4. Закон Ома в дифференциальной форме.
Найдем связь между вектором плотности тока и напряженностью поляв некоторой точке М изотропного проводника (рис.6).
рис.6
Для этого выделим в окрестности этой точки элементарный объем в виде прямого цилиндра, образующие которого параллельны вектору .
Положительные носители заряда в каждой точке изотропного проводника движутся в направлении вектора .
Сила тока в элементарном объеме , сопротивление этого объема. Напряжение в элементарном объеме можно рассчитать по формуле, т.к. внутри этого объема поле однородно. Используя закон Ома (3.1), получим
.
Следовательно, для плотности тока jбудем иметь:
.
В векторной форме
, (4.1)
где называется удельной электрической проводимостью.
Формула (4.1) выражает собой закон Ома в дифференциальной форме.
Для неоднородного участка цепи, т.е. при наличии на участке сторонних сил, закон Ома в дифференциальной форме примет следующий вид:
, (4.2)
где – напряженность поля сторонних сил.
5. Законы Джоуля — Ленца.
При прохождении по проводнику тока, проводник нагревается. Джоуль и независимо от него Ленц обнаружили экспериментально, что количество выделяющегося в проводнике тепла пропорционально его сопротивлению, квадрату силы тока и времени
. (5.1)
Если сила тока изменяется со временем, то
. (5.2)
Нагревание проводника происходит за счет работы, совершаемой силами поля над носителями тока.
Воспользовавшись законом Ома (3.1) для Q можно получить следующее выражение:
. (5.3)
Мощность тока
. (5.4)
6. Анализ работы источника постоянного тока.
Согласно закону Ома, сила тока в замкнутой цепи, определяется по формуле (3.4).
Полезная мощность – это мощность, выделяемая во внешней цепи и она равна:
, (6.1)
где U1 – падение напряжения во внешней цепи.
Мощность, выделяемая внутри источника равна
, (6.2)
где U2 – падение напряжения внутри источника тока.
Полная мощность
. (6.3)
Чтобы найти, при каком внешнем сопротивлении выделяется наибольшая полезная мощность N1 , возьмем производную по R от выражения (6.1) и приравняем ее к нулю.
Поскольку 0, то r – R = 0 т.е. R = r. Следовательно, при R = r функция (6.1) имеет экстремум.
Исследуем знак производной для точек, соответствующих R < r и R > r. Очевидно, что в первом случае , во втором. Функция в данной точке имеет максимум. Это означает, что при R = r полезная мощность максимальна и ее значение
.
Коэффициент полезного действия источника постоянного тока равен:
. (6.4)
При R = r = 0,5
С увеличением R КПД источника тока увеличивается.
Вопросы для обсуждения:
1. Что называется электрическим током?
2. Сформулируйте условия необходимые для существования тока проводимости.
3. Дайте определение силы тока, плотности тока.
4. Какая существует зависимость между плотностью тока и средней скоростью направленного движения носителей тока?
5. Что такое электродвижущая сила, напряжение?
6. Закон Ома в интегральной форме.7. Закон Ома в дифференциальной форме.
8. Закон Джоуля-Ленца в интегральной форме.
9. Полезная мощность, мощность, выделяющаяся внутри источника, полная мощность и КПД источника постоянного тока.
10. Приведите примеры применения источников постоянного тока.
Интегральные и дифференциальные форма закона Ома: содержание и формулы
Обычно для расчётов электрического тока пользуются законом Ома для участка цепи: I=U/R, где I – ток в цепи, U – напряжение, R – суммарное сопротивление. Ток в этой цепи может протекать через различные участки из разных проводов. Поэтому для расчётов силы тока в определённом участке проводника лучше применить закон Ома в дифференциальной форме. Так как плотность тока Ī – векторная величина, то формула закона имеет вид: Ī = γĒ, где γ – удельная проводимость, обратная удельному сопротивлению γ=1/R, а Ē – напряжённость электрического поля. Может выражаться закон Ома также в интегральных формах.
Закон Ома
Действие электродвижущих сил
Электродвижущая сила (ЭДС) является скалярной величиной, характеризующей работу не электрических сил, заставляющих производить разность потенциалов на выходе.
Дополнительная информация. Скалярная величина – это когда она может быть выражена только определённым значением. В отличие от векторной величины, которая определяется не только значением, но и направлением.
Используется ЭДС в генераторах, преобразующих какую либо работу А (джоуль) в электрическую. Для этого могут быть использованы такие виды энергии по их происхождению:
- Механическая индукционная. Вывод ЭДС возникает при пересечении проводником линий магнитного поля;
- Механическая пьезоэлектрическая. Возникновение ЭДС происходит при деформации некоторых веществ;
- Световая энергия. Здесь ЭДС появляется в полупроводниках при действии на них световых лучей;
- Термическая энергия. ЭДС образуется, когда контакты из разнородных проводников находятся под разными температурами;
- Химическая энергия. Возникновение ЭДС происходит вследствие химических реакций.
В зависимости от характера энергии и устройства генератора ЭДС может возникать как переменная, так и постоянная. Переменная может быть как синусоидальная (магнитные индукционные генераторы), так и импульсная (пьезозажигалки). Постоянную ЭДС преобразуют в основном из химической (элементы питания, аккумуляторы), световой (фотоэлементы) энергий и температуры (элементы Пельтье).
Генераторы тока
ЭДС образует на разноименных проводниках разность потенциалов. Если не соединять проводником клеммы, на которых имеется разность потенциалов, то тока в цепи не будет. Следовательно, никакой энергии не будет израсходовано. На клеммах будет оставаться разность потенциалов. Работу для поддержания этой разности совершать не надо.
Если к клеммам с разностью потенциалов подключить проводник с нагрузкой, то через него будет протекать электрический ток, выполняя работу в нагрузке. При этом разность потенциалов на клеммах будет стремиться к 0, что приведёт к падению тока до 0. Для поддержания разности потенциалов стабильной величиной необходимо, чтобы ЭДС получала энергию. Эта энергия затрачивает работу, равную той, которая совершается в нагрузке.
Движение тока по неоднородным проводникам
Разность потенциалов, вызванная ЭДС, будет производить напряжение на клеммах генератора. ЭДС – это скалярная величина. При подключении к клеммам проводника через него потечёт ток, плотность которого выражается, например, Ī. Это уже векторная величина. Если ток создан только разностью потенциалов на клеммах, то векторы потенциала и плотности тока будут совпадать. Такой проводник называют однородным. Закон Ома для однородного участка цепи:
I=U/R.
Вектор напряжённости
Неоднородный проводник, кроме сил, которые образованы разностями потенциалов, имеет сторонние силы. Для определения плотности тока Ī пользуются законом Ома в дифференциальной форме для неоднородных проводников:
Ī=γ(E+Ē₁+ Ē₂+ Ēn).
Векторы и каждый участок проводника складываются, E – напряжённость, созданная разностью потенциалов на клеммах проводника (скалярная величина). Ē₁, Ē₂, Ēn – векторные величины напряжённости первой, второй и энной сторонних сил.
Так как γ – удельная проводимость проводника, обратная сопротивлению, ϕ₁ – потенциал на 1-ой точке, ϕ₂ – потенциал на 2-ой точке, то закон Ома для неоднородного участка цепи от 1-ой до 2-ой точки будет записываться так:
Ī =(ϕ₁ – ϕ₂+ Ē)/R.
Для ознакомления металлы и их удельное сопротивление:
- Серебро – 1,6×10ˉ⁸Ом×м;
- Медь – 1,72×10ˉ⁸ Ом×м;
- Алюминий – 2,6×10ˉ⁸ Ом×м;
- Латунь – 3…7,0×10ˉ⁸ Ом×м;
- Бронза – 8,0×10ˉ⁸ Ом×м;
- Железо – 9,8×10ˉ⁸ Ом×м;
- Свинец – 2.0×10ˉ⁶Ом×м;
- Графит – 3…5,0×10ˉ⁵Ом×м.
Трактовка и пределы применимости закона Ома
Если необходимо определить одну из величин: ток, напряжение или сопротивление для однородной цепи, то пользуются формулой, формулировка которой изображена на рисунке.
Закон Ома в треугольнике
Для удобства решения тождества величины изображены в треугольнике. Теперь, пользуясь первой формулой, зная сопротивление цепи и ток, можно высчитать напряжение, которое действует на замкнутый контур. Зная напряжение и сопротивление цепи, можно определить ток по 2-ой формуле. По 3-ей формуле высчитывают сопротивление нагрузки, зная напряжение и ток.
Существуют исключения, когда закон Ома не соблюдается. Примеры:
- В переменных ЭДС, если нагрузка имеет индукционный или ёмкостный характер. При повышении частоты из-за инерционности носителей заряда вступают в силу законы электродинамики. Конденсаторы и катушки индуктивности в качестве сопротивления для переменного тока, колебательный контур.
- Для веществ, обладающих сверхпроводимостью при низких температурах. Датчики измерительных приборов высокой точности, сверхпроводящие соленоиды, сверхпроводящие кабели с током 5 000 А.
- При высоких температурах, когда проводник начинает проявлять нелинейную характеристику сопротивления. Вольфрамовая нить лампы накаливания, спирали нагревательных элементов.
- При высоких напряжениях, когда происходит пробой диэлектрика. Свечи зажигания карбюраторных двигателей, наконечники для защиты от тлеющего разряда высоковольтных ЛЭП.
- В наполненных газом люминесцентных и вакуумных лампах. Люминесцентные лампы, вакуумные индикаторы, индикаторы тлеющего разряда.
- В полупроводниковых приборах с p-n переходами и в нелинейных полупроводниках. Это светодиоды, стабилитроны, транзисторы, электронные приборы.
Интересно. Используется закон Ома в дифференциальной форме, когда имеется несколько ЭДС, или цепь проводников находится под воздействием сторонних сил. К примеру, при зарядке аккумуляторов солнечными батареями или другими ЭДС, также в генераторах с обмотками возбуждения, если их дифференцировать.
Измерительный мост
Материалы проводников, к которым применяется закон Ома, названы оммическими или линейными проводниками. Те, у которых сопротивление имеет функциональную зависимость от интенсивности тока, – нелинейными. Так могут вести себя металлы при крайне низких или высоких температурах.
Видео
Закон Ома для переменного тока
Мы с вами знаем формулировку закона Ома для цепей постоянного тока, которая гласит, что ток в такой цепи прямо пропорционален напряжению на элементе цепи и обратно пропорционален сопротивлению этого элемента постоянному току, протекающему через него.
Однако при изучении цепей переменного тока стало известно, что оказывается кроме элементов цепей с активным сопротивлением, есть элементы цепи с так называемым реактивным сопротивлением, то есть индуктивности и емкости (катушки и конденсаторы).
В цепи, содержащей только активное сопротивление, фаза тока всегда совпадает с фазой напряжения (рис 1.), т. е. сдвиг фаз тока и напряжения в цепи с чисто активным сопротивлением равен нулю.
Рисунок 1. Напряжение и ток в цепи с чисто активным сопротивлением. Сдвиг фаз между током и напряжение в цепи переменного тока с чисто активным сопротивлением всегда равен нулю
Отсюда следует, что угол между радиус-векторами тока и напряжения также равен нулю.
Тогда, падение напряжения на активном сопротивлении определяется по формуле:
(1) |
где, U-напряжение на элементе цепи,
I – ток через элемент цепи
R – активное сопротивление элемента
Формула (1) применима как для амплитудных, так и для эффективных значений тока и напряжения:
(2) |
где, Um-амплитудное значение напряжения на элементе цепи,
Im – амплитудное значение тока через элемент цепи
R – активное сопротивление элемента
В цепи, содержащей чисто реактивное сопротивление — индуктивное или емкостное, — фазы тока и напряжения сдвинуты друг относительно друга на четверть периода, причем в чисто индуктивной цепи фаза тока отстает от фазы напряжения (рис. 2), а в чисто емкостной цепи фаза тока опережает фазу напряжения (рис. 3).
Рисунок 2. Напряжение и ток в цепи с чисто индуктивным сопротивлением. Фаза тока отстает от фазы напряжения на 90 градусов.
Рисунок 3. Напряжение и ток в цепи с чисто емкостным сопротивлением. Фаза тока опережает фазу напряжения на угол 90 градусов.
Отсюда следует, что в чисто реактивной цепи угол между радиус-векторами тока и напряжения всегда равен 90°, причем в чисто индуктивной цепи радиус-вектор тока при вращении движется позади радиус-вектора напряжения, а в чисто емкостной цепи он движется впереди радиус-вектора напряжения.
Падения напряжения на индуктивном и емкостном сопротивлениях определяются соответственно по формулам:
(3) | |
(4) |
где — UL-падение напряжение на чисто индуктивном сопротивлении ;
UС—падение напряжения на чисто емкостном сопротивлении;
I— значение тока в через реактивное сопротивление;
L— индуктивность реактивного элемента;
C— емкость реактивного элемента;
ω— циклическая частота.
Эти формулы применимы как для амплитудных, так и для эффективных значений тока и напряжения синусоидальной формы. Однако здесь следует отметить, что они ни в коем случае не применимы для мгновенных значений тока и напряжения, а также и для несинусоидальных токов.
Приведенные выше формулы являются частными случаями закона Ома для переменного тока.
Следовательно, полный закон Ома для переменного тока будет иметь вид:
(5) |
Где Z – полное сопротивление цепи переменного тока.
Теперь остается только вычистислить полное сопротивление цепи, а оно зависит непосредсвенно от какие активные и реактивные элементы присутсвуют в цепи и как они соединены.
Закон Ома для различных типовых цепей переменного тока
Давайте выясним, как будет выглядеть закон Ома для цепи переменного тока, состоящей из активного и индуктивного сопротивлений, соединенных последовательно (рис. 4.)
Рисунок 4. Цепь переменного тока с последовательным соединением активного и индуктивного сопротивления.
Закон Ома для переменного синусоидального тока в случае последовательного соединения активного и индуктивного сопротивлений выражается следующей формулой:
(6) |
где —эффективное значение силы тока в А;
U—эффективное значение напряжения в В;
R—активное сопротивление в Ом;
ωL—индуктивное сопротивление в ом.
Формула (6) будет также действительной, если в нее подставить амплитудные значения тока и напряжения.
В цепи, изображенной на рис. 5, соединены последовательно активное и емкостное сопротивления.
Рисунок 5. Цепь переменного тока с последовательным соединением активного и емкосного сопротивления.
А закон Ома для такой цепи принимает вид:
(7) |
В общем случае, когда цепь содержит все три вида сопротивлений (рис. 6),
Рисунок 6. Цепь переменного тока с последовательным соединением активного, индуктивного и емкосного сопротивления.
Закон Ома при последовательном соединении активного, индуктивного и емкостного сопротивлений будет выглядеть так:
(8) |
где I-сила тока в А;
U-напряжение в В;
R-активное сопротивление в Ом;
ωL-индуктивное сопротивление в Ом;
1/ωС-емкостное сопротивление в Ом.
Формула (8) верна только для эффективных и амплитудных значений синусоидального тока и напряжения.
Для того, что бы определить ток в цепях с параллельным соединением элементов (рисунок 7), то необходимо так же вычислить полное сопротивление цепи, как это делать можно прсмотреть здесь, зтем подставить значение полного сопротивления в общую формулу для закона Ома (5).
Рисунок 7. Полное сопротивление цепи при параллельном соединении активного и реактивных элементов. а) — параллельное соединение R и L; б) — параллельное соединение R и C.
Тоже самое касается и вычисления тока в колебательном контуре изображенном на рисунке 8.
Рисунок 8. Эквивалентная схема колебательного контура.
Таким образом закон Ома для переменного тока можно сформулировать следующим образом.
Значение тока в цепи переменного тока прямо пропорционально напряжению в цепи (или на участке цепи) и обратно пропорционально полному сопротивлению цепи (участка цепи)
ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!
Похожие материалы:
Добавить комментарий
1. Фотометрия.
%PDF-1.6 % 1 0 obj > /Metadata 4 0 R /OCProperties > > > ] /ON [ 5 0 R ] /Order [ ] /RBGroups [ ] >> /OCGs [ 5 0 R ] >> /Pages 7 0 R /StructTreeRoot 30 0 R /Type /Catalog >> endobj 2 0 obj /CreationDate (D:20130711143933+03’00’) /Creator (Microsoft Word 2013) /ModDate (D:20130711144145+03’00’) /Producer (Microsoft Word 2013) /Title >> endobj 3 0 obj > /Font > >> /Fields 278 0 R >> endobj 4 0 obj > stream application/pdf
Закон ома в дифференциальной форме — КиберПедия
Немецкий физик Г. Ом (1787 – 1854) экспериментально установил, что сила тока на участке, не содержащем ЭДС прямо пропорциональна напряжению:
, (11)
где коэффициент пропорциональности G = 1 / R и называется электрической проводимостью проводника. Для линейных проводников с постоянным поперечным сечением
, (12)
где γ = 1 / ρ – удельная электропроводность материала, ρ – удельное сопротивление,S – площадь поперечного сечения проводника, – его длина. Тогда для изотропного проводника выражение (11) с учётом (12) примет вид:
. (13)
Теперь для плотности тока (2) с учётом, что – напряжённость поля в проводнике, получим:
. (14)
Выражение (14) в векторной форме это закон Ома в дифференциальной форме:
. (15)
Получим в дифференциальной форме закон Джоуля-Ленца. Количество теплоты, выделяющееся в элементе проводника, объёмом за времяdt:
. (16)
Теперь, количество теплоты, которое выделяется в единице объема проводника за единицу времени, будет:
. (17)
Эта величина называется удельной тепловой мощностью тока.
II. Электрическое сопротивление проводника
Электрическое сопротивление проводника: 1) величина, характеризующая противодействие проводника или электрической цепи электрическому току;
2) структурный элемент электрической цепи, включаемый в цепь для ограничения или регулирования силы тока.
Электрическое сопротивление металлов зависит от материала проводника, его длины и поперечного сечения, температуры и состояния проводника (давления, механических сил растяжения и сжатия, т.е. внешних факторов, влияющих на кристаллическое строение металлических проводников).
Зависимость сопротивления от материала, длины и площади поперечного сечения проводника:
,
где r — удельное сопротивление проводника;
l – длина проводника;
S – площадь поперечного сечения проводника.
Обобщенный закон Ома в интегральной форме для участка цепи и полной цепи.
Обобщенный закон Ома в интегральной форме для участка цепи:
где – электрическое сопротивление участка цепи 1-2, сопротивление внешней цепи, внутреннее сопротивление источника ЭДС;
–разность потенциалов на участке цепи 1-2.
Закон Ома для неоднородного участка цепи: Произведение электрического сопротивления участка цепи на силу тока в нем равно сумме падения электрического потенциала на этом участке и ЭДС всех источников электрической энергии, включенных на данном участке.
Правило знаков для ЭДС: если напряженность поля сторонних сил в источнике совпадает с направлением выбранного обхода, то при подсчете ЭДС этого источника нужно считать положительным, в противном случае — отрицательным.
Закон Ома для полной цепи:Если электрическая цепь замкнута, то , тогда
где ε – алгебраическая сумма отдельных ЭДС в данной цепи, сопротивление внешней цепи, внутреннее сопротивление источника тока.
Напряжение на участке цепи.
Под напряжением на некотором участке электрической цепи понимают разность потенциалов между крайними точками этого участка.
На рис. 13 изображен участок цепи, на котором есть резистор сопротивлением и нет ЭДС. Крайние точки этого участка обозначены буквами a и b. Пусть ток течет от точки a к точке b.
Рис. 13. Участок электрической цепи
На участке без ЭДС ток течет от более высокого потенциала к более низкому. Следовательно, потенциал точки a выше потенциала точки bна величину, равную произведению тока на сопротивление :
.
В соответствии с определением, напряжение между точками a и b
.(8)
Другими словами, напряжение на резисторе равно произведению тока, протекающего по резистору, на величину сопротивления этого резистора.
В электротехнике разность потенциалов на концах резистора принято называть либо «напряжением на резисторе», либо «падением напряжения». В литературе встречаются оба этих определения.
Рассмотрим теперь вопрос о напряжении на участке цепи, содержащем не только резистор, но и источник ЭДС.
На рис. 14 а и б показаны участки некоторых цепей, по которым протекает ток .. Найдем напряжение между точками a и c для этих участков.
а) б)
Рис. 14. Участки электрической цепи
По определению
.(9)
Выразим потенциал точки a через потенциал точки c. При перемещении от точки c к точке b (рис. 14,а) идем встречно ЭДС , поэтому потенциал точки b оказывается меньше, чем потенциал точки c на величину ЭДС , т.е.
.(10)
На рис. 14,б при перемещении от точки c к точке b идем согласно ЭДС и потому потенциал точки b оказывается больше, чем потенциал точки cна величину ЭДС , т.е.
.(11)
Ранее говорилось, что на участке цепи без ЭДС ток течет от более высокого потенциала к более низкому. Поэтому в обеих схемах рис. 14 потенциал точки a выше, чем потенциал точки b на величину падения напряжения на резисторе сопротивлением :
. (12)
Таким образом, для рис. 14,а имеем
, или
.(13)
И для рис. 14, б имеем
, или
.(14)
Положительное направление напряжения указывают на схемах стрелкой. Стрелка должна быть направлена от первой буквы индекса ко второй. Так, положительное направление напряжения изобразится стрелкой, направленной от a к c.
Из самого определения напряжения следует также, что . Поэтому . Другими словами, изменение чередования индексов равносильно изменению знака этого напряжения. Из изложенного ясно, что напряжение может быть и положительной, и отрицательной величиной.
