Постоянный электрический ток. Электромагнетизм

Постоянный электрический ток

Законы постоянного тока. Законы Ома, закон Джоуля – Ленца

Сила тока – скалярная физическая величина, численно равная заряду, переносимому через поперечное сечение проводника в единицу времени.

Плотность тока – векторная величина. Её модуль численно равен величине заряда, протекающего через единицу поперечного сечения проводника за единицу времени. Направлен вектор  в сторону направленного движения положительных зарядов на данном участке проводника.

Сопротивление участка проводника равно

где p – удельное сопротивление материала проводника; l – длина проводника; S – площадь поперечного сечения проводника.

Удельное сопротивление зависит от температуры следующим образом:

p = p₀ (1 + α t),

где p₀ – удельное сопротивление материала проводника при 0⁰С (его численное значение можно взять из справочников или оно приводится в задаче); α – температурный коэффициент сопротивления.

– это определение температурного коэффициента сопротивления.

Расчет сопротивления участка цепи при параллельном и последовательном соединении отдельных проводников

(параллельное соединение)       (последовательное соединение)

Однородным является участок цепи, на котором работу по перемещению зарядов совершают только электрические силы, т.е. на участке нет ЭДС.

Закон Ома для однородного участка цепи:

Закон Ома для полной цепи (или замкнутой цепи):

    

Закон Ома в дифференциальной форме:

где σ – удельная проводимость проводников;

p – удельное сопротивление проводников.

Закон Ома для неоднородного участка цепи (участок содержит ЭДС):

а) Если φ₁ > φ₂ и  φ +  > φ_- , то в этом случае φ₁ - φ₂ = IR + ε  или U = (φ₁ - φ₂) - ε

б) Если φ₁ > φ₂ и  φ - < φ₊, тогда φ₁ - φ₂ = IR - ε. При таком включении ЭДС падение напряжения на всем участке U = (φ₁ - φ₂) + ε

Работа электрического тока на участке цепи с сопротивлением R определяется следующим образом

Мощность тока равна