close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Электрический ток

код для вставкиСкачать
Справочный материал по физике. Основные понятия и формулы.
Электрический ток - упорядоченное движение заряженных частиц, т. е.
такое движение, при котором через поперечное сечение проводника
происходит перенос заряда.
1. Упорядоченная скорость
Носители тока - заряженные частицы, движение которых образует ток.
Обычно заряженные частицы в веществе движутся беспорядочно — "хаотично". Среди направлений движения этих частиц нет
преимущественного — все направления встречаются одинаково часто, поэтому через любое сечение проводника проходит в обе
стороны в среднем одинаковое число носителей. Среднее значение вектора скорости заряженных частиц при таком движении в
VII. Постоянный ток
r r
r
r v1 + v 2 + K + v N
= 0 . Но если, продолжая беспорядочное движение, вся эта масса хаотически
любой момент равно нулю: v =
N
движущихся носителей начинает смещаться в какую-либо сторону (это называется "дрейф"), то такое движение считается
упорядоченным и образует электрический ток. В этом случае среднее значение вектора скорости уже не равно нулю и называется
r r
r
r
r v1 + v 2 + K + v N r
скоростью упорядоченного движения носителей: v уп = v =
. v уп направлена туда, куда смещается масса
N
хаотично движущихся частиц - в сторону дрейфа. Можно представить себе ток в проводе так: цилиндрический сосуд, заполненный
хаотически движущимися носителями тока, медленно (по сравнению со скоростями теплового движения носителей) перемещается.
r
r
Скорость сосуда в этой модели - v уп . Если сосуд мысленно рассечь неподвижной плоскостью ⊥ v уп , то через эту плоскость будет
переноситься заряд.
2. Сила тока
Модуль силы тока
Единица
измерения силы
тока в СИ:
1 А = 1Кл/с
q
I=
t
Модуль заряда,
перенесенного через
поперечное сечение
проводника за время t.
r
v уп
I = const
r
Если сила тока меняется (I ≠ const), то вычисляют
3. Плотность тока — вектор j , направление которого
мгновенные значения силы тока (для каждого момента):
r
совпадает с направлением, в котором
модуль вектора j
dq - заряд, перенесенный через
dq
переносится положительный заряд:
I=
= q ′(t ) поперечное сечение проводника за
r
r
r
r
I сила тока через
dt
j
↑↑
v
;
j ↑↓ v уп ( − )
j
=
поперечное
уп ( + )
такое малое время dt, за которое сила
S сечение S
тока не успевает существенно
Скорость упорядоченного
во всех точках сечения
измениться.
r
движения носителей тока
S одинаковы j
0
уп
Концентрация
4. Закон Ома для участка цепи,
носителей тока
не содержащего ЭДС
Напряжение (разность
Заряд одного носителя.
потенциалов) между концами
Модуль силы тока
I
R
в проводнике
проводника U = ϕ1 - ϕ2 ,
2
(если ток течет от точки 1 к 1 ток
точке 2).
Площадь поперечного сечения провода
U Сопротивление проводника
Единица измерения сопротивления
S
Удельное сопротивление
ρ
в
СИ: 1 Ом = 1В/А
материала, из которого
Единица
измерения удельного
изготовлен провод.
сопротивления
в СИ: 1 Ом⋅м
ρ0
l — длина
ρ = ρ0(1 + α⋅t)
провода
Температурный коэффициент
о
сопротивления металла
t
Температура проводника в С.
Источник тока — проводник, в
0 оС
котором действуют сторонние силы.
5. Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС
Сторонние силы — любые силы не
электростатического происхождения,
R
õ
понуждающие носители тока к
1
2
2
1
упорядоченному движению.
r
Направление обхода от 1→ к 2
F
Сила тока,
+ стор ( + )
Полное
Суммарная õ > 0, если источник направляет
r
текущего по сопротивление
ЭДС на
Fстор ( −−)
ток ↑↑ обходу 1→2
участку 1 - 2 участка 1-2
участке 1-2
обход
ЭДС источника
I > 0, если ток ↑↑ обходу 1→2
A1стор
õ < 0, если источник направляет
(электро-2
движущая сила) õ =
ток ↑↓ обходу 1→2
I < 0, если ток ↑↓ обходу 1→2
r
r
j = q nv
U
I=
R
R=
ρl
S
I⋅R = ϕ − ϕ + õ
q
обход
6. Закон Ома для полной (замкнутой) цепи
õ
∑
I=
Rполн
Сила тока,
текущего через
каждый элемент
цепи
õ
I=
R+r
Суммарная ЭДС цепи
Полное (суммарное)
сопротивление цепи
õ, r
Работа сторонних сил источника над
зарядом q при его перемещении через
источник в направлении обхода 1→2
R
Внутреннее сопротивление источника
7. Последовательное соединение проводников — соединение, при котором заряд полностью, без
a
+
Iобщ
R1
R2
U1
b
−
…
U2
ответвлений, перетекает из предыдущего проводника в
следующий.
посл
= I1 = I2 = …
I общ
посл
= U1 + U2 + …
U общ
Uобщ = ϕa − ϕb
посл
Rобщ
= R1 + R2 + …
посл
Если R1 = R2 = … = RN = R, то Rобщ
= NR
Общее напряжение — напряжение между выходами системы.
Iобщ — общий ток — ток, втекающий через (+) выход системы и вытекающий через (−) выход.
Rобщ =
U общ
— общее сопротивление — сопротивление резистора, который можно включить
I общ один вместо всей системы между ее выходами, при этом Iобщ и Uобщ не изменятся.
8. Параллельное соединение проводников — соединение, при котором каждый проводник
R1
пар
I общ
= I1 + I2 + …
Iобщ
пар
U общ
= U1 = U2 = …
R2
…
1
Uобщ
R
пар
общ
=
присоединен одним концом к (+) выходу системы, а
другим концом к (−) выходу.
+
R
1
1
пар
+
+ … Если R1 = R2 = … = RN = R, то Rобщ =
N
R1 R2
9. Работа и мощность электрического тока
Количество теплоты,
выделяющееся на участке
Aтока
Для участка, не содержащего ЭДС
U2
= Aэл = Q = IUt = I Rt =
t
R
2
N тока = N эл = N тепл
Тепловая мощность (количество
теплоты, выделяющееся за единицу
времени)
U2
= IU = I R =
R
2
I = const
Работа тока
Работа электрической силы
Мощность тока Мощность электрической силы
Для участка, содержащего ЭДС
Aтока = Aэл = IUt
N тока = N эл = IU
Q = I 2 Rt
Aстор= Iõt
N тепл = I 2 R
Nстор= Iõ
I = const
Работа сторонних сил источника
Мощность сторонних сил источника
10. КПД электрической цепи
õ, r
η=
b
a
R
N нагр
N ист
=
U
õ
=
U = ϕa - ϕb — напряжение на нагрузке.
11. Условие выделения максимальной
R
мощности на нагрузке:
R+r
Сопротивление нагрузки (внешнее
сопротивление)
12. Закон Фарадея для электролиза
При данных значениях r и õ, максимальная
мощность выделяется при условии, что
R=r
Молярная масса ионов, выделяющихся при электролизе.
Электрохимический эквивалент вещества, выделяющегося
при
электролизе
ионов
Заряд, выделившийся на электроде при электролизе.
Сила тока при электролизе
A
Число Авогадро.
Энергия, затраченная на электролиз
Модуль заряда электрона
Количество теплоты,
Валентность ионов,
Масса вещества,
выделившееся в электролите
2
выделяющихся при
IUt
=
I
Rt
+
Iõ
t
выделившегося на
пол
Энергия, затраченная на выделение
электролизе.
электроде за время t
веществ на электродах
Напряжение Сопротивление
ЭДС поляризации электролита
между
электролита
электродами
m=
M
It = kIt = kq
ZeN
−
Автор
mel120
mel12016   документов Отправить письмо
Документ
Категория
Школьные материалы
Просмотров
110
Размер файла
326 Кб
Теги
электричество ток
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа