FIZYKA dla studentów POLIGRAFII

Prąd elektryczny

Natężenie prądu elektrycznego

Prąd elektryczny - to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych

Natężenie prądu: Jednostka: 1 A

Dla prądu stałego:

Wektor gęstości prądu

Kierunek wyznacza ruch nośników dodatnich.

dS

dS

Prędkość unoszenial

S

koncentracja

Mikroskopowa postać  definicji wektora j

Ile elektronów w objętości V?

Prędkość unoszenia

Jaka jest prędkość elektronów w przewodniku miedzianym o średnicy d =1,63 mm przez który płynie prąd o natężeniu i =10A.

33 480028,0

10

cm

A

cm

A

S

ij

s

cm

Ccm

cmA

ne

jvu

219322

3

106,3106,1/1104,8

/480

Na przebycie 1 cm potrzeba aż 28 s.

Prąd elektryczny

Prędkość termiczna

s

cmvu

2106,3

W temperaturze pokojowej T = 300 K:s

cmv 7

0 101,1

0vvu

Prawo Ohma

Słuszne tylko w pewnym przedziale temperatur.

Oporność: S

l

W zakresie umiarkowanych temperatur:

potencjometry

Prawo Ohma

W postaci różniczkowej:

– przewodność właściwa

ne

Evu

Prędkość unoszenia proporcjonalna do E

Siły oporu równoważą siłę pola elektrycznego.

Siła elektromotoryczna

+ -

Praca wykonana w obwodzie elektrycznym przez siły zewnętrzne nad ładunkiem jednostkowym (umownie - dodatnim) nosi nazwę siły elektromotorycznej (SEM).

Siła elektromotoryczna

SEM powoduje rozdzielenie ładunków i powstanie różnicy potencjałów.

Siła elektromotoryczna

Całkowita praca na danym odcinku obwodu:

praca związana z różnicą potencjałów

praca związana z istnieniem siły zewn.

Wielkość równa całkowitej pracy przy przemieszczeniu jednostkowego ładunku dodatniego  pomiędzy dwoma punktami obwodu elektrycznego nazywamy spadkiem napięcia lub krótko - napięciem pomiędzy tymi punktami i oznaczamy symbolem U. 

Siła elektromotoryczna

Jeśli na danym odcinku nie występuje SEM:

Prawo Ohma:

Przyjmuje się, że SEM ma znak dodatni jeśli jej działanie sprzyja ruchowi ładunków dodatnich w wybranym kierunku. 

Siła elektromotoryczna

Siła elektromotoryczna równa jest różnicy potencjałów na biegunach źródła otwartego.

Kiedy opór zewnętrzny nieskończenie wielki, prąd nie płynie.

Prawa Kirchhoffa

Algebraiczna suma prądów w węźle sieci równa jest zeru.

054321 IIIII

Prawa Kirchhoffa

Suma algebraiczna wszystkich sił elektromotorycznych w oczku sieci równa jest sumie występujących w tym oczku spadków napięć.

32144332211 EEERIRIRIRI

I1

I2

I3

I4

E1

E2

E3

Praca prądu elektrycznego

Dla prądu stałego:

Moc prądu elektrycznego