15. Энергия заряженного проводника в конденсаторе. Объемная плотность энергии эл. Поля
Энергия заряженного конденсатора
Энергия заряженного конденсатора – энергия электростатического поля, находящегося между обкладками.
Для конденсатора
Объемная плотность энергии электрического поля
[Дж/м3]
Энергия заряженного проводника – работа, которую необходимо совершить, чтобы зарядить этот проводник
16.Сила и плотность тока. Эдс. Напряжение
Эл. ток-направленное движения заряженных частиц. За направление движения тока условно принимают направление движения положительных зарядов. Сила тока- скалярная величина, определяемая зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника за единицу времени.
Ток называется постоянным, если его величина и направление не меняются со временем.
Плотность
тока
- физическая величина, определяемая
силой тока, проходящей через единицу
площади поперечного сечения проводника,
расположенную перпендикулярно направлению
тока.
Условия необходимые для протекания постоянного тока в цепи:1)Наличие свободно заряженных частиц. 2) Наличие силы неэлектрического характера(сторонние силы) для поддержания разности потенциалов. 3)Замкнутая цепь.
Электродвижущая
сила
– физ. величина, численно равная работе,
совершаемой сторонними силами при
перемещении единичного положительного
заряда. Сторонние
силы – силы не электрического происхождения
(например, в батарейке- сила химической
природы).
Напряжение на участке цепи - есть физ.величина, определяющаяся работой сторонних и электростатических сил при перемещении единичного положительного заряда на данном участке цепи.
Напряжение - есть обобщённое понятие разности потенциалов, равно разности потенциалов на данном участке, если участок не содержит источник тока.
17. Закон Ома для однородного участка цепи, для неоднородного участка цепи, для полной цепи.
Закон Ома для однородного участка цепи
Участок цепи, на котором не действуют сторонние силы, приводящие к возникновению ЭДС, называется однородным.
Последовательное соединение проводников:
I=const; Uобщ=U1+U2+…; R=R1+R2+…
Параллельное соединение
U=const; Iобщ=I1+I2+I3…; 1/R=1/R1+1/R2+1/R3…
Закон Ома для полной цепи
R-внешнее сопротивление, r- внутреннее сопротивление
Закон Ома для неоднородного участка цепи
–разность
потенциалов
18.Дифференциальная форма закона Ома
Закон Ома в дифференциальной форме для однородного участка:
Закон Ома в дифференциальной форме для неоднородной цепи:
–напряжённость
электрического поля;
– вектор
плотности тока;
– удельная
проводимость
19. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и дифференциальной формах
При прохождении эл. тока по проводнику в нем выделяется количество теплоты равное:
Интегральная форма
Где I – ток, R – сопротивление, U–напряжение, t – время
Дифференциальная форма
[Дж/с*м3=Вт/м3]
–удельная
тепловая мощность тока;
– удельная
электропроводимость
Если за время dt по проводнику протекает заряд Q, то величина заряда dQ=Idt
A=IUt.
По закону сохранения энергии вся работа идет на нагревание проводника.
20. Нелинейные элементы. Методы расчёта цепей с нелинейными элементами. Правило Кирхгофа
Элементы: 1)Линейные элементы(ВАХ-вольт-амперная характеристика – I=f(U) ), 2)Нелинейные управляемые элементы y=f(Ф,t0); 3) Нелинейные элементы
Нелинейным элементом называют элемент, параметры которого зависят от протекающего через него тока или от приложенного к нему напряжения. Типичными нелинейными элементами являются диод и транзистор. Их параметры существенно изменяются при воздействии рабочих токов и напряжений.
Методы расчёта : графический(метод результирующий, параллельное соединение), аналитический, графо-аналитический, итерационный.
Правила Кирхгофа
алгебраическая сумматоковв каждом узле любой цепи равна нулю. При этом направленный к узлу ток принято считать положительным, а направленный от узла — отрицательным: Алгебраическая сумма токов, направленных к узлу равна сумме направленных от узла.
2)
Второе правило Кирхгофа (правило напряжений Кирхгофа) гласит, что алгебраическая суммападенийнапряженийна всех ветвях, принадлежащих любому замкнутому контуру цепи, равна алгебраической суммеЭДСветвей этого контура. Если в контуре нет источников ЭДС (идеализированных генераторов напряжения), то суммарное падение напряжений равно нулю