Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца в дифференциальной форме.
Вопросы-ответы на экзамен по физике.
Закон Ома для участка цепи и в дифференциальной форме.
- Закон Ома для участка цепи гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. 
Закон Ома в дифференциальной форме:
Полезно переписать закон Ома в так называемой дифференциальной форме, в которой зависимость от геометрических размеров исчезает, и тогда закон Ома описывает исключительно электропроводящие свойства материала. Для изотропных материалов имеем:
где:
· 
— вектор плотности тока,
· 
— удельная проводимость,
· 
— вектор напряжённости электрического поля.
2. Сопротивление проводников. Зависимость сопротивления от температуры. Сверхпроводимость.
Любое тело, по которому протекает электрический ток, оказывает ему определенное сопротивление. Свойство материала проводникапрепятствовать прохождению через него электрического тока называется электрическимсопротивлением. Электронная теория так объясняет сущность электрического сопротивления металлических проводников: свободные электроны при движении по проводнику бесчисленное количество раз встречают на своем пути атомы и другие электроны и, взаимодействуя с ними, неизбежно теряют часть своей энергии. Электроны испытывают как бы сопротивление своему движению. Различные металлические проводники, имеющие различное атомное строение, оказывают различное сопротивление электрическому току.
Удельное сопротивление, а следовательно, и сопротивление металлов, зависит от температуры, увеличиваясь с ее ростом. Температурная зависимость сопротивления проводника объясняется тем, что
1. возрастает интенсивность рассеивания (число столкновений) носителей зарядов при повышении температуры;
2. изменяется их концентрация при нагревании проводника.
Опыт показывает, что при не слишком высоких и не слишком низких температурах зависимости удельного сопротивления и сопротивления проводника от температуры выражаются формулами:
ρt=ρ0(1+αt),
Rt=R0(1+αt),
где ρ0, ρt — удельные сопротивления вещества проводника соответственно при 0 °С и t °C; R0, Rt — сопротивления проводника при 0 °С и t °С, α — температурный коэффициент сопротивления: измеряемый в СИ в Кельвинах в минус первой степени (К-1). Для металлических проводников эти формулы применимы начиная с температуры 140 К и выше.
Сверхпроводи́мость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением при достижении ими температуры ниже определённого значения (критическая температура).
Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца в дифференциальной форме.
Работа тока - это работа электрического поля по переносу электрических зарядов вдоль проводника.
Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока, напряжения и времени, в течение которого работа совершалась.
Применяя формулу закона Ома для участка цепи, можно записать несколько вариантов формулы для расчета работы тока:
Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме: объемная плотность тепловой мощности тока в проводнике равна произведению его удельной электрической проводимости на квадрат напряженности электрического поля:
(с учетом закона Ома в дифференциальной форме ).
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 373; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!