Электрический ток – направленное движение электрических зарядов.
Сила электрического тока:
Для постоянного электрического тока:
Плотность электрического тока:
Силу тока можно рассчитать так:
Где
Электрический ток будет проходить до тех пор, пока потенциалы всех трех проводников не сравняются. Осуществляется разделение зарядов. Это используется в источниках тока. Разделение зарядов происходит под действием сил неэлектростатической природы. Силы неэлектрстатической природы в источниках тока называют сторонними силами, а работу, совершаемую ими, работой сторонних сил.
Отношение работы сторонних сил Аст к величине заряда Q0 обозначают буквой ξ и называют электродвижущей силой (ЭДС):
Работа на произвольном участке цепи 1-2 равна:
Закон Ома для однородного участка цепи:
Электрическая проводимость:
Сопротивление однородного цилиндрического проводника:
Удельная электрическая проводимость:
Соединение проводников:
1) Последовательное:
2) Параллельное:
При увеличении температуры сопротивление проводников возрастает по линейному закону:
Закон Джоуля-Ленца:
Если ток проходит по неподвижному металлическому проводнику, то вся работа тока идёт на его нагревание и, по закону сохранения энергии,
Используя эти выражения, получим выражение, представляющее собой закон Джоуля-Ленца:
Удельная тепловая мощность тока:
Используя
Получим – обобщенное выражение закона Джоуля-Ленца в дифференциальной форме, пригодное для любого проводника.
Закон Ома для неоднородного участка цепи:
Из формул
Получаем закон Ома для неоднородного участка цепи в интегральной форме:
Закон Ома для замкнутой цепи:
При разомкнутой цепи:
Правила Кирхгофа.
Любая точка цепи, в которой сходится не менее трех проводников с током, называется узлом. При этом ток, входящий в узел, считается положительным, а ток, выходящий из узла, - отрицательным.
Первое правило Кирхгофа:
Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна нулю.
Например,
Рассмотрим контур, состоящий из трех участков
Применяя закон Ома запишем:
Складывая почленно получим:
Это уравнение выражает второе правило Кирхгофа: в любом замкнутом контуре, произвольно выбранном в разветвленной электрической цепи, алгебраическая сумма произведений сил токов на сопротивления соответствующих участков этого контура равна алгебраической сумме ЭДС встречающихся в этом контуре: