Закон Ома. Постоянный электрический ток

Постоянный электрический ток

Краткие теоретические сведения

1. Сила тока определяется по формуле

· .

· Для постоянного тока ,

где – заряд, прошедшей через поперечное сечение проводника за время .

2. Если ток постоянный,

плотность тока во всем сечении однородного проводника не изменяется ,

где – площадь поперечного сечения проводника.

Закон Ома

· для однородного участка цепи имеет вид: ,

где – разность потенциалов (напряжение) на концах участка; – сопротивление.

· Для неоднородного участка цепи этот закон записывается так:

,

где – ЭДС источника тока на этом участке; – внутреннее сопротивление источника;

– внешнее сопротивление цепи; – падение напряжения на участке 1-2.

· Для замкнутой цепи .

4. Сопротивление цилиндрического однородного проводника равно ,

где – удельное сопротивление; – удельная проводимость;

– длина; S – площадь поперечного сечения проводника.

5. Удельное сопротивление металлических проводников зависит от температуры в первом приближении следующим образом ,

где – удельное сопротивление при 0° С; – температурный коэффициент сопротивления.

6. Сопротивление соединений проводников:

· при последовательном соединении ;

· при параллельном соединении .

7. Работа, производимая электрическими силами на участке цепи, концы которого имеют разность потенциалов , при силе тока в течение времени .

8. Работа постоянного электрического тока на участке цепи определяется формулой

.

9. Полная мощность, выделяемая в цепи, .

10. Для разветвленных цепей выполняются два правила Кирхгофа:

1. – алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю;

2. – алгебраическая сумма падений напряжения на участках замкнутого контура (произведений сил токов на сопротивления этих участков) равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре.

При применении правил Кирхгофа на схеме произвольно указываются стрелками направления токов на соответствующих участках цепи. При обходе контура в произвольном направлении положительными считаются те токи, направления которых совпадают с направлением обхода, отрицательными – те, направления которых противоположны направлению обхода.

Положительными электродвижущими силами считаются такие, которые повышают потенциал в направлении обхода (при обходе приходится идти внутри источника тока от «–» к «+»).

11. Закон Ома в дифференциальной форме имеет вид .

12. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме записывается ,

где w – удельная тепловая мощность тока.

13. Плотность тока в металле равна ,

где – средняя скорость упорядоченного движения носителей заряда; е – заряд носителя; п – концентрация носителей.

14. Сопротивление сплошной однородной среды определяется формулой: ,

где С – емкость конденсатора, обкладками которого являются электроды при условии, что материала электродов много больше удельной электропроводности среды.