Главная | Обратная связь

Работа по перемещению заряда на всей замкнутой цепи равна

Стороннюю силу, действующую на заряд можно представить в виде

_ст = _ст q ; A = Fl =q _ст dl ; ε _1,2 = _ст dl

ε_1,2¾ э.д.с., действующая на участке цепи 1-2.

Работа по перемещению заряда на всей замкнутой цепи равна

A = _ст dl = q _ст dl, откуда ε = _ст dl

Кроме сторонних сил, на заряд действуют силы электростатического поля . Следовательно, результирующая сила в каждой точке цепи, действующая на заряд q :

(12.6)

Работа этой силы на участке цепи 1-2

A_1,2= q _{ст l} dl + q _l dl= qE_1,2 + q(j₁ - j₂) (12.7)

Для замкнутой цепи работа электростатических сил равна нулю, поэтому: A=qε

 

Разность потенциалов — это скалярная физическая величина, численно равная отношению работы сил поля по перемещению заряда между данными точками поля к этому заряду

Напряжение между двумя точками поля определяется работой сил этого поля по перемещению заряда в 1 Кл из одной точки в другую.

Напряжением U на участке 1—2 называется физическая величина, определяемая работой, совершаемой суммарным полем электростатических (кулоновских) и сторон­них сил при перемещении единичного положительного заряда на данном участке цепи. Таким образом, согласно (97.4),

Понятие напряжения является обобщением понятия разности потенциалов: напря­жение на концах участка цепи равно разности потенциалов в том случае, если на этом участке не действует Э.д.с., т. е. сторонние силы отсутствуют.

 

39)Законы Ома и Джоуля - Ленца в дифференциальной форме.

Как известно, закон Ома был установлен эмпирически и имеет вид

(12.9)

В этой форме он справедлив для однородного участка проводника.

Закон Ома можно записать в дифференциальной форме. Выделим мысленно в окрестности некоторой точки внутри проводника элементарный цилиндрический объем с образующими, параллельными вектору плотности тока j в данной точке.

Через поперечное сечение цилиндра течет ток силой jdS. Напряжение, приложенное к цилиндру , Edl. Сопротивление цилиндра (рис.12.1) , где r - удельное сопротивление проводника. Подставив эти значения в формулу (12.9), получим

Носители заряда в каждой точке движутся в направлении вектора . Поэтому и по направлению совпадают и можно записать , где -удельная проводимость проводника, то

(12.10)

Формула (12.10) выражает закон Ома в дифференциальной форме.

При прохождении по проводнику тока проводник нагревается. Джоуль и независимо от него Ленц экспериментально обнаружили , что

Q = I²Rt (12.11)

где Q- количество теплоты; I- сила тока; R- сопротивление проводника; t- время. От этой формулы (12.11), определяющей тепло, выделяемое во всем проводнике, можно перейти к выражению, характеризующему выделение тепла в отдельных малых участках проводника. Выделим элементарный объем в виде цилиндра, точно таким же образом, как и при выводе закона Ома. Согласно закону, за время dt в этом объеме выделится тепло:

или учитывая , что dS d = dV , dQ= j² dV dt.

Количество тепла dQ , отнесенное к единице времени и единице объема, назовем удельной мощностью тока w. Кроме того , j = sE, а ,т.е. . Учитывая эти зависимости, можно записать: w = rj² = rs²E² =sE², т.е.

w = sE² (12.12)

s или можно поставить (гамму)-удельная электрическая проводимость вещества проводника(См/м) размерность Сименс на метр

Формула (12.12) выражает закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме.