Постоянный электрический ток

Лекция №3

Постоянный электрический ток

План

Электрический ток. Определение. Плотность тока

Уравнение непрерывности

Электродвижущая сила

Закон Ома для однородного и неоднородного участка цепи

Правила Кирхгофа

Мощность тока

Закон Джоуля - Ленца

Электрический ток. Определение. Плотность тока

 

Постоянный ток - это движение электрических зарядов по проводнику с постоянной скоростью

Сила тока - это величина заряда, переносимого через рассматриваемую поверхность в единицу времени

Электрический ток может быть обусловлен движением как положительных, так и отрицательных носителей

За направление тока принимается направление, в котором перемещаются положительные заряды

За направление вектора плотности принимается направление +.

Для тока, не изменяющегося со временем (постоянного тока)

Единица измерения в СИ [I] = 1 А

Уравнение непрерывности

Пусть в среде, где течет ток, имеем замкнутую поверхность S. Движение зарядов из области создает ток. В самой области S происходит убыль заряда.

Тогда

Уравнение непрерывности в дифференциальной форме

Для постоянного тока

Электродвижущая сила

ЭДС – величина, равная работе сторонних сил над единичным положительным зарядом.

Единица измерения 1 В

Кроме сторонних сил, на заряд действуют в замкнутой цепи силы электростатического поля.

Следовательно, результирующая сила, действующая на заряд в каждой точке равна

Полная работа

Величина, численно равная работе, совершаемой электростатическими и сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда, называется падением напряжения на этом участке

Закон Ома для однородного и неоднородного участка цепи

В случае однородного проводника

В случае неоднородного проводника

Электрическое сопротивление R (Ом)

Для замкнутой цепи

Закон Ома в дифференциальной форме

Правила Кирхгофа

Правила I. Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна 0.

Произвольно выбираем направления токов и обхода контуров.

Составляем систему уравнений по I и II правилам Кирхгофа

Решая уравнение, находим значения токов

4. Если значение тока получается со знаком «-», значит, на самом деле его направление на рисунке надо изменить на противоположное.

Мощность тока

Тогда

Мощность, развиваемая током на участке цепи

Единица измерения мощности 1 Вт = 1 Дж/с

7) Закон Джоуля – Ленца

Удельная тепловая мощность – количество тепла, выделяющегося в единице объема в единицу времени

Закон Джоуля – Ленца в дифференциальной форме