Физические основы проводимости металлов. Постоянный ток. Его характеристики. Закон Ома для участка цепи. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 28Следующая ⇒

1. Металлы проводят электрический ток. Почему? При образовании металла его атомы начинают взаимодействовать друг с другом. Благодаря этому взаимодействию электроны внешних оболочек /т.к. они находятся далеко от ядра атома и связь с ним не очень сильная/ полностью утрачивают связи со своим атомом и становятся свободными. Они могут перемещаться по всему металлу в любом направлении. Именно с их помощью можно создать электрический ток, т.е. заставить заряды служить людям: электрический ток освещает дома, учебные заведения, заставляет работать станки…

2. При движении заряженных частиц в проводнике происходит перенос заряда с одного места в другое. Однако если заряженные частицы совершают беспорядоченное тепловое движение, то переноса заряда не происходит. Электрический заряд будет перемещаться через поперечное сечение проводника лишь в том случае, если электроны движутся упорядоченно. В этом случае в проводнике устанавливается электрический ток.

Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. Электрический ток имеет определенное направление. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц. Движение частиц в проводнике мы не видим. О наличии в нем тока можем судить по тем явлениям, которые его сопровождают:

1) Проводник по которому течет ток нагревается.

2) Электрический ток может изменять химический состав проводника (выделяемые вещества из растворов)

3) Ток оказывает магнитное действие.

3. Основной количественной характеристикой электрического тока является сила тока.

Сила тока равна отношению заряда, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени Δ t, к этому интервалу времени.

Если сила тока со временем не меняется, то ток называют постоянным.

Сила тока зависит от величины заряда, переносимого каждой частицей, концентрацией частиц, скорости их направленного движения и площади поперечного сечения проводника:

I= q₀ n υ S,

где q₀– элементарный заряд [Кл]

n – концентрация частиц [м^-3]

υ – скорость частиц [м/с]

S – площадь поперечного сечения проводника [м²]

Силу тока измеряют амперметром, который включается в цепь последовательно. Электрический ток характеризуется плотностью – это отношение силы тока к площади поперечного сечения проводника

j = , она характеризует быстроту переноса заряда.

Условия, необходимые для существования электрического тока:

а) для возникновения и существования постоянного электрического тока в веществе необходимо наличие свободных заряженных частиц

б) для создания и поддержания упорядоченного движения заряженных частиц необходима сила, действующая на них в определенном направлении

в) необходима разность потенциалов между концами проводника. Если она не меняется о времени, то в проводнике устанавливается постоянный электрический ток.

4. Чем больше разность потенциалов, тем больше сила тока. Следовательно, сила тока будет зависеть от разности потенциалов или напряжения. Эту зависимость установил немецкий ученый Георг Ом, поэтому она носит название закона Ома:

Сила тока в цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению:

Эту зависимость выражают вольтамперной характеристикой. Ее строят, измеряя силу тока в цепи при различных напряжениях.

5. Мы знаем, что работа сил электрического поля при перемещении заряда по замкнутому контуру равно 0. Это значит, что если в замкнутой цепи на заряды действуют только одни электрические силы, то работу с помощью тока получить нельзя. Следовательно, кроме электрических сил должны существовать еще силы, которые называются сторонними.

Участок АСВ называется внешней частью цепи. АДВ – внутренняя часть цепи или источника тока. Источник тока характеризуется электродвижущейся силой или ЭДС

ЭДС в замкнутом контуре равна отношению работы сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда к его величине:

Е=

6. Источник тока характеризуется сопротивлением, которое называется внутренним (r). А сопротивление цепи называется внешним (R)

E= U+ I r или т.к. U = I R

E= I R + I r

E= I (R+r) I = - закон Ома для полной цепи

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 388; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 678 9 10 11 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!