Проверка закона Ома для переменного тока
10. ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
44 0 ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕКИЙ ТОК 0 Основные понятия и определения Переменным называется ток, который с течением времени изменяет свою величину Квазистационарным называется переменный ток, который во всех
ПодробнееРАСЧЕТ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ УХТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ РАСЧЕТ ЦЕПЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Методические указания к практическим занятиям для студентов специальности 464 «Электропривод
ПодробнееЛекция 2.8 Переменный ток
Лекция.8 Переменный ток План:. Введение. Квазистационарные токи 3. Переменный ток через сопротивление 4. Переменный ток через индуктивность 5. Переменный ток через емкость 6. Цепь содержащая индуктивность
ПодробнееС.А. Иванская ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ ГОУ СПО «Минераловодский колледж железнодорожного транспорта» С.А. Иванская ЭЛЕКТРОТЕХНИКА Методические рекомендации по освоению теоретического материала и
ПодробнееИндуктивность в цепи переменного тока
Лабораторная работа 7 Индуктивность в цепи переменного тока Цель работы: исследование зависимости сопротивления соленоида от частоты синусоидального тока, определение индуктивности соленоида, а также взаимной
Подробнее, где I m амплитуда силы тока
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8. ИНДУКТИВНОСТЬ И ЕМКОСТЬ В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Цель работы: определение зависимости индуктивного и емкостного сопротивлений от частоты, а также определение угла сдвига фаз тока
ПодробнееТема 4.2. Цепи переменного тока
Тема 4.. Цепи переменного тока Вопросы темы.. Цепь переменного тока с индуктивностью.. Цепь переменного тока с индуктивностью и активным сопротивлением. 3. Цепь переменного тока с ёмкостью. 4. Цепь переменного
ПодробнееМожно показать также, что
Индуктивно-связанные цепи «на ладони» Магнитная связь между двумя катушками появляется, если их потоки взаимно пронизывают витки (часть витков) друг друга. Потокосцеплением называется произведение потока
ПодробнееИЗУЧЕНИЕ РЕЗОНАНСОВ НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ
Министерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ Кафедра физики ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА.5 ИЗУЧЕНИЕ РЕЗОНАНСОВ НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ МЕТОДИЧЕСКОЕ
ПодробнееИЗУЧЕНИЕ РЕЗОНАНСА НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ
ИЗУЧЕНИЕ РЕЗОНАНСА НАПРЯЖЕНИЙ И ТОКОВ Цель работы. Изучить явление онанса в цепях переменного тока. Определить онансные частоты и параметры цепей для различных типов соединений.. Изучение онанса напряжений
ПодробнееРезонанс «на ладони».
Резонанс «на ладони». Резонансом называется режим пассивного двухполюсника, содержащего индуктивные и ёмкостные элементы, при котором его реактивное сопротивление равно нулю. Условие возникновения резонанса
ПодробнееИЗУЧЕНИЕ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ИЗУЧЕНИЕ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ Цель работы: исследование зависимости напряжения на емкости и тока в колебательном контуре от частоты вынужденных колебаний ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Для
ПодробнееЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Ψ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Широкое распространение переменного тока обусловлено его преимуществами в получении, передаче и преобразовании. Переменным называется ток, изменяющийся во времени. Значение тока
ПодробнееЛекция 4 ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК
Сегодня: среда, 18 сентября 213 г. Лекция 4 ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК Содержание лекции: 1. Сопротивление в цепи переменного тока 2. Емкость в цепи переменного тока 3. Индуктивность в цепи переменного тока 4. Закон
ПодробнееЛекция 1. ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ
Лекция 1. ГАРМОНИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ Колебательные процессы широко распространены в природе и технике. При движении маятника колеблется его центр тяжести. В случае переменного тока колеблются напряжение и
ПодробнееПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Глава 5 ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК Основное преимущество переменного тока перед постоянным состоит в том, что с помощью трансформаторов можно просто и экономично как увеличивать, так и уменьшать напряжение
ПодробнееМОСТИКОВАЯ СХЕМА В ПОЛНОЙ ЦЕПИ
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ МОСТИКОВАЯ СХЕМА В ПОЛНОЙ ЦЕПИ Мостиковая
Подробнее5. Электрические колебания
1 5 Электрические колебания 51 Колебательный контур Колебаниями в физике называют не только периодические движения тел но и всякий периодический или почти периодический процесс в котором значения той или
ПодробнееРасчет цепей переменного тока.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Нижегородский государственный университет им НИ Лобачевского Национальный исследовательский университет Расчет цепей переменного тока Учебно-методическое
ПодробнееКонденсатор в цепи переменного тока
Лабораторная работа 6 Конденсатор в цепи переменного тока Цель работы: исследование зависимости проводимости конденсатора от частоты синусоидального тока. Определение емкости конденсатора и диэлектрической
ПодробнееОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ КАТУШКИ
Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тихоокеанский государственный университет» ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДУКТИВНОСТИ КАТУШКИ Методические
ПодробнееЛабораторная работа 5 Резонанс напряжений
Лабораторная работа 5 Резонанс напряжений В механической системе онанс наступает при равенстве собственной частоты колебаний системы и частоты колебаний возмущающей силы, действующей на систему. Колебания
ПодробнееИзучение магнитного поля на оси соленоида
Лабораторная работа 3 Изучение магнитного поля на оси соленоида Цель работы. Исследование распределения индукции магнитного поля вдоль оси соленоида. Приборы и оборудование. Генератор синусоидального тока,
ПодробнееВывод законов Ома и Джоуля—Ленца в классической электронной теории — Студопедия
Важнейшей задачей классической электронной теории проводимости металлов является теоретический вывод основных законов электрического тока — законов Ома и Джоуля-Ленца, установленных опытным путем. Рассмотрим вывод этих законов.
1. Предположим, что при соударениях с узлами кристаллической решетки электроны полностью теряют скорость упорядоченного движения, которую они приобретают под действием внешнего электрического поля за время t свободного пробега. В процессе свободного пробега электроны движутся равноускоренно. Поэтому средняя скорость упорядоченного движения электронов равна:
где макс—среднее значение максимальной скорости, приобретаемой электроном под действием электрического поля за время свободного пробега.
Пусть т—масса электрона, е—его заряд и Е—напряженность стационарного электрического поля в проводнике. Тогда уравнение движения электрона имеет следующий вид
Интегрируя это уравнение по v от 0 до vмакс и по t от 0 до t(t — средняя продолжительность свободного пробега электрона), получаем:
(20.24)
и
. (20.25)
Среднее время свободного пробега электронов можно выразить через среднюю длину свободного пробега и среднюю скорость движения электронов относительно кристаллической решетки проводника. Эта скорость равна сумме средней скорости их теплового движения и средней скорости и упорядоченного движения. Поэтому
Выше было показано, что . Поэтому в предыдущей формуле величиной по сравнению с можно пренебречь
Подставим значение в формулу (20.25):
(20.25`)
Заменив в (20.24) его выражением из(20.25`), получим:
. (20.26)
Величина
называетсяудельной электропроводностью, а обратная ей величина — удельным сопротивлением проводника.
Следовательно,
(20.27)
Формула (20.27) совпадает с (20.12) и выражаетзакон Ома в дифференциальной форме для плотности тока:
плотность тока в проводнике равна произведению удельной проводимости проводника на напряженность электрического поля.
Векторы Е и j имеют одинаковое направление. Поэтому закон Ома можно записать также в векторной форме (20.12).
2. Рассмотрим превращение энергии, происходящее при соударениях электронов проводимости с узлами кристаллической решетки. В конце свободного пробега каждый электрон теряет скорость упорядоченного движения. Средняя энергия, передаваемая при этом электроном тому иону, с которым он столкнулся, равна . За единицу времени электрон в среднем претерпевает столкновений с узлами решетки, причем
(20.28)
Все по электронов проводимости, находящихся в единице объема проводника, испытывают столкновений в единицу времени и передают узлам решетки металла энергию, которая идет на увеличение теплового движения ионов металла, т. е. на нагревание проводника
(20.29)
Подставив в (20.29) выражения для из (20.28) и из (20.24), получим величину энергии, которая передается ионам решетки в единице объема проводника за единицу времени:
(20.30)
Эта величина по своему физическому смыслу являетсяплотностью тепловой мощности тока,рассмотренная нами в уравнении (20.17).
