Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Энергия заряженного проводника. Энергия электрического поля.
Заряд проводника образуется точечными зарядами qi. Они находятся в эл.поле, потенциал которого равен фиi. Энергия системы этих зарядов W=1/2* W=q*φ/2=C*φ^2/2=q^2/2C Для конденсатора энергия состоит из суммы энергий положительной и отрицательной пластин W= q*φ+/2+ (-q)*φ-/2=q*U/2 Для плоского конденсатора C=ε*ε0*S/d. Т.к. U=E*d, то W=C*U^2/2=ε*ε0*S*E2*d2 / (2*d)= ε*ε0*E2 /2 * S*d, где S*d=V – энергия поля Получили выражение для W, не содержащее заряда, а только напряжённость поля,à полученное выражение для W дат энергию эл.поля, возникшего между обкладками конденсатора в результате зарядки. Плотность энергии эл.поля ω=ε*ε0*E2 / 2 = (E(à),D(à))/2 Энергия заряженного конденсатора сосредоточена в его электрическом поле.
Электрический ток. Уравнение непрерывности.
Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике. Чтобы он возник, следует предварительно создать электрическое поле, под действием которого вышеупомянутые заряженные частицы придут в движение. Для существования эл тока необходимо 1)Наличие носителей тока (зарядов, способных перемещаться по объёму тела) 2)Ненулевое поле внутри проводника Кол-венная хар-ка эл.тока – сила тока – заряд, переносимый через выбранную поверхность в ед времени I= dq/dt J – вектор плотности тока. По модулю равен силе тока через элементарную площадку dS, перпендикулярную направлению движения носителей тока делить на величину этой площади, т.е. j=dI/dS Направление совпадает с напралением вектора скорости упорядоченного движения положительных носителей тока. Сила тока является потоком вектора плотности тока. Если пов-сть S замкнута, то эта величина даст убыль заряда внутри охваченного S объёма в единицу времени. Можно написать: Получим ур-ие непрерывности для тока. Оно отражает закон сохранения заряда. Левую сторону ур-ия перепишем, воспользовавшись т.Остр-Гаусса: =-d/dt * = dV. В силу произвольности выбора пов-сти S и V следует положить равенство подынтегральных выражения (набла, j)=- . Если токи стационарны, т.е. не зависят от времени, то =0à divj=0. Пусть в проводнике сущ. носители тока е+ и е-. Перенос зарядов через S происходит в противоположном движении, т.е. . Условно можно считать, что происходит движение зарядов –е- со скоростью - , поэтому сила тока определяется, как I=dq+/dt + |dq-|/dt. Запишем j через скорость и концентрацию: РИСУНОК
За время dt через dS_|_ пройдут все положительные носители тока, находящиеся в выделенном цилиндре. Заряд, прошедший через dS_|_, dq+=e+*dN+=e+*n+*(U+)dt*dS_|_, где n+ - концентрация положительных носителей токаà|j+|=dq+/(dt*dS_|_)=e+*n+*U+=ρ+*U+. Итак, = (e+*n+*U+)+ e-*n-*U- ЭДС. ЗАКОНЫ ОМА Для существования тока в проводнике необходимо наличие ненулевого эл.поля. Оно создаётся за счёт некоторого распределения заряда вследствие движения положит.носителей из точек с большим потенциалом в точки с меньшим. Поле быстро исчезает, и ток прекращается. Для его поддержания необходимо существование сил неэлектростатического происхождения, которые переносили бы положительные носители из точек с меньшим φв точки с большим. РИСУНОК Эти силы называют сторонними, т.к. они имеют эл/магн природу, так же они пропорциональны переносимому заряду. =q* . Количественной характеристикой их является совершаемая ими работа на некотором участке цепи, отнесённая к величине переносимого заряда – ЭДС ЭДС1,2 = Астор /q = Электродвижущая сила (ЭДС) — физическая величина, характеризующая работу сторонних сил в источниках постоянного или переменного тока. На участке цепи действует сила =q* +q* . Она характ. падением напряжения U12= = )+ . Итак, U12=φ1-φ2+ε12. Для замкнутой цепи U=ε. Для однородных металлич. проводников в отсутствие магн.поля выполняется Закон Ома I=U/R=G*U. Если проводник цилиндрический, то R=ρ*l/S, σ=1/ρ- удельная проводимость. Выделим в проводнике цилиндр объём dl*dS_|_, образующие которого || . РИСУНОК I= *dS_|_; U= φ1-φ2=E*dl; R= ρ*dl/dS_|_; j*dS_|_=E*dl/(ρ*dl) *dS_|_--> j=E/ ρ=σ* – закон Ома в дифф.форме. Если действуют сторонние силы, то следует написать: заряды движ. за счёт эл.поля и стор.сил: =(1/ρ)*( + |*dl скалярно, j=I/S_|_ | à = ( + ; dl = à I*R=U12= φ1-φ2+ ε12 – закон Ома для неоднородного участка цепи. Для замкнутой цепи I*R= ε, φ1=φ2. Пусть по цепи протекает постоянный ток I, за время t переносится заряд q=I*t на некотором участке цепи 1-2, силы эл/стат поля и сторонние совершают работу А12=q*U12=I*U12*t, называемая работой тока. Мощность P=I*U12. Эта работа идёт на увеличение внутренней энергии проводника, хим.реакции, на работу по перемещению проводника. Если проводник однороден и неподвижен, то вся работа тока идёт на нагревание. Согласно экспериментальному закону, количество теплоты, выделяющейся при прохождении тока, =I^2*R*t – закон Джоуля-Ленца. В случае однородного неподвижного проводника выполняется закон Ома. Для небольшого цилиндрического проводника I=j*dS_|_, R=ρ*dl/dS_|_, Q=j^2*(dS_|_)^2* ρ*dl/ (dS_|_)= ρ* j^2*dV*t. Удельная тепловая мощность Q= ρ* j^2
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-01; просмотров: 177; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 52.205.159.48 (0.013 с.) |