ0(1 +Δ t) ,
R = R0(1 +Δt)
Коэффициент k называется температурным коэффициентом сопротивления:
k = (R — R0)/R0*t .
Для химически чистых металлов K > 0 и равно 1/273 К-1. Для сплавов температурные коэффициенты имеют меньшее значение. Зависимость (t) для металлов линейная:
В 1911 году открыто явление сверхпроводимости, заключающееся в том, что при температуре, близкой к абсолютному нулю, сопротивление некоторых металлов падает скачком до нуля.
У некоторых веществ (например, у электролитов и полупроводников) удельное сопротивление с ростом температуры уменьшается, что объясняется ростом концентрации свободных зарядов.
Величина, обратная удельному сопротивлению, называется удельной электрической проводимостью G
G = 1/ρ .
5. Напряжение — U , единица измерения — 1 В.
Напряжение — физическая величина, равная работе, совершаемой сторонними и электрическими силами при перемещении единичного положительного заряда.
U = (Aст.+ Аэл.)/q .
2. Определение моментов инерции тел методом крутильных колебаний
3. Соціологічні методи дослідження у педагогіці
4. Організація облікового процесу на підприємстві
5. тема організаційних інженернотехнічних санітарногігієнічних протиепідемічних та інших заходів які з
6. Туристический маркетинг
7. Тема Тест 1 2 3 4 1 2
8. страхуют предохраняют общественную жизнь от хаоса и самотека направляют ее течение в нужное русло
9. і. Психологічна адаптація здійснюється в процесі соціалізації особистості у ході її індивідуального розвит.html
10. ЛЕКЦИИ ПО МЕТОДОЛОГИИ СОЦИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Учебник для студентов гуманитарных вузов и аспирантов
11. 12 УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ - изучить комплекты ЗИП назначение отдельных элементов изучить смазки применя.
12. Лабораторна робота 9 Дослідження основних вузлів вимірювальних каналів в середовищі програмного з
13. часовой рабочий день рабочий контроль над производством устраняли царскую администрацию суды освобождал
14. огонёк герань В углу иконостас с иконами застланный расшитым полотенцем
15. тема уголовного права
16. Пояснительная записка Введение Народное декоративноприкладное искусство нашей страны ~ неотъемлемая
17. Национально-теократическая концепция Святой Руси АВКарташев
18. Для того чтобы успешно реализовывались поставленные задачи работу на предприятии обязательно нужно автома
19. минерального cocтава структур и текстур характера взаимодействия грунтов с водой степени их выветрелости и
20. Адаптация и самоадаптация в теории Эриксона1