Коэффициент есть не что иное, как удельная электропроводность
металла, поэтому (20.30) можно записать в следующем виде:
. (20.31)
Формула (20.31) представляет математическое выражениезакона Джоуля—Ленца для плотности тепловой мощности тока:
плотность тепловой мощности тока в проводнике равна произведению его удельной электропроводности на квадрат напряженности электрического поля,
и совпадает с ранее полученным выражением (20.19) дифференциальной формы закона.
В приведенных выше выводах законов Ома и Джоуля—Ленца мы предполагали, что при соударениях электронов с узлами кристаллической решетки электроны полностью теряют скорость упорядоченного движения. Г. Лоренц показал, что это предположение несущественно. К тем же результатам можно прийти, считая, что соударения электронов с узлами решетки являются абсолютно упругими.
ЗаконОм в векторной форме: A V IR B vec J sigma vec class 12 Physics CBSE
Подсказка: Все величины, используемые в законе Ома, являются скалярными. Чтобы преобразовать их в векторную форму, сопротивление записывается в виде удельного сопротивления, длины и площади поперечного сечения. Затем величины переупорядочиваются, чтобы преобразовать разность потенциалов в градиент потенциала, а ток — в плотность тока, которая является векторной величиной. Полное пошаговое решение
Закон Ома гласит, что ток, проходящий через проводник, прямо пропорционален разности потенциалов между двумя точками.Постоянная известна как сопротивление, и это свойство материала сопротивляться прохождению электрического тока через материал.
Его можно записать как
$ V = IR $
, где $ V $ — разность потенциалов между двумя концами провода.
$ I $ — ток
, а $ R $ — сопротивление провода.
Сопротивление провода можно определить по формуле:
$ R = \ dfrac {{\ rho L}} {A} $
Здесь $ \ rho $ — удельное сопротивление материала,
$ L $ — сопротивление материала. длина провода,
А $ A $ — площадь поперечного сечения провода.
Проводимость $ \ left (\ sigma \ right) $ является обратной величиной удельного сопротивления или,
$ \ rho = \ dfrac {1} {\ sigma} $
Это значение удельного сопротивления можно подставить в формулу сопротивления, чтобы получить:
$ R = \ dfrac {L} {{\ sigma A}} $
Теперь мы подставляем это значение сопротивления в закон Ома,
Оно становится —
$ V = \ dfrac {{IL}} {{\ sigma A} } $
Если мы изменим это уравнение, сдвинув $ L $ и $ \ sigma $ на LHS, мы получим-
$ \ sigma \ dfrac {V} {L} = \ dfrac {I} {A} $
Мы знаем этот потенциальный градиент,
$ \ vec E = \ dfrac {V} {L} $, является векторной величиной.
Кроме того, плотность тока
$ \ vec J = \ dfrac {I} {A} $ также является векторной величиной.
Таким образом, закон Ома можно переписать как —
$ \ sigma \ vec E = \ vec J $
или $ \ vec J = \ sigma \ vec E $
Таким образом, вариант (B) является правильным ответом.
Примечание
Термины «плотность тока» и «градиент потенциала» являются векторами, поскольку предполагается, что площадь и длина провода имеют определенное направление. Формулу $ \ vec J = \ sigma \ vec E $ можно также записать через удельное сопротивление $ \ rho \ vec J = \ vec E $.
Закон Ома в векторной форме
Результаты листинга Закон Ома в векторной форме Самая низкая цена
Закон Ома в векторной форме: Вопросы по физике
2 часа назад Закон Ома в векторной форме : A. Это закон атома в векторе из. Загрузите приложение Free Answr. Нажмите на картинку в нашем приложении и мгновенно получите проверенные решения. Сканировать…
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Form Law Показать подробности
Закон Ома в векторной форме
4 часа назад Закон Ома Диаграмма.5 часов назад Закон Ома Диаграмма. 5 часов назад Закон Ома Диаграмма. 5 часов назад Ом Закон , Ом Закон Круговая диаграмма the12volt.com. 2 часа назад The12volt.com Показать подробности. Ом Закон Круговая диаграмма . Очень низкое сопротивление позволяет протекать большому току. Сопротивление измеряется в Ом. . Мощность (P) Мощность — это количество тока, умноженное на уровень напряжения в данной точке, измеренное в…
Предварительный просмотр / Показать еще
Опубликовано в : Form Law Показать подробности
Векторная форма закона Ома Домашнее задание Помощь myCBSEguide
9 часов назад Простейшая версия закона Ом : V = IR.где V — падение напряжения на резисторе с сопротивлением R при протекании через него тока I. Давайте обобщим этот закон так, чтобы он выражался в терминах E и J, а не V и I. Рассмотрим длину l проводника с однородной площадью поперечного сечения A с…
Preview / Показать больше
Размещено в : Форма Закон Показать подробности
что такое закон Ома 39 в векторной форме Физика
5 часов назад Вектор имеет 3 свойства: направление в пространстве и алгебраическое значение.С другой стороны, скаляр — это просто число. Электрический ток является скаляром, несмотря на то, что ток имеет числовое значение и точное значение по сравнению с пространством, но не имеет определенного направления в пространстве, направление электрического тока соответствует направлению провода, поэтому ток является скаляром, нравится напряжение.
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Form Law Показать подробности
Что такое векторная форма закона Ома? Quora
6 часов назад Ответ (1 из 6): Векторная форма имеет вид j = σE, где j — плотность тока, единица СИ: А / м² E — электрическое поле с единицей СИ, В / м σ — проводимость (обратная величина удельного сопротивления).WKT R = ρl / AA — Площадь поперечного сечения, l — Длина проводника V = IR Следовательно, V = Iρl / A j = I / A Следовательно,
Предварительный просмотр / Подробнее
Добавлено в : Form Law Показать подробности
Current Electricity 05: Ohm’s Law (Scalar and Vector Form
3 часа назад Живые классы, видеолекции, серии тестов, Лекционные заметки , тематический DPP, динамические упражнения и многое другое в приложении Physicswallah. Приложение от Google
Автор: Physics Wallah — Alakh Pandey
Просмотров: 1.1M
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Form Law Показать подробности
что такое векторная форма закона Ома Physics TopperLearning
8 часов назад Уважаемый студент, Simplest ohm ‘s law is . v = I R. где — падение напряжения на резисторе сопротивления при протекании через него тока. Давайте обобщим этот закон так, чтобы он выражался в терминах и, а не и. Рассмотрим длину проводника с однородной площадью поперечного сечения с текущим по нему током.В целом, мы ожидаем, что электрическое сопротивление проводника будет
Предварительный просмотр / Показать еще
Опубликовано в : Form Law Показать подробности
Закон Ома, формула, решенные примеры
5 часов назад Закон Ома Решенные задачи. Пример 1: Если сопротивление электрического утюга составляет 50 Ом, и через сопротивление протекает ток 3,2 А. Найдите напряжение между двумя точками. Решение: Если нас попросят вычислить значение напряжения со значением тока и…
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Форма Закон Показать подробности
Что такое закон Ома в векторной форме Физика Электростатика
8 часов назад Это было большим подспорьем для пользователей этого сообщества.Однако я кратко объясню закон Ома в векторной форме ниже. Просто закон Ом: V = IR, где V — разность потенциалов, I — ток, а R — сопротивление. Также R = pl / A, где p — удельное сопротивление, которое является параметром, зависящим от материала. Теперь плотность тока J равна
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Форма закона Показать подробности
Закон Ома викторины MCQ с ответами Закон Ома • Ом…
6 часов назад Закон Ома Викторина MCQs с ответами. Закон Ома викторина — это простой тест, предназначенный для проверки ваших знаний закона Ома . 1. Утверждение, которое правильно представляет закон Ома : Правильный ответ: 1. V = IR. 2. Резистор сопротивлением 10 Ом питается от 5…
Предварительный просмотр / Показать еще
Опубликовано в : Law Commons Показать подробности
Закон Ома
Только сейчас Три формы Ом Закон может использоваться для определения практических единиц тока, напряжения и сопротивления: 1 ампер = 1 вольт / 1 Ом от трения между движущимися свободными электронами и атомами, препятствующими их пути.Тепло свидетельствует о том, что для производства тока используется энергия. 3-8: Рассеивание мощности в сопротивлении
«PDF / Adobe Acrobat»
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Форма закона Показать подробности
Закон Ома • Закон Ома
9 часов назад Ома Закон объясняет взаимосвязь между напряжением и током, протекающим через резисторы. Закон Ома : Ток, протекающий через любой резистор, прямо пропорционален напряжению, приложенному к его концам.. Математически закон Ома определяется формулой V = IR
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Law CommonsПоказать подробности
График закона Ома
5 часов назад Закон Ома Диаграмма. 5 часов назад Закон Ома Круговая диаграмма. 2 часа назад Ом Закон , Ом Закон Круговая диаграмма the12volt.com. 2 часа назад Ом Закон Круговая диаграмма . Очень низкое сопротивление позволяет протекать большому току.Сопротивление измеряется в Ом. . Мощность (P) Мощность — это количество силы тока, умноженное на уровень напряжения в заданной точке, измеренное в ваттах или ваттах .. Предварительный просмотр / Показать больше.
