74. Закон Ома в интегральной и дифференциальной форме

Закон Ома — это физический закон, определяющий связь между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи. Назван в честь его первооткрывателя Георга Ома. Закон Ома формулируется так: Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна характеристике участка, которую называют электрическим сопротивлением этого участка.

Следует также иметь в виду, что закон Ома является фундаментальным (основным) и может быть применён к любой физической системе, в которой действуют потоки частиц или полей, преодолевающие сопротивление. Его можно применять для расчёта гидравлических, пневматических, магнитных, электрических, световых, тепловых потоков и т. д., Закон Ома в интегральной форме Закон Ома для участка электрической цепи имеет вид:

Закон Ома также применяется ко всей цепи, но в несколько изменённой форме:

— ЭДС источника напряжения,

• — сила тока в цепи,

— сопротивление всех внешних элементов цепи,

— внутреннее сопротивление источника напряжения.

Закон Ома в дифференциальной форме

Сопротивление зависит как от материала, по которому течёт ток, так и от геометрических размеров проводника.

Все величины, входящие в это уравнение, являются функциями координат и, в общем случае, времени.

Раздел физики, изучающий течение электрического тока в различных средах, называется электродинамикой сплошных сред.

75. Закон Джоуля Ленца в интегральной и дифференциальной форме

Закон Джоуля — Ленца (по имени английского физика Джеймса Джоуля и русского физика Эмилия Ленца, одновременно, но независимо друг от друга открывших его в 1840г) — закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока.

Закон Джоуля — Ленца: при протекании тока по проводнику происходит превращение электрической энергии в тепловую, причём количество выделенного тепла будет равно работе электрических сил:

Выражение закона в интегральной форме: количество теплоты , выделенное в проводнике с силой тока , сопротивлением за время равно:

В случае постоянного тока

Выражение закона в дифференциальной форме: удельная мощность тока (, отнесённое к единице времени и единице объёма проводника) в точке проводника с плотностью тока и напряжённостью электрического поля равна:

76. Закон Ома для неоднородного участка цепи и его частные случаи

Рассмотрим неоднородный участок цепи, участок, содержащий источник ЭДС (т.е. участок, где действуют неэлектрические силы). Напряженность поля в любой точке цепи равна векторной сумме поля кулоновских сил и поля сторонних сил, т.е.

Величина, численно равная работе по переносу единичного положительного заряда суммарным полем кулоновских и сторонних сил на участке цепи (1 – 2), называется напряжением на этом участке U12

Напряжение на концах участка цепи совпадает с разностью потенциалов только в случае, если на этом участке нет ЭДС, т.е. на однородном участке цепи. Запишем обобщенный закон Ома для участка цепи содержащей источник ЭДС:

Обобщенный закон Ома выражает закон сохранения энергии применительно к участку цепи постоянного тока. Он в равной мере справедлив как для пассивных участков (не содержащих ЭДС), так и для активных.

В электротехнике часто используют термин падение напряжения – изменение напряжения вследствие переноса заряда через сопротивление

В замкнутой цепи: где ; r – внутреннее сопротивление активного участка цепи

Тогда закон Ома для замкнутого участка цепи, содержащего источник ЭДС запишется в виде

77. Основные положения электронной теории. 1)Ток в металлах обусловлен движением свободных электронов(подчиняются распределениям Максвела и Больцмана). 2)Совокупность свободных электронов рассматриваем какидеальный газ. 3)Между столкновениями электронов с узлами кристалической решётки, они проходят расстояние называемое длиной свободного пробега. 4)Сопротивление металлов объясняется столкновением электронов с узлами кристалической решётки. 5)Столкновения электронов между собой, как в идеальным газе происходит абсолютно упруго. 6)Учитывается возможность столкновений не более двух электронов одновременно.