- •Лекция №1
- •Введение
- •Закон сохранения электрического заряда
- •Взаимодействие точечных зарядов. Закон Кулона
- •Электрическое поле. Напряженность электрического поля.
- •Напряженность поля точечного заряда
- •Линии напряженности.
- •Потенциальная энергия пробного заряда в поле точечного заряда (потенциальная энергия системы двух точечных зарядов). Потенциал электрического поля.
- •Работа по перемещению заряда в электрическом поле. Условие потенциальности электрического поля.
- •Эквипотенциальные поверхности.
- •Вектор градиента потенциала электрического поля. Связь напряженности и градиента потенциала.
- •Графическое изображение электрических полей.
- •Поток вектора напряженности электрического поля.
- •Теорема Гаусса
- •Дивергенция векторного поля
- •Теорема Гаусса в дифференциальном виде
- •Применение теоремы Гаусса для расчёта электрических полей
- •Поле бесконечной, равномерно заряженной плоскости
- •Две бесконечные плоскопараллельные разноименно заряженные плоскости
- •Бесконечный равномерно заряженный цилиндр (нить)
- •Два коаксиальных бесконечных равномерно заряженных цилиндра
- •Заряженная сфера
- •Концентрические равномерно заряженные сферы
- •Поле равномерно заряженного шара Принцип суперпозиции полей
- •Электрический диполь. Электрический (дипольный) момент
- •Поле точечного диполя
- •Энергия диполя в поле
- •Момент сил, действующих на диполь. Сила, действующая на диполь в неоднородном поле.
- •Электрическое поле в диэлектриках
- •Механизмы поляризации
- •Поверхностные и объёмные связанные заряды
- •Электростатическое поле в диэлектрике
- •А следовательно, . Таким образом, физической причиной ослабления поля в диэлектрике является поляризация его и появление собственного поля поляризационных связанных зарядов.
- •Вектор электрической индукции (электрического смещения)
- •Связь между векторами и .
- •Поведение векторов и на границе двух сред
- •Сегнетоэлектрики
- •В зависимости от сегнетоэлектрика петля может быть широкой или узкой.
- •Пьезоэлектрики
- •Проводники в электрическом поле
- •Поле заряженного проводника
- •Электроемкость уединенного проводника. Электроемкость проводящего шара
- •Конденсаторы. Емкость конденсаторов
- •Емкость плоского конденсатора
- •Емкость сферического конденсатора
- •Емкость цилиндрического конденсатора
- •Соединение конденсаторов
- •Энергия системы точечных зарядов
- •Энергия заряженного проводника
- •Энергия конденсатора
- •Энергия электрического поля
- •Законы постоянного тока Электрический ток
- •Плотность тока
- •Сторонние силы. Эдс сторонних сил. Напряжение.
- •Закон Ома для однородного участка цепи. Сопротивление проводника.
- •Закон Ома в дифференциальной форме
- •Закон Джоуля — Ленца
- •Закон Ома для замкнутой цепи. Закон Ома для неоднородного участка цепи
- •Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа
- •Работа и мощность тока
- •Электронная теория проводимости металлов (классическая теория Друде — Лоренца)
- •Закон Ома в электронной теории
- •Закон Джоуля — Ленца в электронной теории
- •Закон Видемана — Франца в электронной теории
- •Затруднения классической электронной теории металлов
- •Сверхпроводимость
- •Работа выхода электрона из металла Работа, которую нужно затратить для удаления электрона из твердого тела в вакуум, называется работой выхода.
- •Контактная разность потенциалов
- •Термоэлектрические явления и их применение
- •Явление Зеебека.
- •Явление Пельтье.
- •3.Явление Томсона
- •Термоэлектронная эмиссия
- •Квантовая теория. Энергетические состояния электронов в твердых телах. Энергия Ферми
- •Классификация твердых тел по зонной теории
- •Объяснение затруднений классической теории металлов. Как справилась с затруднениями квантовая теория?
- •Полупроводники Собственная проводимость полупроводника
- •Примесная проводимость полупроводников
- •Полупроводник типа n
- •Полупроводник типа p
- •Объяснение p-n перехода с квантовой точки зрения
Закон Ома для замкнутой цепи. Закон Ома для неоднородного участка цепи
По закону Джоуля — Ленца , где — сопротивление всей цепи. Работа сторонних сил равна , где — перемещаемый заряд. Тогда . Принимая во внимание что, , после сокращения получим закон Ома для замкнутой цепи
, или
.
Рассмотрим неоднородный участок цепи, между концами которого существует некоторая разность потенциалов и внутри которого включен источник тока с ЭДС, равной . На носители тока на таком участке кроме сил электростатического поля будут действовать еще сторонние силы. На таком участке цепи, выделяющаяся теплота численно равна работе, совершаемой электростатическими и сторонними силами .
(1)
Принимая во внимание что, , после сокращения получим закон Ома для неоднородного участка цепи
. (2)
.
После сокращения левой части на , а правой на , получим закон Ома уже для этого неоднородного участка цепи
. (3)
Приступая к анализу неоднородного участка цепи, мы можем вообще не задумываться о том, в какую сторону течет ток на самом деле, а задавать ему направление произвольно. Тогда при написании закона Ома для неоднородного участка цепи
необходимо соблюдать правило знаков. Направление обхода участка цепи задает индексация у потенциалов: в уравнениях (2) и (3) от конца участка с потенциалом к концу участка с потенциалом . Если направление тока совпадает, с направлением обхода, то падение напряжения берется со знаком плюс, не совпадает — со знаком минус. Если действие сторонних сил совпадает с направлением обхода (переходим с «–» полюса на полюс «+»), то ЭДС берется со знаком плюс, не совпадает (переходим с «+» полюса на полюс «–»), то ЭДС берется со знаком минус.
Умножив уравнения (2) и (3) на –1
, (4)
, (5)
мы тем самым изменили направление обхода. Направление обхода стало: от конца участка с потенциалом к концу участка с потенциалом , и уравнения (4) и(5) написаны в полном соответствии с правилом знаков.
Очевидно, закон Ома в дифференциальной форме для неоднородного участка цепи будет иметь вид
,
кроме электростатических сил на носители тока действуют сторонние силы.