 |
|
Мощность тока. Закон Джоуля–Ленца
Мощность: 
или 
.
При дрейфе (упорядоченном движении) электронов в металле происходит их столкновение с ионами решетки. Энергия упорядоченного движения преобразуется в энергию хаотического (теплового) движения (энергия дрейфа рассеивается, происходит диссипация энергии). Если проводник в целом неподвижен и в нем не происходит химических реакций, то работа тока полностью расходуется на увеличения внутренней энергии (теплоты) проводника: 
(закон Джоуля-Ленца).
Если 
, то 
;
дифференциальная (локальная) форма закона Джоуля-Ленца: 
(в единице объема за единицу времени).
Электрическое поле при наличии постоянных токов
Переходные процессы в цепи с конденсатором
Переходные процессы – процессы при переходе от одного, установившегося в цепи режима, к другому. Например – зарядка и разрядка конденсатора.
В этих процессах токи можно считать квазистационарными (мгновенные значения практически одинаковы во всех сечениях цепи), то есть изменения во времени происходящих настолько медленно, чтобы распространение электромагнитных возмущений можно было считать мгновенным 
. Законы постоянного тока можно применять к мгновенным значениям величин, характеризующих квазистационарный ток.
Разрядка конденсатора
Закон Ома: 
( 
>0, когда он течет от «+» обкладки к «–»).
(напряжение на конденсаторе).
,
Откуда 
, а 
, где 
– время релаксации.
Зарядка конденсатора
Закон Ома для участка цепи: 
, где 
,
получаем 
, откуда 
, а 
,
где 
предельное значение заряда на конденсаторе, 
сила тока в момент 
.
Магнитное поле
Магнитная сила 
(магнитная составляющая силы Лоренца) действует на движущийся заряд в направлении, перпендикулярном его скорости: 
.
Вектор магнитной индукции 
направлен по направлению, при движении вдоль которого, на частицу не действует : 
.
Магнитное поле, создаваемое точечным зарядом q в точке А: 
.
Направление 
можно определить по направлению векторного произведения или по правилу правого винта – если смотреть вдоль вектора 
, то вектор направлен по касательной к окружности, проведенной через точку А и поворот вдоль вектора происходит по часовой стрелке.
(принцип суперпозиции)
Магнитное поле, создаваемое током:
Закон Био–Савара–Лапласа (БСЛ): 
(для тонкого проводника);
(для объёмного тока)
(для стационарных и квазистационарных полей).
Примеры магнитных полей токов,рассчитанных при помощи закона БСЛ:
1. Магнитное поле прямого тока (тока текущего по конечному тонкому прямолинейному проводнику) в точке А, размещенной на расстоянии 
от проводника: 
;
для бесконечного проводника 
, 
.
2. Магнитное поле на оси кругового витка с током на расстоянии h от центра витка:
где 
– магнитный дипольный момент тока.
Магнитный дипольный момент может быть приписан любой системе движущихся зарядов (токов), локализованных в ограниченной части пространства.
в центре витка: 
.