Энергия заряженного конденсатора:

Э нергия приходящаяся на единицу объёма пространства, называется плотность энергии электрического поля:

№ 3.8

Э лектрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов. Условия: наличие свободных носителей тока — заряженных частиц, способных перемещаться упорядоченно; наличие электрического поля, энергия которого должна каким-то образом восполняться специальным устройством. Такие устройства называются источниками тока. Сила тока I —скалярная физическая величина, равная отношению заряда dq, переносимого сквозь рассматриваемую поверхность за малый промежуток времени, к величине dt этого промежутка. Для характеристики направления электрического тока в разных точках рассматриваемой поверхности и распределения силы тока по этой поверхности служит вектор плотности тока j . Скорость изменения электрического заряда внутри некоторой поверхности S:

:уравнение непрерывности в интегральной форме. :уравнение

непрерывности в дифференциальной форме. :уравнение непрерывности в стационарном случае. Силы не электростатического происхождения, действующие на заряды со стороны источников тока, называются сторонними. Некулоновские силы (сторонние). Участок цепи, на котором не действуют сторонние силы, называется однородным. Участок, на котором на носители тока действуют сторонние силы, называется неоднородным. Поле сторонних сил не потенциально: Физическая величина, определяемая работой, которую совершают сторонние силы при перемещении единичного положительного заряда на участке 1-2, называется электродвижущей силой (ЭДС) действующей в цепина этом участке:

Если на заряд q действуют как сторонние

силы, так и силы электростатического поля, то результирующая сила и ее работа:

Напряжением U на участке 1—2 называется физическая величина, численно равная суммарной работе совершаемой электростатическими и сторонними силами по перемещению единичного положительного заряда на данном участке цепи:

№3.9

З акон Ома в интегральной форме : сила тока, текущего по однородному металлическому проводнику, пропорциональна напряжению на концах проводника. Закон Ома для неоднородного участка цепи в интегральной форме является обобщенным законом Ома: Закон Ома для однородного участка цепи:

К оэффициент пропорциональности в законе Ома R называется электрическим сопротивлением проводника: Величина G обратная сопротивлению называется электрической проводимостью проводника. Удельная проводимость:

З акон Ома в дифференциальном виде для неоднородного участка:

З акон Ома в дифференциальном виде для однородного участка:

З акон Ома для замкнутой цепи: Работа и мощность тока:

Закон Джоуля-Ленца: количество теплоты, выделяемое постоянным электрическим током на участке цепи, равно произведению квадрата силы тока на время его прохождения и электрическое сопротивление этого участка цепи. Удельной тепловой мощностью тока w наз. количество теплоты, выделяющееся за единицу времени в единице объёма:

№3.10

Н елинейные элементы цепи не подчиняются закону Ома, и не имеют своего характерного сопративления. где А и а постоянные. где а и b постоянные. Под нелинейными электрическими цепями понимают электрические цепи, содержащие элементы с нелинейными вольт-амперными характеристиками. Если же в цепи нет ни одного элемента с нелинейной характеристикой, то такая цепь — линейная. ВАХ нелинейного элемента цепи нелинейна, т.е. зависимость I=I(U) для них выражается кривой линией. Узлом электрической цепи называется любая точка разветвления цепи, в которой сходится не менее трех проводников с током. Ток, входящий в узел, считается положительным, а ток, выходящий из узла - отрицательным. Первое правило Кирхгофа -алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю: Второе правило Кирхгофа - в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов I на сопротивление R соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС, встречающихся в этом контуре: Сложная цепь: находятся узлы,

обозначаются участки и направление тока в неразветвленных участках цепи, записываем первый закон Кирхгофа для каждого из узлов(число уравнений на одно меньше чем узлов), в цепи выделяются замкнутые контуры и направление их обхода, для каждого из контуров – второе правило(число таких уравнений на одно меньше числа контуров).

№3.11

С огласно теории Друде–Лоренца, электроны в металлах образуя электронный газ, обладающий свойствами идеального газа и обладают той же энергией теплового движения, что и молекулы одноатомного газа. Тепловая скорость электрона в металле:

Дрейфовая скорость электрона в металле:

К концу свободного пробега электрон под действием поля приобретает дополнительную кинетическую энергию, которая при соударении электрона с ионом полностью передается решетке.

О бщее число соударений: Среднее время пробега электрона:

Э лектропроводность:

Закон Видемана-Франца — это физический закон, утверждающий, что для металлов отношение коэффициента теплопроводности К к удельной электрической проводимости σ пропорционально температуре: где Трудности классической теории: Оценка среднего пробега электронов. Чтобы получить величины удельной проводимости, совпадающие с опытными данными, следует принимать значение длины пробега в сотни раз больше межатомных расстояний в кристалле. Теплоемкость металла складывается из теплоемкости кристаллической решетки и теплоемкости электронного газа. Поэтому удельная теплоемкость металла должна быть существенно выше теплоемкости диэлектриков, у которых нет свободных электронов, что противоречит эксперименту.

н о Сверхпроводимость — свойство некоторых материалов обладать строго нулевым электрическим сопротивлением ниже определённой температуры. Явления: