Основные формулы. · Сила постоянного тока

ГЛАВА 4

ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Основные формулы

· Сила постоянного тока

I=Q/t,

где Q - количество электричества, прошедшее сечение проводника за время t.

· Плотность электрического тока есть векторная величина, равная отношению силы тока к площади S поперечного сечения проводника:

где - единичный вектор, по направлению совпадающий с правлением движения положительных носителей заряда.

· Сопротивление однородного проводника

R=ρl/S,

где ρ - удельное сопротивление вещества проводника; l - его длина.

· Проводимость G проводника и удельная проводимость γ вещества

G= 1 /R, γ =l/ρ.

· Зависимость удельного сопротивления от температуры

ρ =ρ ₀(1 +αt),

где ρ и ρ₀ - удельные сопротивления соответственно при t и 0 ˚С; t -температура (по шкале Цельсия); α- температурный коэффи­циент сопротивления.

· Сопротивление соединения проводников:

последовательного

параллельного

Здесь Ri - сопротивление i- гопроводника; п - число провод­ников.

· Закон Ома:

для неоднородного участка цепи

для однородного участка цепи ;

для замкнутой цепи .

Здесь (φ₁-φ₂) - разность потенциалов на концах участка цепи; ε ₁₂ - ЭДС источников тока, входящих в участок; U - напряжение на участке цепи; R - сопротивление цепи (участка цепи); ε - ­ЭДС всех источников тока цепи.

· Правила Кирхгофа. Первое правило: алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле, равна нулю, т. е.

где n - число токов, сходящихся в узле.

Второе правило: в замкнутом контуре алгебраическая сумма на­пряжений на всех участках контура равна алгебраической сумме электродвижущих сил, т.е.

где I _i - сила тока на i- мучастке; R _i - активное сопротивление на i- мучастке; ε_i- ЭДС источников тока на i- мучастке; п - ­ число участков, содержащих активное сопротивление; k- число участков, содержащих источники тока.

· Работа, совершаемая электростатическим полем и сторонними силами в участке цепи постоянного тока за время t,

A=IUt;

· Мощность тока

P=IU.

· Закон Джоуля - Ленца

Q=I ² Rt,

где Q - количество теплоты, выделяющееся в участке цепи за время t;

Закон Джоуля - Ленца справедлив при условии, что участок цепи неподвижен и в нем не совершаются химические превращения.