Постоянный электрический ток |
Электрический ток
Скачать презентацию |
||
<< Классическая электродинамика | Постоянный ток >> |
Автор: Кузнецов. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока физики, скачайте бесплатно презентацию «Постоянный электрический ток.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 127 КБ.
Скачать презентациюСл | Текст | Сл | Текст |
1 | Лекция 10. ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК. 10.1. Причины | 17 | Сила тока является скалярной величиной и алгебраической, а |
электрического тока. 10.2. Плотность тока. 10.3. Уравнение | знак определяется выбором направления нормали к поверхности S. | ||
непрерывности. 10.4. Сторонние силы и Э. Д. С. | 18 | 10.3. Уравнение непрерывности. Представим себе, в некоторой | |
2 | 10.1. Причины электрического тока. Заряженные объекты | проводящей среде, где течет ток, замкнутую поверхностьS. Для | |
являются причиной не только электростатического поля, но еще и | замкнутых поверхностей векторы нормалей, а следовательно, и | ||
электрического тока. В этих двух явлениях, есть существенное | векторы принято брать наружу, поэтому интеграл дает заряд, | ||
отличие: Для возникновения электростатического поля требуются | выходящий в единицу времени наружу из объема V, охваченного | ||
неподвижные, каким-то образом зафиксированные в пространстве | поверхностью S. | ||
заряды. Для возникновения электрического тока, требуется наличие | 19 | Мы знаем, что плотность постоянного электрического тока | |
свободных, не закрепленных заряженных частиц, которые в | одинакова по всему поперечному сечению S однородного проводника. | ||
электростатическом поле неподвижных зарядов приходят в состояние | Поэтому для постоянного тока в однородном проводнике с | ||
упорядоченного движения вдоль силовых линий поля. Упорядоченное | поперечным сечением S сила тока: (10.3.1). | ||
движение свободных зарядов вдоль силовых линий поля - | 20 | Из этого следует, что плотности постоянного тока в различных | |
электрический ток. | поперечных сечениях 1 и 2 цепи обратно пропорциональны площадям | ||
3 | Распределение напряженности Е и потенциала ? | S1 и S2 этих сечений : | |
электростатического поля связано с плотностью распределения | 21 | Пусть S – замкнутая поверхность, а векторы всюду проведены | |
зарядов ? в пространстве уравнением Пуассона: И Где - объемная | по внешним нормалям Тогда поток вектора сквозь эту поверхность S | ||
плотность заряда. | равен электрическому току I, идущему вовне из области, | ||
4 | Если заряды неподвижны, т. е. распределение зарядов в | ограниченный замкнутой поверхностью S. Следовательно, согласно | |
пространстве стационарно, то ? не зависит от времени, в | закону сохранения электрического заряда, суммарный электрический | ||
результате чего и Е, и ? являются функциями только координат, но | заряд q, охватываемый поверхностью S, изменяется за время на , | ||
не времени. Поэтому поле и называется электростатическим. | тогда в интегральной форме можно записать: . (10.3.3). | ||
5 | Наличие свободных зарядов приводит к тому, что ? становится | 22 | В интегральной форме можно записать: Это соотношение |
функцией времени, что порождает изменение со временем и | называется уравнением непрерывности. Оно является, по существу, | ||
характеристик электрического поля, появляется электрический ток. | выражением закона сохранения электрического заряда. | ||
Поле перестает быть электростатическим. | Дифференциальная форма записи уравнения непрерывности. | ||
6 | Количественной мерой тока служит I - заряд, перенесенный | 23 | В случае постоянного тока, распределение зарядов в |
через заданную поверхность S (или через поперечное сечение | пространстве должно оставаться неизменным: следовательно, | ||
проводника), в единицу времени, т.е.: (10.1.3). | (10.3.5) это уравнение непрерывности для постоянного тока (в | ||
7 | Если, однако, движение свободных зарядов таково, что оно не | интегральной форме). | |
приводит к перераспределению зарядов в пространстве, то есть к | 24 | Линии в случае постоянного тока нигде не начинаются и нигде | |
изменению со временем плотности зарядов ?, то в этом частном | не заканчиваются. Поле вектора не имеет источника. В | ||
случае электрическое поле – снова статическое. Этот частный | дифференциальной форме уравнение непрерывности для постоянного | ||
случай есть случай постоянного тока. Ток, не изменяющийся по | тока: | ||
величине со временем – называется постоянным током (10.1.4) - | 25 | Если ток постоянный, то избыточный заряд внутри однородного | |
отсюда видна размерность силы тока в СИ: | проводника всюду равен нулю. Докажем это: т.к. для постоянного | ||
8 | Как может оказаться, что заряды движутся, а плотность их не | тока справедливо уравнение отсюда Избыточный заряд может | |
меняется, мы разберемся позже. Сначала введем количественные | появиться только на поверхности проводника в местах | ||
характеристики электрического тока. | соприкосновения с другими проводниками, а также там, где | ||
9 | 10.2. Плотность тока. Как известно из курса школьной физики, | проводник имеет неоднородности. | |
есть две основные характеристики электрического тока – это сила | 26 | 10.4. Сторонние силы и ЭДС. Для того, чтобы поддерживать ток | |