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Law Commons Показать подробности
Цепи по закону Ома Сопротивление тока PhET
8 часов назад Посмотрите, как соотносится уравнение из из Ом закон по простой схеме. Отрегулируйте напряжение и сопротивление и посмотрите на изменение тока в соответствии с законом Ом .
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Форма Закона Показать подробности
Векторная форма / микроскопическая форма закона Ома (Текущая
3 часа назад Векторная форма / микроскопическая форма Ом Закон (Текущая Электричество лекция: 18 ) Объяснил на хинди Аншу Капур Донат с paytm: -9511558173 (Даже ваш ₹ 10 hel
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Форма закона Показать подробности
PowerPoint Presentation
2 часа назад Закон об омах , определяет взаимосвязь между напряжением, ток и сопротивление.Эти основные электрические блоки относятся к постоянному или переменному току. Закон Ома — это основа электроники и электричества. Эта формула широко используется электриками. Электрик, не разбираясь в «Законе Ома ». не может
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Закон о форме Показать подробности
Закон Ома, Применение, Ограничения, Сопротивление
6 часов назад Закон Ома — один из самых популярных и важных законы, которые помогают нам определить взаимосвязь между напряжением, током и сопротивлением.Закон был впервые установлен немецким физиком по имени Георг Симон Ом и был наиболее важной теорией, описывающей количественные характеристики физики электричества.
Расчетное время чтения: 8 минут
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Law Commons Показать подробности
Учебное пособие по физике: Закон Ома и взаимосвязь ВИР
3 часа назад R = ΔV / I = (6 В) / (1 А) = 6 Ом.Диаграмма B: R = ΔV / I = (6 В) / (2 А) = 3 Ом. Сопротивление наибольшее в цепи с наименьшим током — Диаграмма A. Закон Уравнение часто исследуется в физических лабораториях с использованием резистора, аккумуляторной батареи, амперметра и вольтметра. Амперметр — это устройство, используемое для измерения тока при заданном
Предварительный просмотр / Показать еще
Опубликовано в : Law Commons Показать подробности
Ом Закон Закон об омах и ограничения формул
Только сейчас Закон об Омах Заявление — Ограничения и применение Закона Омах . Закон Ома является одним из самых важных законов в изучении физики и электрических компонентов и их свойств. Джордж Ом опубликовал свою работу по сопротивлению в 1827 году. Вдохновляясь предыдущими учеными, работавшими над сопротивлением и связанными с ним теориями подробнее
Какие девять форм закона Ома? Quora
7 часов назад Это то, для чего они были созданы; решать линейные уравнения.Таким образом, в контексте схемы все величины V, R и I можно рассматривать как матрицу (или вектор ). Закон Ома по-прежнему будет действовать в сети. А поскольку матричное умножение некоммутативно, принятая форма — . V = R I.
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Form Law Показать подробности
Закон Ома и его вывод Winner Science
5 часов назад OHM’S LAW .Утверждение: — Закон Ома гласит, что ток (I), протекающий через проводник, прямо пропорционален разности потенциалов (V) на концах проводника, при условии, что физические условия проводников, такие как температура, механическое напряжение и т. Д. сохраняется постоянным, т.е. IαV. Где R известен как сопротивление
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Law Commons Показать подробности
Калькулятор закона Ома
1 час назад
1 .Закон Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален напряжению. Это верно для многих материалов в широком диапазоне напряжений и токов, а сопротивление и проводимость электронных компонентов, изготовленных из этих материалов, остаются постоянными. Закон Ома верен для цепей, содержащих только резистивные элементы (без конденсаторов или катушек индуктивности), независимо от того, является ли управляющее напряжение или ток постоянным (DC) или изменяющимся во времени (AC). Его можно выразить с помощью ряда уравнений, обычно всех трех вместе, как показано ниже.Где:Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Law Commons Показать подробности
Калькулятор закона Ома CNET Скачать
8 часов назад Круг Закон Ома . 0,99 доллара США. С помощью окружности Ом закон вы можете вычислить несколько значений Ом закон ! Благодаря простому и интуитивно понятному интерфейсу все, что вам нужно сделать, это коснуться iOS. Круг Закон Ома .
Предварительный просмотр / Показать еще
Опубликовано в : Law Commons Показать подробности
Закон Ома Определение, формула, применение закона Ома
3 часа назад Закон Ома гласит, что напряжение или разность потенциалов между двумя количество точек прямо пропорционально току или электричеству, проходящему через сопротивление, и прямо пропорционально сопротивлению цепи.Формула для закона Ома : V = IR. Эта взаимосвязь между током, напряжением и соотношением была обнаружена немецким ученым Георгом Симоном Ом .
Предварительный просмотр / Показать больше
Размещено в : Закон о форме Показать подробности
Калькулятор закона Ома скачать SourceForge.net
8 часов назад Скачать Калькулятор закона Ома для бесплатно . Это просто продвинутый калькулятор закона Ома , который слишком удобен и точен.Также содержит справочную информацию о законе Ома и позволяет сохранять расчеты в форматах TXT, XML, CSV и HTML.
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Form Law Показать подробности
Ohms Law Photos Free & Royalty Free Stock Photos from
4 часа назад Скачать все бесплатно или роялти- бесплатно фотографии и изображения . Используйте их в коммерческих проектах на условиях пожизненного, бессрочного и всемирного права.Dreamstime — крупнейшее в мире сообщество стоковой фотографии.
Предварительный просмотр / Показать еще
Опубликовано в : Торговое право Показать подробности
Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома learn.sparkfun
4 часа назад Объединение элементов напряжения, тока и сопротивления, Ом разработал формулу: где V = напряжение в вольтах I = ток в амперах R = сопротивление в Ом Это называется законом Ом .Скажем, например, что у нас есть цепь с потенциалом 1 вольт, током 1 ампер и сопротивлением 1 Ом . Используя закон Ом , мы можем сказать:
Предварительный просмотр «PDF / Adobe Acrobat»
Предварительный просмотр / Показать еще
Опубликовано в : Закон формы Показать подробности
21 идеи закона Ома закон Ома, закон ома, закон
1 часов назад 6 января 2017 г. — Ом Закон Закон я создал.Дополнительные идеи о законе Ом , Ом , законе .
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Law Commons Показать подробности
Закон Ома ElectronicsLab.com
21.086.417 9 часов назад
1 . Фундаментальная связь между током, напряжением и сопротивлением известна как закон Ома и, вероятно, является самым известным и элементарным физическим законом электроники. В 1827 году немецкий физик Георг Симон Ом впервые публикует в книге «Die galvanische Kette, Mathematisch Bearbeitet» (на английском языке: математическое исследование гальванической цепи) раннюю форму закона, которая позже получит его имя. .В первом разделе мы представим макроскопический закон Ома, который представляет собой форму, показываемую студентам в начале учебного процесса. Во втором разделе мы увидим, что различные формы уравнения могут быть адаптированы в зависимости от топологии схемы и характера ее источника, в частности, при рассмотрении режима переменного тока. Более продвинутые концепции представлены в третьем разделе, где мы сосредоточимся на мезоскопическом определении уравнения, известного как локальное выражение закона Ома.Предварительный просмотр / Показать больше
Опубликовано в : Law Commons Показать подробности
Ohms Law Calculator Pro CNET Download
2 часа назад Ohms Law Calculator Pro free download — Ohms Law Calculator, Income Tax Calculator, Ping Scanner Pro и многие другие программы
Preview / Показать еще
Размещено в : Law Commons Показать подробности
Ohms Law Calculator Сопротивление, напряжение и ток
8 часов назад
1 .Пример: рассчитайте ток в амперах, если в цепи имеется сопротивление 20 Ом и разность потенциалов 40 вольт. Шаг 1: Запишите и определите значения. R = 20 Ом. V = 40 вольт. Шаг 2: Запишите уравнение закона Ома. V = ИК. Шаг 3: Поместите значения в уравнение. V = IR I = V / R.Предварительный просмотр / Показать еще
Опубликовано в : Law Commons Показать подробности
Закон Ома Falstad
3 часа назад Это java-апплет, демонстрирующий простую демонстрацию закона Ом .Зеленый цвет указывает на положительное напряжение, а серый цвет указывает на землю (или землю). Движение желтых точек указывает на ток (в обычном направлении). Ток течет от источника положительного напряжения через один из двух резисторов к земле. Величина сопротивления в Ом показана справа от каждого резистора.
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Law Commons Показать подробности
Что такое уравнение формулы закона Ома »Электроника Примечания
6 часов назад Таким образом, ток определяется путем деления напряжения на сопротивление .I = V R = 10 500 = 0,02 A = 20 м A. Пример 2. Аналогичным образом можно использовать закон Ом для определения сопротивления, если известны ток и напряжение. Возьмем, например, напряжение 10 вольт, а ток 0,1 А.
Предварительный просмотр / Показать больше
Опубликовано в : Закон о форме Показать подробности
73 Идеи закона Ома в Законе Ома 2021 года, электрическое
6 часов назад 8 июля 2021 г. — Изучите доску Джеймса Смита «Закон Ома» «, а затем 2744 человека на Pinterest .Дополнительные идеи о законе Ом , электротехнике, электронной технике.
Предварительный просмотр / Показать больше
Размещено в : Law Commons Показать подробности
Ватт / Вольт / Ампер / Ом Калькулятор
1 час назад Ом закон калькулятор Ом вычисления. Сопротивление R в Ом (Ом) равно напряжению V в вольтах (В), деленному на ток I в амперах (А): сопротивление R в Ом (Ом) равно квадрату напряжения V в вольт (В), деленное на мощность P в ваттах (Вт): сопротивление R в Ом (Ом) равно мощности P в ваттах (Вт), деленной на
Предварительный просмотр / Показать еще
Опубликовано в : Law Commons Показать подробности
Калькулятор закона Ома DipsLab.com
Just Now Закон Ома Утверждение: Закон Ома гласит, что «электрический ток (I), проходящий через проводник, прямо пропорционален приложенному напряжению (V) между двумя выводами проводника, если физический условия остаются постоянными ». Где Сопротивление (R) — постоянный член. Из приведенного выше уравнения вы вычислили другие электрические параметры.pdf Хести Сукарна
Только сейчас Уокер, Джерл Основы физики / Джерл Уокер, Дэвид Холлидей, Роберт Резник — 10-е издание. объемов см Включает указатель. ISBN 978-1-118-23072-5 (расширенное издание) Готовая к переплету версия ISBN 978-1-118-23061-9 (расширенное издание) 1.
Предварительный просмотр / Подробнее
Опубликовано в : Pdf LawShow details
Закон Ома с примерами issuesphysics.com
5 часов назад Решение для примера 2 Мы используем закон Ом V = RI, чтобы найти ток I1, проходящий через R1.4 = 5 I1 Решить для I1 I1 = 4/5 = 0,8 A Два резистора включены последовательно, и поэтому через них проходит одинаковый ток. Следовательно, ток I2 через R2 равен 0,8 А. Теперь мы используем закон Ом , чтобы найти напряжение V2 на резисторе R2.
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Law Commons Показать подробности
Закон Ома Практические проблемы Online Brilliant
Только сейчас Закон (микроскопическая интерпретация) Решение проблем — Элементы схемы Проблема Тесты Резисторы: Проблемы 1-3 уровня Ом Закон На приведенном выше графике показан ток через нихромовый провод в зависимости от приложенного напряжения.Если i = 200 мА i = \ si {200 \ \ милли \ ампер} i = 2 0 0 м A и v = 125
Предварительный просмотр / Показать еще
Опубликовано в : Law Commons Показать подробности
Электромагнитные поля (JNTUH) B.Tech III (EEE) R18
5 часов назад Электромагнитные поля, B.Tech II-год I-Sem (EEE) (R18), JNTU- (Хайдарабад), Низкая цена Последнее издание 2021 года . Описание. Издатель. Предварительный просмотр. УЧЕБНЫЙ ПЛАН. БЛОК-I. СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ Обзор преобразования вектора из одной системы координат в другую систему координат, закон Кулона , напряженность электрического поля, электрическое поле из-за точки
Предварительный просмотр / Показать еще
Опубликовано в : Law CommonsShow details
Магазин Пола Фостера Учебные материалы TES
6 часов назад Урок CP9d от нового Edexcel объединил научные знания GCSE (9-1), посвященный сопротивлению.Урок включает в себя, что такое сопротивление, Ом по закону , сопротивление в последовательных цепях и сопротивление в параллельных цепях. Некоторые задачи в уроке требуют использования рабочих листов из ActiveLearn, но их можно легко заменить другими доступными рабочими листами
Предварительный просмотр / Показать больше
Опубликовано в : Law Commons Показать подробности
Закон Ома и закон сопротивления Ома National 5 Physics
6 часов назад Используйте закон Ом , чтобы связать сопротивление, ток и напряжение.В National 5 Physics рассчитывают сопротивление для последовательной и параллельной комбинации резисторов.
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Law Commons Показать подробности
4 часа назад Поиск мировой информации, включая веб-страницы, изображения, видео и многое другое. У Google есть множество специальных функций, которые помогут вам найти именно то, что вы ищете.
