Постоянный электрический ток.
Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц.
Сила тока I – физическая величина, численно равная заряду, проходящему через поперечное сечение проводника в единицу времени.
Плотность тока j – физическая величина, численно равная току, проходящему через единицу площади поперечного сечения, перпендикулярного направлению тока.
Электродвижущая сила (ЭДС) источника – физическая величина, численно равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда.
Напряжением U на участке 1 – 2 называется физическая величина, численно равная суммарной работе электростатических (кулоновских) и сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда на данном участке цепи, то есть
.
Если на участке цепи не действуют источники ЭДС (отсутствуют сторонние силы), то напряжение равно разности потенциалов.
Сопротивление проводника определяется его размерами и формой, а также материалом, из которого он изготовлен. Для однородного линейного проводника
, где r - удельное сопротивление материала, ℓ - длина проводника, S – площадь поперечного сечения.
Сопротивление зависит от температуры R=R0(1+at),
R0 – сопротивление при 0°С, a - температурный коэффициент сопротивления.
Сопротивление последовательно соединенных проводников
Сопротивление параллельно соединенных проводников
Закон Ома для участка цепи (не содержащего ЭДС): сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.
Закон Ома может быть записан в дифференциальной форме j=sЕ
j – плотность тока, s=1/r - удельная проводимость, Е – напряженность электрического поля в проводнике.
Закон Ома для неоднородного участка цепи
I – ток на участке цепи АВ, если выбранное направление тока совпадает с выбранным направлением (от А к В), то он берется со знаком «+», если не совпадает, то с «-».
- разность потенциалов между точками А и В
- э.д.с. , действующая на участке АВ, она положительна, если способствует движению зарядов в выбранном направлении
R – сопротивление участка АВ
Закон Ома для замкнутой цепи
, R – внешнее сопротивление, r – внутреннее сопротивление источника, ε – ЭДС действующая в цепи.
Для расчета разветвленных цепей применяют правила Кирхгофа.
Узел – место соединения трех и более проводников.
Первое правило Кирхгофа: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле равна нулю. При этом токи, подходящие к узлу и выходящие из него имеют разные знаки.
Второе правило Кирхгофа: в любом замкнутом контуре цепи алгебраическая сумма произведений токов на сопротивления соответствующих участков контура равна алгебраической сумме ЭДС, действующей в контуре.
При этом, произведение тока на сопротивление считается положительным, если направление тока совпадает с выбранным направлением обхода. ЭДС считается положительным, когда обхода совершается в сторону повышения потенциала, то есть от отрицательной пластины к положительной.
Работа тока
Мощность тока
Закон Джоуля-Ленца
