3.2. Постоянный электрический ток

1. Что называют электрическим током?

Электрическим током называют порядочное движение заряженных частиц.

Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах - ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях - электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость).

2. Назовите основные условия, необходимые для существования электрического тока.

Необходимы свободные носители, наличие электрического поля

3. Почему электростатическое поле не способно поддерживать постоянный электрический ток в цепи?

Т.к. происходит перемещение носителей таким образом, что потенциалы всех точек цепи выравниваются и электрическое поле исчезает.

4. Что называют силой тока?

сила тока I скалярная физи­ческая величина, определяемая электрическим зарядом, проходящим через поперечное сечение проводника в единицу времени:

5. Что называют плотностью тока?

Физическая величина, определяемая силой тока, проходящего через единицу площа­ди поперечного сечения проводника, перпендикулярного направлению тока, называется плотностью тока:

.

6. Что называют напряжением?

Напряжением называется физическая величина, определяемая работой, совершаемой суммарным полем электростатических (кулоновских) и сторон­них сил при перемещении единичного положительного заряда на данном участке цепи. U=φ₁-φ₂, U=A/q

7. Сторонние силы

Силы неэлектростатического происхождения, действующие на заряды со стороны источников тока, называются сторонними.

8. ЭДС

Физи­ческая величина, определяемая работой, совершаемой сторонними силами при переме­щении единичного положительного заряда, называется электродвижущей силой (э.д.с.), действующей в цепи:

9. Циркуляция вектора напряженности поля сторонних сил

т. е. э.д.с., действующая в замкнутой цепи, может быть определена как циркуляция вектора напряженности поля сторонних сил.

10. Закон Ома для однородного участка цепи в интегральной форме

I=U/R

сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротив­лению проводника

11. Закон Ома в дифференциальной форме

j=γE, γ – удельная электропроводность

— вектор напряжённости электрического поля.

12. Закон Ома для неоднородного участка цепи

I=U+ε/R+r

13. Закон Ома для замкнутой цепи

I=ε/R+r

14. Короткое замыкание

Возникает при резком увеличение силы тока и уменьшение сопротивления I=ε/r.

15. Зависимость сопротивления проводника от его размеров и температуры

R=ρl/S

16. Последовательное соединение проводников

I=I₁=I₂=…. U=U₁+U₂+…. R=R₁+R₂+….

17. Параллельное соединение проводников

U=U₁=U₂=…. I=I₁+I₂+…. 1/R=1/R₁+1/R₂+….

18. Закон Джоуля-Ленца в интегральной форме

19. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме

называется удельной электрической проводимостью вещества проводника

20. Закон Видемана-Франца

λ/γ=3(k/e)² , где λ – теплопроводность, γ – удельная проводимость

21. Связь между плотностью тока и скоростью упорядоченного движения носителей тока

j=neυ=γE

22. Закон Ома для тока в газах

23. Вольтамперная характеристика газового разряда.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) — график зависимости тока через двухполюсник от напряжения на этом двухполюснике. Вольт-амперная характеристика описывает поведение двухполюсника на постоянном токе. Чаще всего рассматривают ВАХ нелинейных элементов (степень нелинейности определяется коэффициентом нелинейности ), поскольку для линейных элементов ВАХ представляет собой прямую линию и не представляет особого интереса.

24. Правила Кирхгофа для разветвленных электрических цепей

1. Первое правило Кирхгофа: алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле равна 0.

2. Второе правило Кирхгофа: в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма сил токов, на сопротивление, соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС, встречающихся в этом контуре.

25. Какие заряженные частицы являются носителями тока в различных средах?

Свободные электроны - металл, дырки и свободные электроны - полупроводниках, ионы – электролиты