Электрическое сопротивление.

В законе Ома электрическое сопротивление R – коэффициент пропорциональности между разностью потенциалов, приложенной к концам проводника, и силой тока, возникающего при этом в проводнике. Исходя из этого, электрическое сопротивление можно определить следующим образом: это мера

того сопротивления, которое оказывает проводник попытке установления в нем тока. С позиций электронной теории сопротивление объясняется тем, что ионы решетки препятствуют движению электронов. Сталкиваясь с ионами, электроны теряют энергию, передавая ее ионам и меняют направление движения.

Электрическое сопротивление данного проводника зависит от его природы и размеров. Опытным путем установлено, что сопротивление R проводника прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади его поперечного сечения:

	Эта формула применима только для однородного по составу проводника с постоянной площадью поперечного сечения.
r (Ом.м)- удельное сопротивление –это характеристика электрических свойств металла, оно зависит от природы металла и от его температуры. По смыслу r - это электрическое сопротивление единицы длины проводника с единичной площадью поперечного сечения. (В СИ – это сопротивление, например, металлического куба с ребром 1м при условии, что ток распространяется параллельно ребру куба).

С увеличением температуры сопротивление металлов увеличивается. При умеренных температурах удельное сопротивление линейно зависит от температуры:

(1/К)

зависимость удельного сопротивления металлов от температуры; r0 – удельное сопротивлениепри 0оС, a - температурный коэффициент сопротивления, определяющий относительное изменение сопротивления при нагревании проводника на один градус.

Зависимость сопротивления от температуры используется для точного измерения температуры с помощью термометров сопротивления. В простейшем виде – это намотанная на изолятор тонкая проволочка, сопротивление которой при различных температурах заранее известна. Для измерения температуры проволочка приводится в контакт с телом, температуру которого хотят измерить, и измеряется ее сопротивление.

При соединении сопротивлений выполняются следующие соотношения.

		последовательное соединение
			параллельное соединение

 

Тема 9. Вопрос 1.

Часть 1.

Сила Лоренца.

Неподвижные в некоторой системе отсчета К электрические заряды взаимодействуют между собой с кулоновской (электростатической) силой. Если эти заряды рассматривать, находясь в другой системе отсчета К¢,движущейся относительно системы К с постоянной скоростью v, и использовать формулы релятивистской механики, то выражение для силы взаимодействия зарядов оказывается другим. Появляется дополнительная сила, зависящая от скорости. Эту дополнительную силу называют магнитной силой. Кулоновская сила зависит от расстояния между зарядами, магнитная сила зависит от скорости движения зарядов. Полную силу взаимодействия зарядов называют силой Лоренца или электромагнитной силой.

сила Лоренца(электромагнитная сила); Е - напряженность электрического поля, В – индукция магнитного поля.

Это выражение для силы Лоренца следует из теории относительности – из инвариантности релятивистского уравнения движения. Можно сказать, что это выражение является релятивистским обобщением закона Кулона. Второе слагаемое F_магн можно назвать также релятивистской добавкой к кулоновской силе. Из теории относительности следует, что отношение F_магн /F_эл = v² / c²,

где v – скорость движения заряда, с – скорость света в вакууме, т.е. магнитная часть силы Лоренца F_магн << F_эл. Для отдельного заряда эти силы становятся сравнимы при очень больших скоростях. Однако, и при малых скоростях магнитная сила оказывается заметной. Например, когда по проводнику течет ток, электрическое поле движущихся отрицательных зарядов нейтрализуется полем положительных зарядов. В результате остается одна магнитная сила, именно она проявляется при взаимодействии проводников с током (сила Ампера).

Тема 9. Вопрос 1.

Часть 2.