1 / 26

Тема 3.4. Постоянный электрический ток

Тема 3.4. Постоянный электрический ток. 4.1. Классическая теория электропроводности. Классическая теория электропроводности. Друде Пауль (1863 – 1906). Лоренц (Lorentz) Хендрик (1853 – 1928). Газ свободных электронов в металле.

vevay
Download Presentation

Тема 3.4. Постоянный электрический ток

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. Тема 3.4. Постоянный электрический ток 4.1. Классическая теория электропроводности

  2. Классическая теория электропроводности Друде Пауль (1863 – 1906) Лоренц (Lorentz) Хендрик (1853 – 1928)

  3. Газ свободных электронов в металле Красная штриховая линия - траектория одного из электронов

  4. а – хаотическое движение электрона;b – хаотическое движение с дрейфом Дрейф газа электронов в электрическом поле При Т~300 K vT ~ 105 м/с vдр~ 10-7vT

  5. Е vТ vдр Дрейф заряженных частиц вдоль поля λ - длина свободного пробега vT –скорость теплового движения vдр– скорость дрейфа зарядов в поле Е - подвижность зарядов q < 0, μ < 0 q > 0, μ > 0;

  6. Тема 3.4. Постоянный электрический ток 3.4.2. Закон Ома в дифференциальной форме. Проводимость Ом Георг Симон (1787 – 1854)

  7. S dS Е α j j α vТ vдр dS dS Электрический ток через площадку S: S Q -сила тока (А = Кл/с) Общий случай: произвольная поверхность, ток неоднородный α Ампер (Ampere) Андре-Мари (1775 – 1836) dS

  8. j Е vТ vдр vТ vдр Плотность тока dQ dS┴ концентрация зарядов q dV vдрdt σ– электропроводность (проводимость) σ>0 (всегда!) - закон Ома в дифференциальной (локальной) форме

  9. Тема 3.4. Постоянный электрический ток 3.4.3. Закон Ома для однородного проводника. Сопротивление

  10. Упорядоченное движение электронов в металлическом проводнике и ток I σ>0

  11. φ2 φ1 - φ2 = U I Покажем, что I ~ U φ1 l S удельное сопротивление vдр E - сопротивление проводника, [R] = Ом = В/А • закон Ома • для однородного проводника [σ] = (Ом.м)-1 = См/м (См – сименс, См = Ом-1) [ρ] = Ом.м;

  12. Зависимость удельного сопротивления проводников от температуры ( [t] = °C ) ρ 0 273 Т, K

  13. Зависимость удельного сопротивления ρ от абсолютной температуры Tв области низких температур

  14. Тема 3.4. Постоянный электрический ток 3.4.4. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме Ленц Эмилий Христианович (1804 – 1865) Джоуль (Joule) Джеймс Прескотт (1818 – 1889)

  15. Е vТ vдр Объемная плотность тепловыделения: - закон Джоуля – Ленца в дифференциальной форме

  16. Тема 3.4. Постоянный электрический ток 3.4.5. Закон Джоуля-Ленца для однородного проводника. Работа и мощность тока

  17. φ2 I φ1 - φ2 = U φ1 S l E закон Джоуля - Ленца

  18. Работа тока φ1 - φ2 = U I φ2 Мощность тока φ1 Ватт (Watt) Джеймс (1736 – 1819) [P] = А.В = Вт

  19. Тема 3.4. Постоянный электрический ток 3.4.6. Закон Ома для полной цепи

  20. ЭДС: Ток Ток Е Fкул Fстор – – + +

  21. внутренне сопротивление источника r I Астор= I Δt R = I R + r2 R Работа сторонних сил: Работа сторонних сил: Q= I2 R Δt + r2 R Δt По закону Джоуля - Ленца: Астор= Q Согласно закону сохранения энергии: Следовательно:

  22. внутренне сопротивление источника r I R = I R + r2 R Закон Ома для полной цепи:

More Related