1 / 14

Prąd elektryczny

Prąd elektryczny. Opór elektryczny. Opór elektryczny. Na początku XIX wieku Georg Ohm stwierdził, że natężenie prądu w metalach jest proporcjonalne do przyłożonego napięcia — o ile w trakcie pomiarów utrzymuje się stałą temperaturę metalowej próbki. Opór elektryczny.

toby
Download Presentation

Prąd elektryczny

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Prąd elektryczny Opór elektryczny

  2. Opór elektryczny Na początku XIX wieku Georg Ohm stwierdził, że natężenie prądu w metalach jest proporcjonalne do przyłożonego napięcia — o ile w trakcie pomiarów utrzymuje się stałą temperaturę metalowej próbki.

  3. Opór elektryczny - + I S E L Mamy pewien przewodnik jak na rysunku. Teoretycznie elektrony przewodnictwa mogą przebyć odległość równą wielu średnicom atomów (średnią wartość tej odległości oznaczymy przez L) zanim zderzą się z jakimś atomem. Średni czas między zderzeniami będzie więc dany wzorem

  4. Opór elektryczny Po przyłożeniu napięcia na elektrony działa siła F = eE nadająca przyspieszenie zgodnie z II zasadą Newtona Elektrony ulegają ciągłym zderzeniom, co powoduje że pomiędzy zderzeniami prędkość zmienia się o a, czyli prędkość unoszenia. gdzie  zwane jest ruchliwością elektronów [m2/Vs]

  5. Opór elektryczny Tak więc prędkość unoszenia możemy zapisać Na podstawie wyrażenia na natężenie prądu oraz prędkości unoszenia otrzymamy I U  S l Następnie weźmy odcinek obwodu o długości l. Spadek napięcia na tym elemencie wynosi  wstawiamy do wyrażenia na I:

  6. Opór elektryczny I tak po żmudnych przekształceniach wykorzystując I podstawiając ostatnie wyrażenie na I możemy stwierdzić, że Opór elektryczny jest wprost proporcjonalny do długości przewodnika i odwrotnie proporcjonalny do pola powierzchni przekroju poprzecznego. Wyrażenie pełniące funkcje współczynnika proporcjonalności jest oporem właściwym  (rezystywnością), której jednostką jest [m]

  7. Opór elektryczny Opór elektryczny danego przewodnika tak długo się nie zmieni jak długo pozostanie stały opór właściwy. A to z kolei jest uwarunkowane niezmienniczością temperatury. Często posługiwać się możemy przewodnictwem właściwym (konduktywnością)

  8. Opór elektryczny Kiedy następuje zmiana temperatury przewodnika, jego opór właściwy zmienia się według wzoru: Wielkości z indeksem 0 są podawane dla temperatury 273K , Współczynnik temperaturowy oporu możemy wyliczyć z wyrażenia: Ponieważ niewiele się on różni od wartości 1/273K co charakteryzuje termiczny współczynnik rozszerzalności gazów opór właściwy możemy zapisać w postaci

  9. Opór elektryczny Metal Półprzewodnik Nadprzewodnik ZależnoŚĆ oporu właściwego od temperatury    T T T

  10. Opór elektryczny Zależność natęŻenia prądu od napięcia • I I • Metal dioda próżniowa • U U • I I • Elektrolit termistor • U U

  11. Opór elektryczny a moc Jeżeli do źródła energii elektrycznej podłączymy odbiornik, wówczas w jego wnętrzu następuje przenoszenie ładunku dq w przedziale czasu dt o wartości Idt. Towarzyszy temu spadek potencjału co z kolei pociąga za sobą spadek energii potencjalnej Energia nie znika oczywiście ale przekształca się inną formę, co odbywa się dzięki mocy Jeżeli dołączonym elementem jest opornik energia potencjalna zamienia się w ciepło Joule’a

  12. Opór elektryczny a moc James prescottjoule Heinrich Lenz

  13. Opór elektryczny a moc Ilość ciepła wydzielanego w czasie przepływu prądu elektrycznego przez przewodnik elektryczny jest wprost proporcjonalna do iloczynu oporu elektrycznego przewodnika, kwadratu natężenia prądu i czasu jego przepływu Wynika to ze wzoru na energię po uwzględnieniu prawa Ohma Taki sam zabieg powoduje, że oprócz podstawowego wzoru na moc prądu otrzymujemy również oraz Oba wyrażenia mówią o rozpraszaniu energii w oporniku i stosujemy je tylko przy zamianie energii elektrycznej na cieplną przy określonym R.

  14. Dziękuję za uwagę Tadeusz Bielecki

More Related