Студопедия — Электрический ток
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Электрический ток






 

Проводящая среда характеризуется, как известно, наличием свободных заряженных частиц. Если в проводящей среде создано электрическое поле напряженностью , то заряды приходят в упорядоченное движение, т.к. электрическое поле действует на каждый заряд с определенной силой:

 

. (1.12)

Формула (1.12) показывает, что при положительном заряде q векторы и являются сонаправленными. В случае отрицательного заряда векторы и направлены в противоположные стороны.

Если на тело действует сила, то оно приобретает ускорение, величина и направление которого определяется вторым законом Ньютона:

 
 


, (1.13)

где – ускорение, – действующая сила, m – масса тела.

Таким образом, в проводящей среде свободные заряды под действием напряженности электрического поля приходят в упорядоченное движение, т.е. возникает электрический ток.

Электрический ток – это направленное движение зарядов. Для описания электрического тока вводят характеристики силы и плотности тока.

Сила тока – это заряд, протекающий в единицу времени через поперечное сечение проводника. Обозначается сила тока I и определяется формулой

 
 


. (1.14)

 

Сила тока I является скалярной величиной и измеряется в амперах

, (1.15)

т.е.

.

Для характеристики интенсивности движения зарядов и учета направления их движения ввели понятие объемной плотности электрического тока или часто говорят о плотности тока.

Плотность электрического тока – это векторная величина, направленная вдоль напряженности электрического поля и численно равная отношению силы тока к размеру площади поверхности, через которую он протекает. Плотность электрического тока определяется формулой

 

, (1.16)

где – плотность тока, – единичный вектор, DI – сила тока, DS – площадь поверхности. Единицей измерения плотности тока является ампер на квадратный метр:

. (1.17)

В общем случае плотность тока неодинакова в разных точках пространства и является векторной функцией координат, т.е.

. (1.18)

Характеристики электрического поля, т.е. сила и плотность тока, связаны между собой. Такая связь выражается формулой

, (1.19)

где I – сила тока, протекающая через поверхность S, – плотность тока, – направленная элементарная площадка площадью dS.

Заметим, что ориентацию элементарной площадки dS учитывают с помощью единичного нормального вектора, проведенного к площадке (рис. 1.1).

 

 

Рис. 1.1. Нормаль, проведенная к элементарной площадке

 

Поэтому вектор определяется формулой

 

. (1.20)

В формуле (1.19) произведение представляет собой поток вектора плотности тока, проходящего через указанную поверхность

. (1.21)

Иными словами, электрический ток есть поток вектора плотности тока. Добавим, что электрический ток, обусловленный направленным движением реальных заряженных частиц, называется током проводимости.

По способности проводить электрический ток все среды классифицируют на проводники, диэлектрики и полупроводящие среды.

Проводники характеризуются способностью проводить электрический ток. Для характеристики проводящей среды ввели понятие удельной проводимости s, которая зависит от физических свойств материала, температуры. Удельная проводимость измеряется в сименсах на метр ();

.

Диэлектрики не проводят электрический ток. Полупроводящая среда одновременно обладает свойствами и проводника, и диэлектрика.

Проводящей средой могут быть твердые тела, жидкости и газы. К проводникам в виде твердого тела относят металлы, в которых свободными зарядами являются свободные электроны. К жидкостям, проводящим электрический ток, относят кислоты, растворы солей, щелочи. В них свободными заряженными частицами являются ионы: положительные и отрицательные. В газах, при соответствующих условиях, проводят ток и ионы, и электроны.

Для конкретной точки проводящей среды связь между векторами напряженности электрического поля и плотности тока выражается законом Ома в дифференциальной форме:

, (1.22)

где – плотность тока, s – удельная проводимость, – напряженность электрического поля.

Из формулы (1.22) видно, что вектор плотности электрического поля сонаправлен с вектором напряженности электрического поля, т.к. удельная проводимость вещества является положительной величиной.

 







Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 630. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Индекс гингивита (PMA) (Schour, Massler, 1948) Для оценки тяжести гингивита (а в последующем и ре­гистрации динамики процесса) используют папиллярно-маргинально-альвеолярный индекс (РМА)...

Методика исследования периферических лимфатических узлов. Исследование периферических лимфатических узлов производится с помощью осмотра и пальпации...

Роль органов чувств в ориентировке слепых Процесс ориентации протекает на основе совместной, интегративной деятельности сохранных анализаторов, каждый из которых при определенных объективных условиях может выступать как ведущий...

Подкожное введение сывороток по методу Безредки. С целью предупреждения развития анафилактического шока и других аллергических реак­ций при введении иммунных сывороток используют метод Безредки для определения реакции больного на введение сыворотки...

Принципы и методы управления в таможенных органах Под принципами управления понимаются идеи, правила, основные положения и нормы поведения, которыми руководствуются общие, частные и организационно-технологические принципы...

ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ САМОВОСПИТАНИЕ И САМООБРАЗОВАНИЕ ПЕДАГОГА Воспитывать сегодня подрастающее поколение на со­временном уровне требований общества нельзя без по­стоянного обновления и обогащения своего профессио­нального педагогического потенциала...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия