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

Теоретична частина. 1. Електричним струмом називається спрямований рух електричних зарядів





 

1. Електричним струмом називається спрямований рух електричних зарядів. Електричний струм в металах – це рух електронів провідності. У провідних розчинах (електролітах) рухливими зарядами є іони. У газах заряди переносять іони та електрони.

Для кількісної характеристики електричного струму використовують дві величини – силу струму та його густину.

Якщо за рівні проміжки часу через будь-який переріз провідника проходить однакова кількість електричних зарядів, сила струму I = dq/dt – величина стала. Коли струм змінюється у часі, I = dq/dt ≠ const. Сила струму – це скалярна величина, в системі СІ вона вимірюється в амперах (А). Використовують також міліампери (mA) та мікроампери (µA).

Якщо струм розподілений по перетину провідника S нерівномірно, для його характеристики використовують густину струму j. Густина струму – це відношення j = dІ/dS, де dS – площина ділянки, перпендикулярної до напряму струму, dI – струм, який проходить крізь неї.

Силу струму крізь певну поверхню S знаходять інтегруванням:

.

Якщо струм розподілений рівномірно на поверхні S, густина струму j = I/S = const. Густина струму – векторна величина, в СІ вона вимірюється в амперах на квадратний метр (А/м2). Густину заряду j можна визначити через концентрацію зарядів n, величину заряду q та його швидкість v:

j = qnv.

2. Якщо стан провідника залишається незмінним (температура, густина і т. д.), то існує залежність між напругою U, прикладеною до ділянки провідника, та струмом крізь неї:

U = I / R (7.1)

Це закон Ома для ділянки кола в інтегральній формі. Закон Ома в диференційній формі має вигляд j = σE, тобто густина струму j у провіднику прямо пропорційна до напруженості Е електричного поля в ньому; σпитома провідність провідника. Закон Ома для повного кола:

де ε – це ЕРС джерела струму, R – зовнішній опір кола, r – внутрішній опір джерела струму.

При проходженні струму крізь провідник останній нагрівається. Кількість теплової енергії у провіднику пропорційна до його опору, квадрату сили струму та часу:

Q = RI2t. (7.2)

Якщо сила струму змінюється з часом, то

(7.3)

Співвідношення (7.2) та (7.3) відтворюють закон Джоуля-Ленца.

Кількість теплоти Q, яка утворюється за одиницю часу в одиниці об'єму провідника, називається питомою потужністю ω струму. Закон Джоуля-Ленца можна записати у вигляді

ω = jE = σE2.

3. Прості електричні кола уявляють собою один замкнутий контур. Розрахунок розгалужених кіл значно спрощується, якщо користуватися законами Кирхгофа.

За першим законом алгебраїчна сума струмів, які сходяться у вузлі, дорівнює нулю (рис. 7.1). Для вузла А I1 + I2 – I3 = 0.

За другим законом, сума падіння напруги на ділянках контуру дорівнює сумі ЕРС. Для контуру І

I1R1 – I2R2 = ε1 – ε2,

для контуру ІІ

I2R2 + I3R3= ε3 + ε2.

 

Рисунок 7.1

 

Опір провідників прямо пропорційний їх довжині l та обернено пропорційний площині їх поперечного перерізу S

(7.4)

де ρпитомий опір провідника.

Провідники у електричному колі можуть бути з'єднанні послідовно або паралельно. При послідовному з'єднанні провідників (рис. 7.2) струм крізь опори має однакову величину.

 

Рисунок 7.2

 

Падіння напруги на кожному опорі

U1 = IR1; U2 = IR2; U3 = IR3.

Якщо додати праві і ліві частини рівнянь, то одержимо:

U1 + U2 + U3 = I(R1 + R2 + R3)

Звідки випливає, що для будь-якої кількості послідовно з’єднаних опорів загальний опір

R = R1 + R2 + … + Rn (7.5)

У разі паралельного з'єднання опорів загальний струм розподіляється на струми I1, I2,…I n. Розглянемо паралельне з'єднання трьох провідників (рис. 7.3).

 

Рисунок 7.3

 

Падіння напруги на кожному опорі однакове:

 

U1 = U2 = U3 = U.

I = I1 + I2 + I3; I1 = U1 / R1; I2 = U2 / R2; I3 = U3 / R3 è

 

 

У загальному випадку опір паралельного з’єднання знаходять за формулою







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 421. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...


Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...


Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...


ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Виды нарушений опорно-двигательного аппарата у детей В общеупотребительном значении нарушение опорно-двигательного аппарата (ОДА) идентифицируется с нарушениями двигательных функций и определенными органическими поражениями (дефектами)...

Особенности массовой коммуникации Развитие средств связи и информации привело к возникновению явления массовой коммуникации...

Тема: Изучение приспособленности организмов к среде обитания Цель:выяснить механизм образования приспособлений к среде обитания и их относительный характер, сделать вывод о том, что приспособленность – результат действия естественного отбора...

Билет №7 (1 вопрос) Язык как средство общения и форма существования национальной культуры. Русский литературный язык как нормированная и обработанная форма общенародного языка Важнейшая функция языка - коммуникативная функция, т.е. функция общения Язык представлен в двух своих разновидностях...

Патристика и схоластика как этап в средневековой философии Основной задачей теологии является толкование Священного писания, доказательство существования Бога и формулировка догматов Церкви...

Основные симптомы при заболеваниях органов кровообращения При болезнях органов кровообращения больные могут предъявлять различные жалобы: боли в области сердца и за грудиной, одышка, сердцебиение, перебои в сердце, удушье, отеки, цианоз головная боль, увеличение печени, слабость...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2025 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия