73708

Поле проводника с постоянным током

Лекция

Физика

Из условия стационарности делаем вывод что цепь постоянного тока замкнута. Рассмотрим проводник тока малый настолько что его можно считать трубкой тока. Выберем положительное направление обхода в направлении потока тока. произведение алгебраической величины тока на сопротивление равна разности потенциалов и ЭДС сторонних сил.

Русский

2014-12-19

70.5 KB

0 чел.

Лекция №11.

Поле проводника с постоянным током – стационарно, а следовательно потенциально, так же как и статическое.

Проводник с постоянным током не эквипотенциален. В отличие от статического поля поле внутри проводника отлично от нуля.

Если сила, действующая на заряд в проводнике, мало изменяющаяся – то это регулярная сила.

При постоянном поле скорость дрейфа также постоянна. Дрейфовая скорость определяется величиной регулярных сил действующих на объект. Сама эта скорость – установившаяся скорость. Заряд движется с  под действием регулярной силы  и сил возникающих при хаотическом движении.

Сторонние силы. Закон Ома для неоднородного участка цепи.

Из условия стационарности  делаем вывод, что цепь постоянного тока замкнута. Рассмотрим проводник тока, малый настолько, что его можно считать трубкой тока.

В точках 1 и 2 потенциалы соответственно  и , пусть . На участке 1-a-2 течет однородный ток. Т.к.поле  - потенциально то его силовые линии должны иметь начало и конец.

На участке2-b-1 должна появиться некоторая регулярная дополнительная сила. Такие силы, отличные от электростатических, называют сторонними. Для данных сил можно ввести аналог напряжённости:

;  - напряжённость сторонних сил.

- закон Ома для неоднородного участка цепи.

Выберем положительное направление обхода в направлении потока тока. Домножим закон Ома для неоднородного участка цепи на .

Тогда

;

;

;

- алгебраическая величина.

Откуда

Т.е. произведение алгебраической величины тока на сопротивление равна разности потенциалов и ЭДС сторонних сил.

Совершим полный оборот по всему проводнику 1-a-2-b-1, тогда

.

.

Разветвлённые электрические цепи. Правила Кирхгофа.

Узел – точка, где сходится более двух проводников.

Ветвь – любой участок цепи без узлов.

Контур – некоторая система проводников, такая что в каждом узле  контуру принадлежит лишь два проводника. Элементарный контур – тот которые нельзя разбить на отдельные контура.

Правила Кирхгофа:

  1.  Алгебраическая сумма токов входящих и выходящих из узла ровна нулю.
  2.  Сумма произведений алгебраических токов во всех ветвях данного контура на соответствующие сопротивления равна алгебраической сумме ЭДС содержащихся в этом контуре.

Первое правило Кирхгофа непосредственно следует из закона сохранения заряда во времени. Второе правило Кирхгофа следует из закона Ома для неоднородного участка цепи.

Работа и мощность в цепях постоянного тока.

Рассмотрим однородный участок цепи (нет сторонних сил). Тогда

.

- Джоулево тепло в проводнике.

- мощность генерации тепла.

Пусть проводник мал настолько, что его можно считать трубкой тока, тогда

.

Можно ввести тепловую мощность генерируемую в единице объема (удельную теплоту):

.