тока I и плотность тока j . В отличие от силы тока, которая есть | достаточно длительное время, необходимо от конца проводника с | ||
величина скалярная и направления не имеет, плотность тока – это | меньшим потенциалом непрерывно отводить, а к другому концу – с | ||
вектор. Связь между этими двумя физическими величинами такова: | большим потенциалом – подводить электрические заряды. Т.е. | ||
(10.2.1). | необходим круговорот зарядов. | ||
10 | Или наоборот, модуль вектора плотности тока численно равен | 27 | Поэтому в замкнутой цепи, наряду с нормальным движением |
отношению силы тока через элементарную площадку, | зарядов, должны быть участки, на которых движение | ||
перпендикулярную направлению движения носителей заряда, к ее | (положительных) зарядов происходит в направлении возрастания | ||
площади: (10.2.2). | потенциала, т.е. против сил электрического поля. | ||
11 | Плотность тока j - есть более подробная характеристика тока, | 28 | Перемещение заряда на этих Участках возможно лишь с помощью |
чем сила тока I. j - характеризует ток локально, в каждой точке | сил неэлектрического происхождения (сторонних сил): химические | ||
пространства, а I – это интегральная характеристика, привязанная | процессы, диффузия носителей заряда, вихревые электрические | ||
не к точке, а к области пространства, в которой протекает ток. | поля. Аналогия: насос, качающий воду в водонапорную башню, | ||
12 | Ясно, что плотность тока j связана с плотностью свободных | действует за Счет негравитационных сил (электромотор). | |
зарядов ? и со скоростью их движения : | 29 | Сторонние силы можно характеризовать работой, которую они | |
13 | За направление вектора принимают направление вектора | совершают над перемещающимися по замкнутой цепи зарядами. | |
положительных носителей зарядов (раньше не знали о существовании | 30 | Величина, равная работе сторонних сил по перемещению | |
отрицательных носителей зарядов и приняли так). Если носителями | единичного положительного заряда в цепи, называется | ||
являются как положительные, так и отрицательные заряды, то | электродвижущей силой (Э.Д.С.), действующей в цепи: (7.4.1). | ||
плотность тока определяется формулой: (10.2.4) где и – объемные | 31 | Стороннюю силу, действующую на заряд, можно представить в | |
плотности зарядов. | виде: (10.4.2) – напряженность поля сторонних сил. | ||
14 | Там, где носители только электроны, плотность тока | 32 | Работа сторонних сил на участке 1 – 2: Тогда Э.Д.С. (10.4.3) |
определяется выражением: (10.2.5). | Для замкнутой цепи: (10.4.4). | ||
15 | Поле вектора можно изобразить графически с помощью линий | 33 | Циркуляция вектора напряженности сторонних сил равна Э.Д.С., |
тока, которые проводят так же, как и линии вектора | действующей в замкнутой цепи (алгебраической сумме ЭДС). При | ||
напряженности. | этом необходимо помнить, что поле сторонних сил не является | ||
16 | Зная в каждой точке интересующей нас поверхности S можно | потенциальным, и к нему нельзя применять термин разность | |
найти силу тока через эту поверхность, как поток вектора : | потенциалов или напряжение. | ||
(10.2.6). | |||
«Постоянный электрический ток» | Постоянный электрический ток.ppt |
«Закон Джоуля-Ленца» - Дано t = 30 мин R = 20 Ом I = 5 A Q = ? ЗАКОН ДЖОУЛЯ – ЛЕНЦА Выполнила: Мирабова Ирина. Выделяет количество теплоты – q. Нагревается. С.И. 1800 с. 1842г. Проводник с током. Тема урока. Закон джоуля -ленца. 1841г. Решение: Q = I R t Q = 25 A * 20 Ом * 1800 с = = 900000 Дж = 900 кДж Ответ: Q = 900 кДж.
«Действие электрического тока» - Является ли электрическим током молния? Задание: Проведите опыт. Тепловое действие тока. Приведите примеры применения данного действия. Как изготовить посеребрённые или позолоченные ювелирные изделия? Без сомнения, всё наше знание начинается с опыта. «Отчет-рассказ». Какие действия электрического тока, проявляются в вашей квартире?
«Переменный электрический ток» - Переменным называют ток, периодически изменяющийся по модулю и направлению. ?= ?t. Ф=b*s*cos ?. Мгновенное значение силы тока прямо пропорционально мгновенному значению напряжения. Среднее значение квадрата косинуса за 1 период равно 0,5. Im= Um / R. Где ?- угловая скорость вращения рамки. P = i*U = ImUm cos2 ?t.
«Работа электрического тока» - Задача. Разработка урока по физике. В) Какую роль выполняет источник тока? 3. Новый материал. 1) A=qU, Работа электрического тока. Новый материал. Б) Что является причиной электрического тока? Выполнила учитель физики Курочкина Т.А. А) Анализ энергетических превращений, происходящих в электрических цепях.
«Переменный ток» - Генератор переменного тока. Переменным током называется электрический ток, изменяющийся во времени по модулю и направлению. Определение. Переменный ток. ЭЗ 25.1 Получение переменного тока при вращении катушки в магнитном поле.
«Применение конденсаторов» - Светильники с разрядными лампами. Светодиодные кластеры и модули, гибкие светодиодные полоски. Степень применения электролитических конденсаторов Yageo в различных областях техники. Схема телефонного «жучка». Инфракрасные и ультрафиолетовые мощные диоды. Схема радиоприёмника. Применение конденсаторов.