Раздел 3. ЭлектродинамикаТема 3.2. Постоянный электрический ток

Основные понятия
Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов
Проводники – это вещества, в которых возможно возникновение электрического тока
Диэлектрики – это вещества, в которых невозможно возникновение электрического тока

Постоянный электрический ток и сила тока
Силой тока называется скалярная физическая величина, которая равна количеству электрических зарядов, переносимых током через сечение проводника за единицу времени
Постоянным называется электрический ток, сила которого сохраняется в течение времени

Средняя плотность, скорость и время установления тока
Вектор плотности тока – это векторная физическая величина, которая определяет ток, приходящийся на единицу площади поперечного сечения проводника
Количество свободных электронов n практически постоянно в металлах и не зависит от температуры (но не в электролитах и полупроводниках)
Скорость электронов имеет значение порядка 10-4 м/с при наибольших допустимых плотностях токов
Электрический ток устанавливается практически мгновенно во всем проводнике

Необходимые условия возникновения и поддержания постоянного электрического тока
На заряженные частицы должны воздействовать силы, обеспечивающие их упорядоченное движение в течение конечного промежутка времени
Кулоновские силы электростатического взаимодействия не могут стать причиной возникновения постоянного электрического тока
Напряженность электрического поля в проводнике должна быть отлична от нуля и не должна меняться с течением времени
Цепь постоянного тока проводимости должна быть замкнута
На заряженные частицы должны действовать неэлектростатические силы, которые могут быть созданы источниками постоянного тока
Благодаря этим силам заряженные частицы движутся в проводниках в сторону, противоположную действию ЭСП
На концах цепи поддерживается разность потенциалов

Стороннее электрическое поле
Сторонним электрическим полем называется неэлектростатическое поле, в котором движутся свободные электрические заряды в условиях, когда действуют сторонние силы
Стороннее электрическое поле обладает напряженностью, равной

Электродвижущая сила и напряжение
Внутри проводника, по которому протекает ПЭТ, напряженность электрического поля равна сумме напряженности ЭСП и напряженности статического поля
Работа по перемещению заряда из точки 1 в точку 2 есть работа кулоновских и сторонних сил
Электродвижущая сила, это работа, которую совершают внешние силы по перемещению заряда из точки 1 в точку 2
Напряжением называется величина равная полной работе кулоновских сил и ЭДС

Сопротивление
Электрическим сопротивлением (сопротивлением) участка цепи – это одна из характеристик электрических свойств данного участка цепи, влияющая на упорядоченное движение свободных зарядов
Сопротивление зависит от материала проводника, температуры, геометрической формы и размеров
Удельное сопротивление – это сопротивление проводника, изготовленного из определенного материала, имеющего единичную длину и площадь сечения
Величина, обратная удельному сопротивлению называется удельной проводимостью

Закон Ома
Напряжение (падение напряжения) на участке цепи равно произведению силы тока на сопротивление на этом участке цепи
Для цепи без ЭДС
Для полной цепи
Внешняя цепь
Для плотности

Зависимость сопротивления от температуры
Удельное сопротивление проводника зависит от его температуры и характеризуется температурным коэффициентом сопротивления
Сверхпроводимость – явление, которое обнаруживается у некоторых металлов и сплавов, заключающееся в том, что при низких температурах удельное сопротивление становится исчезающе малым

Разветвление токов
Электрическая цепь – это совокупность источников электрического тока и проводников
Расчет разветвленной цепи – это поиск значений силы токов в каждом участке цепи по заданным параметрам
Первое правило Кирхгофа – алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле равна нулю
Второе правило Кирхгофа – в любом замкнутом контуре сумма произведений сил тока на сопротивления участков контура равна сумме ЭДС контуров

Соединения проводников
Последовательное
Параллельное