физическая величина, равная отношению работы Aст сторонних сил при перемещении заряда q от отрицательного полюса источника тока к положительному к величине этого заряда


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте файл и откройте на своем компьютере.
Лекция № 1 Постоянный электрический ток Содержание лекции:  Электрический ток  Уравнение непрерывности  Электродвижущая сила 2 Электрический ток Электрический ток – упорядоченное движение электрических зарядов – носителей тока : • электронов – в металлах, полупроводниках; • ионов – в электролитах; • макроскопических частиц с избыточным зарядом – пылинки, капельки. Электрический ток существует при наличии электрического поля , поддерживающего это движение своей энергией : носители заряда, ранее принимавшие участие в хаотическом тепловом движении, начинают двигаться упорядоченно с определенной скоростью . 3 Если через выделенную площадку проходит, в среднем, в обе стороны одинаковое количество частиц любого знака, ток равен нулю . Сила тока – скалярная величина, определяемая как количество заряда, проходящего через сечение проводника в единицу времени : За направление тока принимается направление движения положительно заряженных частиц . [ I ] = А : один кулон – это заряд, переносимый за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока один ампер . 4 При неравномерном распределении тока вводят вектор плотности тока, численно равный силе тока, текущего через расположенную в данной точке перпендикулярно к направлению движения носителей заряда единичную площадку . j – плотность тока dI – сила тока через dS  dS  – площадка, расположенная в данной точке и перпендикулярная к направлению движения носителей заряда. 5 Пусть n – концентрация носителей тока, e – величина носителя заряда . Тогда за время dt через поперечное сечение S проводника переносится заряд 6 Сила тока сквозь произвольную поверхность : - сила тока есть поток вектора плотности тока через поверхность S . При постоянном токе : 7 Уравнение непрерывности В силу сохранения заряда эта величина должна быть равна скорости убывания заряда, содержащегося в данном объеме : Рассмотрим в некоторой среде, в которой течет ток, некоторую замкнутую поверхность S : Заряд, выходящий в единицу времени из объема V , ограниченного поверхностью S , есть - уравнение непрерывности 8 Знак мину c означает то, что заряды вытекают из объема V Воспользовавшись теоремой Остроградского – Гаусса , получим : - уравнение непрерывности в дифференциальном форме : в точках, являющихся источниками вектора плотности тока, происходит убывание заряда. Заряд, содержащийся в объеме V , есть - выражает закон сохранения электрического заряда : полный заряд системы не может измениться, если через ее границу не проходят электрически заряженные частицы . 9 В случае постоянного тока ( φ , ρ = const ) : - вектор плотности тока не имеет источников в случае постоянного тока - линии тока нигде не начинаются и не заканчиваются - линии постоянного тока замкнуты . 10 Электродвижущая сила Для существования постоянного тока необходимо наличие в электрической цепи устройства, способного создавать и поддерживать разности потенциалов на участках цепи за счет работы сил неэлектростатического происхождения . Такие устройства называются источниками постоянного тока . Силы неэлектростатического происхождения, действующие на свободные носители заряда со стороны источников тока, называются сторонними силами . 11 Сторонние силы характеризуются своей работой над зарядом : физическая величина, равная отношению работы A ст сторонних сил при перемещении заряда q от отрицательного полюса источника тока к положительному к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника (ЭДС) : 1 2 Стороннюю силу можно представить в виде Е с тор – напряженность поля сторонних сил . Работа сторонних сил над зарядом на участке цепи 1 – 2 : По определению электродвижущей силы 13 Для замкнутой цепи : - электродвижущая сила равна циркуляции напряженности поля сторонних сил. Помимо сторонних сил на заряд действует сила со стороны электростатического поля : Результирующая сила , действующая на заряд : 14 Работа результирующей силы : Величина, численно равная работе, совершаемой электростатическими и сторонними силами над единичным положительным зарядом, – падение напряжения (напряжение) на данном участке цепи : 15 Однородный участок – участок цепи, на котором не действуют сторонние силы . Неоднородный участок – участок цепи, на котором действуют сторонние силы . Для однородного участка : Для неоднородного участка : 16

Приложенные файлы

  • pdf 11159401
    Размер файла: 690 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий