Закон Ома в дифференциальной форме
Рассмотрим малый элемент проводящей среды, по которой протекает постоянный ток.
Получим закон Ома в дифференциальной (локальной) форме:
Закон Джоуля – Ленца
Согласно закону сохранения энергии, работа тока равна изменению энергии участка цепи. Если проводник неподвижен, не происходит химических реакций, и отсутствуют иные потери энергии, то вся работа тока расходуется на выделение в нём тепла 
. В этом случае справедлив закон Ома 
, и мы приходим к важному соотношению.
Количество теплоты Q, выделяемое в проводнике при протекании по нему постоянного тока, определяется законом Джоуля – Ленца:
Закон Джоуля – Ленца в дифференциальной форме
Выделим «физически бесконечно малый» элемент проводящей среды.
Выразим удельную мощность тепловыделения w – т.е. количество теплоты, выделяющееся «в единицу времени и в единице объёма» проводящей среды:
Локальный характер этого соотношения означает, что все величины в левой и правой части равенства относятся к определённой точке.
13. Закон Ома и Джоуля-Ленца для однородного участка цепи (в интегральной форме). Правила Кирхгофа.
Закон Ома для однородного участка цепи (без ЭДС) гласит:
Сила тока прямо пропорциональна разности потенциалов между концами однородного участка цепи.
Коэффициент пропорциональности Λ называется проводимостью, а величина обратная ему «электрическим сопротивлением» участка цепи R.
|
|
|
Закон Ома: 
Для участка однородного проводника простой цилиндрической формы длины l с площадью поперечного сечения S электрическое сопротивление R равно
Здесь ρ – удельное сопротивление материала проводника.
Закон Джоуля – Ленца
Согласно закону сохранения энергии, работа тока равна изменению энергии участка цепи. Если проводник неподвижен, не происходит химических реакций, и отсутствуют иные потери энергии, то вся работа тока расходуется на выделение в нём тепла . В этом случае справедлив закон Ома , и мы приходим к важному соотношению.
Количество теплоты Q, выделяемое в проводнике при протекании по нему постоянного тока, определяется законом Джоуля – Ленца:
Правила Кирхгофа
Из закона сохранения заряда для постоянных токов следует первое правило Кирхгофа (правило узлов): алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю.
Условно считают силы токов, «входящих» в узел, положительными величинами, а «выходящих» из узла – отрицательными.
Из закона Ома для неоднородных участков цепи ( 
) следует второе правило Кирхгофа (правило контуров): алгебраическая сумма произведений сил токов на полные сопротивления в неразветвлённых участках контура равна алгебраической сумме ЭДС, действующих в контуре.
|
|
|
Знаки произведений сил токов на полные сопротивления 
и ЭДС источников 
считаются положительными, если направление токов и ЭДС совпадает с направлением обхода контура.
14. Источники тока. ЭДС. Закон Ома для неоднородного (содержащего ЭДС) участка цепи. Правила Кирхгофа.
(Опр.) Величина, равная отношению работы сторонних сил по перемещению заряда в цепи к величине этого заряда, называется электродвижущей силой (ЭДС) источника тока (ε):
Обычно сторонние силы действуют только на отдельных участках цепи в устройствах, которые называются источниками тока. Конструкция гипотетического источника тока предполагает наличие «бесконечной ленты» транспортёра, «перебрасывающего» «поступающие» из внешней цепи на положительный «полюс» источника тока электроны обратно на «отрицательный» полюс. Заряды внутри источника движутся, таким образом, против сил электростатического поля! Тем самым и создаётся «запас работы», благодаря механической работе сторонних сил Аст = Амех – приводные валики транспортёра необходимо вращать.
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 209; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!