Закон Джоуля – Ленца: физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока,

закону Ома.

Интегральная форма:

Количество теплоты , выделяемое током в единицу времени в каком-либо участке цепи, может быть определено следующим образом. Если сила тока в проводнике равна , то за элемент временичерез каждое сечение проводника протекаетединиц электричества. (сколько электричества проникает через начальное сечение, столько же на выходе). Совершаемая при этом переносе работа электрических сил равна:, вся работа будет выглядеть в виде тепла:, откуда. Воспользовавшись законом Ома, получим

Дифференциальная форма. Над электроном, движущимся со скоростью в однородном силовом поле, ежесекундно совершается работа. При суммировании по всем электронам членыдают нуль. Остается только регулярная работа, связанная с дрейфовым движением электронов. Эта работа, совершаемая над электронами единицы объема металла, равна. В металлах она идет на приращение внутренней (тепловой) энергии, поскольку прохождение электрического тока не сопровождается изменениями внутренней структуры металла. Таким образом, мощность тепла, выделяемого током в единице объема проводника, дается выражениями:

(1)

ИЛИ

(2) – Закон Джоуля – Ленца в (диф. форме)

• в локальной (дифференциальной) форме: мощность тепла в единице объема пропорциональна квадрату плотности электрического тока и обратно пропорциональна проводимости среды.

4.Электродвижущая сила:

Для протекания тока в течение продолжительного времени на заряды должны действовать силы, отличные по природе (электростатического поля), такие силы получили название сторонних сил. Всякое устройство, в котором возникают сторонние силы, называется источником электрического тока. Сторонние силы характеризуют работой, которую они совершают над перемещаемыми по электрической цепи носителями заряда. Величина, равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой (ЭДС) , действующей в электрической цепи или на ее участке.

• Представим стороннюю силу , действующую на заряд , в виде: .

•  - напряженность поля сторонних сил.

• ЭДС равна:

-причина

5.ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ

Гальванический элемент — химический источник электрического тока, основанный на взаимодействии двух металлов и (или) их оксидов в электролите, приводящем к возникновению в замкнутой цепи 

Виды электродов: Электроды бывают Ионоселективные мембранные и обратимые, к последним относятся (Электроды 1-го рода - электроды, состоящие из металла погруженного в раствор его соли, второго, третьего рода, газовые электроды и т.д.)

Характеристики гальванических элементов:

• Электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента зависит от материала электродов и состава электролита. ЭДС описывается термодинамическим функциями, протекающих электрохимических процессов, в виде уравнения Нернста.

• Ёмкость элемента – это количество электричества, которое источник тока отдает при разряде. Ёмкость зависит от массы запасенных в источнике реагентов и степени их превращения, снижается с понижением температуры или увеличением разрядного тока.

• Энергия гальванического элемента численно равна произведению его ёмкости на напряжение. С увеличением количества вещества реагентов в элементе и до определенного предела, с увеличением температуры, энергия возрастает. Энергию уменьшает увеличение разрядного тока.

• Сохраняемость – это срок хранения элемента, в течение которого его характеристики остаются в заданных пределах. Сохраняемость элемента уменьшается с ростом температуры хранения.