Физични основи на електроматериалознанието


Категория на документа: Физика



б) съществуване в дадената среда на електрично поле, чиято енергия се изразходва за насочено преместване на свободните електрични заряди. Тази енергия трябва непрекъснато да се допълва, т.е. необходим е източник (генератор) на електрична енергия – устройство, в което някакъв друг вид енергия (механична, химична, топлина, светлина и др.) се преобразува в енергия на електричното поле.

Токът на електричната проводимост тече през затворен контур, наречен електрична верига. В най-простия случай тя съдържа генератор (източник на напрежение), консуматор, съединителни проводници, комутатор (ключ), чрез който веригата се отваря и затваря (фиг. 5.1).

Източникът на напрежение се нарича вътрешна част на веригата. Той има положителен и отрицателен полюс (изводи).

Всички елементи извън източника образуват външната част на веригата.

Причина, която поддържа протичането на електричен ток, е електричното напрежение, създадено от източника – то предизвиква движението на свободните заредени частици (електрони, йони). Без наличие на напрежение протичането на електричен ток е невъзможно. Обратното обаче е възможно – да съществува напрежение, без да протича ток.

Напрежението U е равно на отношението на работата A, извършена от електричните сили за пренасяне на заряда Q от единия до другия полюс на източника, към този заряд:

.

Единицата за измерване на напрежението е Волт (V):

Във външната част на веригата електроните се движат от отрицателния към положителния полюс. Във вътрешната част на веригата те се движат от положителния към отрицателния полюс – в посока противоположна на електричните сили. Това е възможно, тъй като върху тях действат сили, които нямат електричен произход (наричат се странични сили) – те възникват в резултат на процеси, извършващи се в източника. Така върху отрицателния полюс се поддържа излишък от електрони, а върху положителния – недостиг (фиг. 5.2).

Прието е положителната посока на тока да е обратна на посоката на движение на електроните. Във външната част на веригата тя е от “+” към “-“, а във вътрешната част на веригата – от “-“ към “+”.

Електричният ток се характеризира с величината големина на електричния ток (І). Често за краткост се използват термините “електричен ток” или само “ток”. Единицата, с която се измерва, е Ампер (А). Тя е една от основните единици в международната система измерителни единици (СИ).

При протичане на електричен ток І по проводник през негово напречно сечение за време Δt преминава заряд

ΔQ=I Δt.

Когато по проводник протича ток с големина 1А, тогава през неговото напречно сечение за 1s преминава електричен заряд 1С.

Уредът, с който се измерва големината на електричния ток, се нарича амперметър. Той се свързва последователно на консуматора (фиг. 5.3).
фиг. 5.3 фиг. 5.4

Ток с едни и същи големина и посока в течение на времето t се нарича постоянен. Графично е представен на фиг. 5.4.
Възможно е електричният ток да бъде разпределен неравномерно по напречното сечение, през което протича. Затова той се характеризира и чрез вектора плътност на тока . Неговата големина е равна на тока ΔІ през разположена перпендикулярно спрямо посоката на движение на токоносителите площ ΔS, отнесен към тази площ

.
(5.1)

Посоката на съвпада с посоката на насочено движение на положителни заряди под действие на електрично поле.

Дименсията за J e A/m2 (Ампер на квадратен метър).

6. Електрично съпротивление. Закон на Ом. Пад на напрежението

Нека източникът е включен в затворена електрична верига (фиг. 6.1). За консуматора е използвано означението R. През веригата протича ток с големина

.
(6.1)

R се нарича електрично съпротивление (или само съпротивление) на консуматора.




Сподели линка с приятел:





Яндекс.Метрика
Физични основи на електроматериалознанието 9 out of 10 based on 2 ratings. 2 user reviews.