Физика Примеры решения задач Астрономия Физика атома Цепная ядерная реакция деления Проблемы развития атомной энергетики Закон Ампера Магнитные моменты атомов Намагниченность вещества

Электрический ток в металлах.

Модель металлического тела:

кристаллическая решетка, в узлах которой находятся положительные ионы;

между ионами - свободные электроны («электронный газ»)

Электрический ток в металлах - упорядоченное движение свободных электронов.

Скорость движения электронов в металлах » 1 мм/с

Скорость распространения электрического поля 3´108 м/с

Скорость распространения тока - скорость распространения электрического поля.

Действия электрического тока.

Судить о наличии электрического тока можно только по его действиям:

тепловое (исключение - сверхпроводники)

химическое (исключение - например, металлы)

магнитное (исключений нет)

Направление электрического тока.

За направление тока условно принято направление, по которому двигались бы в проводнике положительно заряженные частицы.

Сила тока. Единица измерения силы тока.

Сила тока - мера интенсивности электрического тока.

Сила тока - физическая величина, равная отношению электрического заряда, протекшего через поперечное сечение проводника, ко времени его протекания.

За единицу измерения силы тока принимают такую силу тока, при которой отрезки прямых параллельных проводников длиной по 1м на расстоянии в 1м взаимодействуют с силой 2´10-7 Н. Единица называется Ампéр [А].

Единица измерения заряда, 1Кулон, равен электрическому заряду, протекающему через поперечное сечение проводника при силе тока в 1А за время 1с.

Амперметр. Измерение силы тока.

Гальванометр: прибор для определения интенсивности магнитного действия тока (смотри рисунок):

При протекании тока магнитная стрелка «пытается» развернуться перпендикулярно току, но пружина противодействует этому повороту. Поэтому, чем больше ток, тем больше угол поворота стрелки.

Амперметр: гальванометр, градуированный в амперах.

Правила включения в цепь:

амперметр не должен изменять силу тока в цепи;

амперметр включают последовательно с тем прибором, силу тока в котором хотят измерить;

«плюс» соединяют с «плюсом», а «минус» с «минусом»;

В последовательной цепи сила тока везде одинакова.


Электрическое напряжение.

Электрическое напряжение - мера интенсивности электрического поля.

Электрическое напряжение - энергетическая характеристика поля.

Электрическое напряжение между двумя точками электрического поля есть физическая величина, равная отношению работы сил электрического поля по перемещению электрического заряда из точки в другую к величине этого заряда.

Работа сил электрического поля по перемещению заряженных частиц вдоль данного участка цепи называется работой электрического тока на этом участке цепи.

Электрическое напряжение на данном участке цепи равно отношению работы тока на данном участке к заряду, протекшему по этому участку.

§40. Единицы измерения напряжения.

Напряжение измеряется в Вóльах [В].

1В - напряжение на участке цепи, при котором работа тока на этом участке при перемещении по нему заряда в 1Кл равна 1Дж.

1В = 1Дж / 1Кл

Вольтметр. Измерение напряжения.

Вольтметр - прибор для измерения напряжения на участке цепи.

Вольтметр - гальванометр (смотри §38), градуированный в вольтах и устроенный так, чтобы ток через него был как можно меньше.

Правила включения в цепь:

вольтметр включают параллельно тому участку цепи, напряжение на котором хотят измерить;

«плюс» соединяют с «плюсом», а «минус» с «минусом»;

Зависимость силы тока от напряжения.


Чем больше электрическое напряжение, тем интенсивнее электрическое поле.

ß


Чем интенсивнее электрическое поле, тем больше должна быть сила тока.

ß


Сила тока должна зависеть от напряжения, причем

чем больше напряжение, тем больше сила тока.

 Схема устройства для определения зависимости тока от напряжения:

увеличивая количество источников тока мы одновременно измеряем напряжение и ток на участке цепи АБ.

Результат: Сила тока на участке цепи пропорциональна напряжению на его концах. 

Постоянный электрический ток, его характеристики и условия существования. Классическая электронная теория электропроводности металлов. Вывод закона Ома в дифференциальной форме из электронных представлений. Обобщенный закон Ома в интегральной форме. Разность потенциалов, электродвижущая сила, напряжение. Границы применимости закона Ома.
Основные положения квантовой механики