Тема2.Постійний електричний струм.

План самостійного вивчення

1.Електричний струм. Сила та густина струму.

2. Сторонні сили. Електрорушійна сила і напруга. [1]: §§ [3]: §§ [7]:§§

3.Закон Ома. Опір провідників

4.. Закон Ома в диференціальній формі

5.. Робота і потужність струму. Теплова дія струму.. [1]: §§95-96 [3]:§§2.1[7]: §§2.1-2.3

6. Закон Джоуля-Ленца в диференціальній формі. [3]:§§2.2 [7]:§§2.2-2.5

7. Поняття про розгалужені кола. Фізичні основи розрахунку розгалужених електричних кіл. Лінійні електричні кола постійного струму.

1.1 Основні поняття.

Електромагнітний пристрій з фізичними процесами, що протікають в ньому та в оточуючому його просторі в теорії електромагнітних кіл замінюють деяким розрахунковим еквівалентом - електричним  колом. Електричне коло - сукупність з’єднаних між собою джерел електричної енергії та навантажень, по яким може протікати електричний струм. Електромагнітні процеси в електричному колі можна описати за допомогою понять, відомих із курсу фізики: струм, напруга, опір, провідність, індуктивність, єм-ність. Електричний струм - направлений впорядкований рух часток, які несуть електричний заряд. Носії зарядів в металах - вільні електрони, в рідинах - іони.  Постійний струм - струм незмінний у часі. Упорядкований рух носіїв зарядів у провідниках спонукається електричним полем,  створеним в них джерелами електричної енергії. Джерела електричної енергії перетворюють хімічну, механічну та інші види енергії в електричну. Електрична схема - зображення електричного кола за допомогою умовних знаків.

Умовні позначення:  Е - джерело електричної енергії, джерело напруги (електрорушійна сила   ЕРС), I - струм , R - навантаження, опір (резистор)

   

 

Електричне коло, в якому протікає більше одного струму зображається складнішою схемою, яка має свої елементи (Рис.1,б).

Елементи схеми: Вузол - точка в якій сходяться не менше трьох струмів (точка розгалудження струмів) Маємо чотири вузли: 1,2,3,4. Вітка - частина кола між двома суміжними вузлами, по вітці протікає один струм. Маємо шість віток. Контур - будь-який замкнений шлях, що проходить по кількох вітках. Маємо сім контурів. 4. Незалежний контур - відрізняється від інших (раніше обраних) хоч би однією віткою. У якості одного із можливих варіантів маємо три незалежних контури, які позначені римськими цифрами.

ЕРС вимірюється у вольтах (В), струм в амперах (А), опір в омах (Ом). Джерело електричної енергії - активний елемент електричного кола, тому що примушує рухатися заряди проти Кулонових сил. Опір - пасивний елемент електричного кола. Елементи  кола описуються вольтамперною характеристикою (ВАХ). Вольтамперна характеристика - залежність струму, що про-ходить через елемент від напруги на ньому. ВАХ можуть бути лінійними і нелінійними.

На Рис.2,а  показані ВАХ для лінійних опорів  Оскільки при одній напрузі  струми різні () можна зробити висновок, що  На Рис.2, б  показані ВАХ для нелінійних опорів.