14

« Электрические цепи »

2003 г.

I. Электрические цепи, их элементы и характеристика

Электрическая цепь – совокупность источников тока и проводников. Она обеспечивает передачу электрической энергии от одной точки пространства к другой.

1.1 Элементы электрической цепи Источники тока

Со стороны источника тока на заряды действуют силы, называемыесторонними силами. Они могут иметь любую природу (химическую /гальванические элементы/, механическую /генератор/, тепловую /термоэлементы/, световую и т.д.), но не электростатическую.

Работа сторонних сил равна:

А ст = А' + Ас

А' – работа против сил поля (на внешнем участке цепи);

Ас – работа по преодолению внутреннего сопротивления источника r (на внутреннем участке)

а) r – оценивает потери энергии электронов

при их перемещении внутри источника;

+ б) = (В)

r

-электродвижущая сила (Э.Д.С.), равная отношению работы

сторонних сил (Аст) внутри источника к величине

перемещающегося через него заряда (q).

Если полная цепь представлена несколькими источниками тока, то результирующая э.д.с.  равна алгебраической сумме э.д.с. отдельных источников.

_n

Σ _i = рез

ⁱ⁼¹

Если направление обхода цепи совпадает с направлением сторонних сил (от (–) к (+) на источнике), то при этом значение « E » считается положительным (+) ).

направление обхода

₁ ₂

+ +

_n

₁ и ₂ – (+) => рез = Σ _i = ₁+ ₂

ⁱ⁼¹

Если направление обхода цепи не совпадает с направлением сторонних сил на источнике, то « E » считается отрицательной.

направление обхода

₁ ₂

+ +

₁( + ) и ₂ ( - ) => рез = ₁ - ₂

Электрический ток, его условия, признаки и характеристика

Электрический ток – это упорядоченное направленное движение положительных заряженных частиц.

За направление тока принимается движение заряда от ( + ) к (- ) по внешней цепи.

Условия существования тока:

1. наличие свободных носителей зарядов;

2. наличие внешней силы, заставляющей заряды двигаться направленно;

3. наличие замкнутой электрической цепи.

Признаки тока:

• оказывает тепловое действие (нагревает проводник);

• оказывает химическое действие (электролиз);

• оказывает магнитное действие (ориентация магнитной стрелки около проводника с током).

Основные характеристики тока:

Сила тока ( I ) – физическая скалярная величина, равная отношению заряда, протекающего через поперечное сечение проводника в единицу времени.

I =

[A ] ампер

Ток называется постоянным, если его направление и сила со временем не меняются.

Плотность тока ( j ) - это сила тока, приходящаяся на единицу площади, ориентированной перпендикулярно направлению тока:

j =

Это векторная величина, ориентированная по направлению тока, т.е. по направлению вектора скорости упорядоченного движения положительных зарядов.