Wyklad 15 "prâąd Elektryczny"

Transcript

FIZYKA dla studentów POLIGRAFII Prąd elektryczny Natężenie prądu elektrycznego Prąd elektryczny - to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych Natężenie prądu: Dla prądu stałego: Jednostka: 1 A Wektor gęstości prądu Kierunek wyznacza ruch nośników dodatnich. dS dS Prędkość unoszenia l S Ile elektronów w objętości V? koncentracja Mikroskopowa postać definicji wektora j Prędkość unoszenia Jaka jest prędkość elektronów w przewodniku miedzianym o średnicy d =1,63 mm przez który płynie prąd o natężeniu i =10A. i 10 A A j   480 3 3 S 0,028cm cm j 480 A / cm 3  2 cm vu    3,6  10 22 3 19 e  n 8,4  10 1 / cm  1,6  10 C s    Na przebycie 1 cm potrzeba aż 28 s. Prąd elektryczny Prędkość termiczna cm W temperaturze pokojowej T = 300 K: v0  1,1  10 s 7 vu  v0 cm vu  3,6  10 s 2 Prawo Ohma Słuszne tylko w pewnym przedziale temperatur. Oporność: S l potencjometry W zakresie umiarkowanych temperatur: Prawo Ohma W postaci różniczkowej: s – przewodność właściwa vu  s E en Prędkość unoszenia proporcjonalna do E Siły oporu równoważą siłę pola elektrycznego. Siła elektromotoryczna +- Praca wykonana w obwodzie elektrycznym przez siły zewnętrzne nad ładunkiem jednostkowym (umownie dodatnim) nosi nazwę siły elektromotorycznej (SEM). Siła elektromotoryczna SEM powoduje rozdzielenie ładunków i powstanie różnicy potencjałów. Siła elektromotoryczna Całkowita praca na danym odcinku obwodu: praca związana z różnicą potencjałów praca związana z istnieniem siły zewn. Wielkość równa całkowitej pracy przy przemieszczeniu jednostkowego ładunku dodatniego pomiędzy dwoma punktami obwodu elektrycznego nazywamy spadkiem napięcia lub krótko napięciem pomiędzy tymi punktami i oznaczamy symbolem U. Siła elektromotoryczna Jeśli na danym odcinku nie występuje SEM: Prawo Ohma: Przyjmuje się, że SEM ma znak dodatni jeśli jej działanie sprzyja ruchowi ładunków dodatnich w wybranym kierunku. Siła elektromotoryczna Kiedy opór zewnętrzny nieskończenie wielki, prąd nie płynie. Siła elektromotoryczna równa jest różnicy potencjałów na biegunach źródła otwartego. Prawa Kirchhoffa Algebraiczna suma prądów w węźle sieci równa jest zeru. I1  I 2  I 3  I 4  I 5  0 Prawa Kirchhoffa E2 I2 E1 I3 I1 E3 I4 Suma algebraiczna wszystkich sił elektromotorycznych w oczku sieci równa jest sumie występujących w tym oczku spadków napięć. I1  R1  I 2  R2  I 3  R3  I 4  R4  E1  E2  E3 Praca prądu elektrycznego Dla prądu stałego: Moc prądu elektrycznego