Постоянный ток. Лекции 11

1. Лекции 11. Постоянный ток

2.

1
I
( 1 2 ) ; закон Ома
R
I j dS ;
связь между силой и плотностью тока
R dl ;
омическое сопротивление
dS
1 2 E dl
связь разности потенциалов и напряжённости
1
j E
или
j E
j j ( x, y, z), E ( x, y, z), ( x, y, z, )

3.

a) Закон Джоуля – Ленца в интегральной форме
– откуда эта
1 R 2
2R t
Q
=
I
энергия?
I
??
“Работа тока”:
A12 = u q = u (I t)
Мощность: P = I2R
б) Закон Джоуля – Ленца в дифференциальной
(локальной) форме
Q R I dt ;
Q
w;
dV
w
w ;
dt
I j dS ;
dl
R ;
dS
2
закон Джоуля Ленца
" плотность тепловыделения"
" удельная мощность тепловыделения"
связь силы и плотности тока
омическое сопротивление.
w
1
E
2
или
w j
2

4.

ст.
А
q
??
Вольты
(Опр.) Величина, равная отношению работы сторонних сил по
перемещению заряда в цепи к величине этого заряда, называется
электродвижущей силой (ЭДС) источника тока ( )
, r
( NH4Cl )
“Химический” источник тока –
“элемент Вольта”:
4
-
R
+ Cu
(MnO2)
Zn
Cu
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2
Аст. :
7 106 Дж/кг
!!
0,6 В
Zn
0,5 В

5.

A q ( ) q ;
1 2
12
1
2
12
Q R I t R I ( I t ) R I q
2
12
I
R
1
2
12
12
Важные замечания:
1. Знаки:
I
(“однородный”)
12
I R
12
2. = 0
12
1
R
2
;
?!
1
2
12

6.

3. “Внутреннее сопротивление источника”: R12 – R = r
R = 0, 1 = 2
“Короткое замыкание”:
r
, r
I к.з.
А
“Замкнутая
цепь”:
4. 1 – 2 = 0:
I
5. U12 – “напряжение”:
U
12
R r
1
2
Полезное дополнение :
12

7.

“Эволюция потенциала”:
1) Может ли 2
быть больше 1
??
V
2) Что покажет
вольтметр V
u
??
3) А если поменять
полярность
??
4) Как измерить
??
7

8.

Правила Кирхгофа
• 1. Алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю:
N
I
i 1
i
0
• 2. Алгебраическая сумма произведений сил токов на полные
сопротивления в неразветвлённых участках контура равна
алгебраической сумме ЭДС, действующих в контуре:
• Пример
а
R1
I1
I4
I R r
i
ε1, r1
b
I2
I5
ε2, r2
R5
R4
R2
d
I3
R3
i
ε3, r3
c
Знаки
!!?
i
i
i
i

9.

Опыт Эрстеда (1820)
Опыты Ампера (1820 – …)
Опыты Био, Савара (1820 – …)
Пробный виток: p ISn
m
Вектор магнитной индукции: 1)
В p ;
( ор .)
m
N max
2) B
pm

10.

B В1 В2 В3 ...
Поля от разных источников складываются!
“Элемент тока”
Idl
I
dB
A
0 I [dl , r ]
dB
4
r3
r
Пример. Найти индукцию магнитного поля
прямолинейного длинного проводника с током

11.

I [dl , r ]
dB
;
.
4
r
( * Задача 10.1.)
0
3
0 I sin
dB
d
4 R
r
R
,
sin
dl
rd
Rd
2
sin sin
I
I
I
B
( cos )
sin d
4 R
4 R
2 R
0
0
0
I
B
2 R
0
0
0
Магнитное поле прямолинейного проводника
1) Линии индукции магнитного поля всегда замкнуты –
такие поля называют «вихревыми»
B dS 0
2) Не пересекаются
3) Густота пропорциональна модуля вектора
n
B.
11