§5. Закон Ома для неоднорідної ділянки кола.

(5.15)

(5.15) – узагальнений закон Ома у локальній формі.

(5.16)

(5.16) – узагальнений закон Ома в інтегральній формі.

та I – величини алгебраїчні.

Якщо ЕРС сприяє переносу +заряду на даній ділянці, то вона більша за нуль.

Окремі випадки:

1. для однорідної ділянки.

2. , де r – внутрішній опір джерела. Для замкненого кола.

§6. Правила Кірхгофа для розгалужених електричних кіл.

- умова стаціонарності.

Алгебраїчна сума струмів, що сходяться у вузлі, дорівнює нулю.

(5.17)

1-2

2-3

3-1

(5.18)

Алгебраїчна сума добутків сил струмів в окремих ділянках в замкненому колі на їх опір, дорівнює алгебраїчній сумі ЕРС, що діють в колі.

§7. Робота та потужність струму. Закон Джоуля-Ленца.

(5.19)

(5.20)

Згідно з законом збереження енергії, еквівалентна цій роботі енергія повинна витрачатися на виконання ділянкою кола роботи над зовнішніми тілами (для цього ділянка повинна переміщуватися в просторі), на відбування хімічних перетворень, а також виділятися в формі внутрішньої енергії, в результаті чого провідник нагрівається.

Якщо провідник нерухомий і в ньому немає хімічних перетворень

(5.21)

Якщо , то за проміжок часу

За час t виділиться кількість теплоти

(5.22)

Одержимо закон Джоуля-Ленца в локальній формі.

(5.23)

(5.23) – закон Джоуля-Ленца в локальній формі.

Питома теплова потужність струму пропорційна квадрату густини струму та питомому опору провідника в даній точці.

§8. Основи класичної теорії електропровідності металів.

Властивості електричного струму в металевих провідниках і основні закони, що його описують, можна пояснити використавши уявлення, які базуються на законах класичної фізики з мікроскопічної точки зору.

Теорія Друде-Лоренца:

1) Припускають, що рух електрона описується законами класичної

механіки.

2) Поведінка сукупності носіїв описується законами класичної теорії (молекулярно-кінетичної теорії).

1901р. Рікке

1897р. Ленард і Джонсон відкрили електрон.

1916р. Толмен і Стюарт.

300 м/с

е/m

Отже, носіями струму в металах є електрони. Це було доведено експериментально.

Недоліки теорії:

1.

2.

3. Класична теорія не пояснювала явище надпровідності.

У 1911р. Камерлінг-Оннес відкрив стрибкоподібне спадання до нуля електричного опору деяких металів при низьких температурах. Уперше це явище було виявлене в дослідах із ртуттю при температурах Т<4,2 К.

Hq

У 1967 р. Боголюбов і незалежно американські фізики Бардін, Купер, Шріффер створили квантову теорію надпровідності.

Для пояснення надпровідності класична теорія не придатна.

Розділ 6. Магнітне поле постійних струмів у вакуумі.

§1 Вектор індукції магнітного поля.

У1820 році Х.Ерстед експериментально виявив дію постійного електричного струму в провіднику на магнітну стрілку. У дослідах Ерстеда магнітна стрілка розміщувалася під або над провідником паралельно в напрямі південь – північ уздовж меридіана. Під час пропускання струму крізь провідник магнітна стрілка поверталася і намагалася установитися перпендикулярно до провідника. Зі зміною напряму струму в провіднику на протилежний змінювався і напрям дії сили на магнітну стрілку (стрілка поверталася на 180).

У тому ж році А.Ампер встановив закон взаємодії двох елементів струмів, які містяться на певній відстані один від одного. Два паралельних провідники, по яких проходять струми однакового напряму, притягуються один до одного. Зміна напряму одного із струмів зумовлює відштовхування провідників зі струмом.

Висновки:

1) магнітне поле утворюється лише зарядами, що рухаються;

2) магнітне поле діє лише на рухомі заряди.

З узагальнення до­слідних фактів випливає поняття силової характеристики магнітного поля — вектора магнітної індукції .

Властивості сили, з якою магнітне поле діє на нарухомі заряджені частинки:

- напрямок та величина сили залежить від напрямку та величини швидкості руху частинок. При цьому в кожній точці простору з магнітним полем завжди є такий напрямок, під час руху вздовж якого на заряджену частинку не діє поле;

- при довільному напрямі руху заряду напрямок сили, що діє на нього з боку поля завжди перпендикулярний площині, в якій лежать вектор і напрям поля().

Величина магнітної сили буде пропорційна заряду частинки та перпендикулярній складовій її швидкості.

Вектор спрямований завжди таким чином, що з його кінця поворот вектора, діючого на позитивний заряд, що рухається в магнітному полі із швидкістю, відбувається за найменшою відстанню проти годинникової стрілки.

(6.1)

Величина Впоказує з якою силою магнітне поле діє на одиничний заряд, що рухається в полі з одиничною складовою швидкостіv_.

Принцип суперпозиції для магнітного поля: магнітне поле утворене декількома зарядами, що рухаються, або струмами, дорівнює сумі магнітних полів, породжених кожним зарядом або струмом окремо.

(6.2)