Постоянный электрический ток.

Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов.

Условия возникновения и существования тока :

1)наличие в данной среде свободных носителей тока, способных перемещаться в пределах всей среды (носителями тока являются: в металлах и полупроводниках – электроны; в электролитах - ионы обоих знаков; в газах - ионы обоих знаков и электроны);

2. существование в данной среде электрического поля.

За направление тока условно принимают направление движения положительных зарядов.

Сила тока - скалярная физическая величина, равная отношению заряда , проходящего через поперечное сечение проводника за малый промежуток времени , к величине этого промежутка:

Ток, сила и направление которого не изменяются со временем, называется постоянным. Для постоянного тока

.

Плотность тока численно равна отношению силы тока сквозь малый элемент поверхности, нормальный (т.е. перпендикулярный) к направлению движения зарядов, к величине площади этого элемента.

Вектор сонаправлен с вектором средней скорости упорядоченного движения положительных носителей.

Для постоянного тока

Сторонние силы - это силы неэлектростатического происхождения, действующие на заряды внутри источников тока и поддерживающие разность потенциалов между полюсами.

Электродвижущая сила - физическая величина, равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда:

.

Участок цепи, на котором действуют сторонние силы, т.е. содержащий э.д.с., называется неоднородным.

Участок цепи, на котором не действуют сторонние силы, называется однородным.

Напряжением на данном участке цепи называется физическая величина, равная работе, совершаемой электростатическими и сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда по некоторому участку цепи, называется напряжением на данном участке цепи:

.

- напряжение на неоднородном участке цепи,

- напряжение на однородном участке цепи.

Закон Ома для однородного участка цепи:

, где

- сопротивление проводника,

Зависимость сопротивления от параметров проводника

,

где  - удельное сопротивление вещества.

=Омм.

Зависимость сопротивления от температуры

, ,

где температурный коэффициент сопротивления для большинства металлов.

Закон Ома в дифференциальной форме:

, где

 - удельное сопротивление вещества, - удельная проводимость.

Закон Ома для неоднородного участка цепи:

,

где - общее сопротивление участка, включая внутреннее сопротивление источника.

Закон Ома для замкнутой цепи: .

П оследовательное соединение проводников

Если то .

Параллельное соединение проводников

Если то .

Работа тока .

Мощность тока .

Закон Джоуля-Ленца - количество теплоты, выделяемое в проводнике.

Магнитное поле, его свойства и характеристики.

Магнитными силовыми линиями называются линии, вдоль которых в магнитном поле располагаются железные опилки или оси маленьких магнитных стрелок. В каждой точке такой линии вектор направлен по касательной :

Линии магнитной индукции всегда замкнуты, что говорит об отсутствии в природе магнитных зарядов и вихревом характере магнитного поля.

Магнитное поле соленоида с током

Направление линий определяется правилом правого винта.

Сила Ампера: .

Н аправление вектора может быть найдено согласно общим правилам векторного произведения, откуда следует правило левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы магнитные силовые линии входили в нее, а 4 вытянутых пальца направить по току, то отогнутый большой палец покажет направление силы (рис. 4).

Сила, действующая на провод конечной длины, найдется интегрированием по всей длине.

.

Индукция магнитного поля - - векторная физическая величина, численно равная силе, действующей в однородном магнитном поле на проводник единичной длины с единичной силой тока, расположенный перпендикулярно магнитным силовым линиям.

Потоком вектора (магнитным потоком) через площадку dS называется скалярная величина, равная

где - проекция на направление нормали к площадке (рис. 6);

 - угол между векторами и ,

- направленный элемент поверхности,

Поток вектора - алгебраическая величина,

если - при выходе из поверхности;

если - при входе в поверхность.

Поток вектора магнитной индукции через произвольную поверхность S равен

.

Для однородного магнитного поля =const,

, .

Магнитный поток через поверхность S численно равен количеству магнитных силовых линий, пересекающих данную поверхность.

Теорема Гаусса - поток вектора магнитной индукции через любую замкнутую поверхность равен нулю.

Закон Био-Савара-Лапласа: , , где

- элемент проводника, сонаправленный с током;

- радиус-вектор, соединяющий c точкой K;

• - угол между и .

Сила Лоренца , .

Направление силы Лоренца определяется для положительных зарядов правилом левой руки (т.к. направление и для совпадают).