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Форма Закона, Морское правоПоказать подробности
Приложения для калькулятора закона Ома в Google Play
3 часа назад Закон Ома Калькулятор.★ Нажмите «Установить» и попробуйте, это бесплатно ! ★ Общая информация: Когда закон Ома Calculator Ad Free открывается впервые, все поля сбрасываются. Одновременно следует проверять только два поля. Чтобы уравнения работали, две из четырех переменных должны быть известны и введены правильно. ★ Шаг 1: Введите известную переменную в
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Law CommonsПоказать подробности
Ohms Law Calculator Inst Tools
3 часа назад Ohms Law Пояснения к терминам калькулятора: Ток измеряется в (А) амперах или амперах.(V или E) Напряжение — это разность электрических потенциалов между двумя точками в цепи. Это толчок или давление за током, протекающим через цепь, и измеряется в (В) вольтах. (R) Сопротивление определяет, сколько тока будет проходить через компонент.
Предварительный просмотр / Показать еще
Размещено в : Law Commons Показать подробности
Тип фильтра: Все время Последние 24 часа Прошлая неделя Прошлый месяц
Пожалуйста, оставьте здесь свои комментарии:
Закон Ома в векторной форме ***
Проблема 1
Официальное решение будет доступно через часы
Проблема 2
Официальное решение будет доступно через часы
Проблема 3
Официальное решение будет доступно через часы
Проблема 4
Официальное решение будет доступно через часы
Проблема 5
Официальное решение будет доступно через часы
Проблема 6
Официальное решение будет доступно через часы
Проблема 7
Официальное решение будет доступно через часы
Проблема 8
Официальное решение будет доступно через часы
Проблема 9
Официальное решение будет доступно через часы
скажи мне закон Ома в векторной форме
Ответ:
Закон Ома гласит, что ток через проводник между двумя точками прямо пропорционален напряжению в этих двух точках.Вводя константу пропорциональности, сопротивление [1], мы приходим к обычному математическому уравнению, описывающему эту взаимосвязь: [2]
{\ displaystyle I = {\ frac {V} {R}},} I = {\ frac {V} {R}},
где I — ток через проводник в единицах ампер, V — напряжение, измеренное на проводнике в единицах вольт, а R — сопротивление проводника в единицах Ом. Более конкретно, закон Ома гласит, что R в этом отношении постоянно, независимо от тока.[3] Закон Ома — это эмпирическое соотношение, которое точно описывает проводимость подавляющего большинства электропроводящих материалов в течение многих порядков величины тока. Однако некоторые материалы не подчиняются закону Ома, их называют неомическими.
Закон был назван в честь немецкого физика Георга Ома, который в трактате, опубликованном в 1827 году, описал измерения приложенного напряжения и тока через простые электрические цепи, содержащие провода различной длины. Ом объяснил свои экспериментальные результаты немного более сложным уравнением, чем современная форма, приведенная выше (см. Историю).
В физике термин закон Ома также используется для обозначения различных обобщений закона; например, векторная форма закона, используемого в электромагнетизме и материаловедении:
{\ displaystyle \ mathbf {J} = \ sigma \ mathbf {E},} \ mathbf {J} = \ sigma \ mathbf {E},
, где J — плотность тока в данном месте в резистивном материале, E — электрическое поле в этом месте, а σ (сигма) — зависящий от материала параметр, называемый проводимостью. Эта переформулировка закона Ома принадлежит Густаву Кирхгофу.[4]
I надежда это
59
60
58
An d пожалуйста марка это 61 58
58 9005 Brainlist Ответ
ЗаконОма: MCQ по применению, ограничение, векторная форма, единица измерения, проблемы
1.Что из следующего верно относительно утверждения
закона Ома ?- Ток должен быть прямо пропорционален напряжению
- Ток должен быть обратно пропорционален сопротивлению
- Напряжение должно быть прямо пропорционально сопротивлению
- И A, и B
Посмотреть ответ
Ответ: Вариант (D)
Память: Почти каждый студент знаком с термином Закон Ома
.
Это описывает взаимосвязь между Напряжение , Ток и Сопротивление
.Этот закон был назван в честь немецкого физика Георга Симона Ома .
Согласно этому закону,
Если температура и другие условия окружающей среды остаются постоянными, ток, протекающий по проводнику между двумя точками, прямо пропорционален разности потенциалов (напряжению) между точками и обратно пропорционален сопротивлению цепи.
2. Что из следующего верно относительно
ограничения закона Ома ?- Закон Ома действителен только для нелинейных цепей
- Закон Ома действителен только для линейной цепи
- Закон Ома действителен как для линейной, так и для нелинейной схемы
- Закон Ома действует только для односторонней цепи
Посмотреть ответ
Ответ: Вариант (B)
Память: Информация отсутствует.
3. Условие для закона Ома —
- Температура должна оставаться постоянной
- Напряжение должно оставаться постоянным
- Ток должен оставаться постоянным
- Мощность должна оставаться постоянной
Посмотреть ответ
Ответ: Вариант (A)
Память: Условием для закона Ома является температура, а другие условия окружающей среды должны оставаться постоянными.
4. Какое из следующих уравнений описывает
векторную форму закона Ома ?А. | |
Б. | |
К. | |
Д. | Ничего из вышеперечисленного |
Посмотреть ответ
Ответ: Вариант (B)
Память: Векторная форма закона Ома обычно используется в электромагнитной науке и материаловедении для нахождения плотности тока , проводимости и электрического поля .
Это переформатирование закона Ома обычно происходит благодаря немецкому физику Густав Роберт Кирхгоф .
5.
Ом это единица ?- Емкость
- Индуктивность
- Сопротивление
- Транзистор
Посмотреть ответ
Ответ: Вариант (C)
Память: Ом — это практическая единица измерения сопротивления в системе СИ.
6.
Закон Ома применим к ?- Только линейная цепь
- Только нелинейная схема
- только односторонний контур
- Все вышеперечисленное
Посмотреть ответ
Ответ: Вариант (A)
Память: Закон Ома применим только к цепям, содержащим только линейные элементы.
Например, сопротивление , емкость , индуктивность .
Потому что эти элементы показывают линейные выходные характеристики (, выходной график которого представляет собой прямую линию
).
Задач, основанных на законе Кулона
Каждое физическое явление во вселенной физики включает в себя некоторый тип притяжения или отталкивания, которые заставляют Вселенную существовать уникальным образом. Окружающая среда остается в хорошо оборудованном и сбалансированном состоянии из-за притяжения и отталкивания между частицами.Когда этим влечением и отталкиванием манипулируют, чтобы нарушить или изменить, результаты наблюдений могут быть замечательными.
Рассмотрим электроны атома: если притяжение между протонами в ядре и электронами в оболочках нарушено, атом может быть разрушен. Физики давно увлечены количественной стороной физики, поскольку она помогает в понимании концепций и разработке новых теорий и идей.
Вниманию читателя! Все, кто говорит, что программирование не для детей, просто еще не встретили подходящих наставников.Присоединяйтесь к демонстрационному классу для первого шага к курсу кодирования, специально разработан для учеников 8-12 классов.
Студенты получат больше информации о мире программирования в этих бесплатных классах , которые определенно помогут сделать правильный выбор карьеры в будущем.
В 1785 году французский физик по имени Шарль Огюстен де Кулон ввел измеримую математическую связь между двумя электрически заряженными телами.Закон Кулона, часто известный как закон обратных квадратов Кулона , представляет собой уравнение, которое помогает определить степень отталкивания или силы притяжения между двумя заряженными частицами.
Закон Кулона
Закон Кулона описывает силу, существующую между двумя точечными зарядами. Термин точечный заряд относится к тому факту, что размер линейно заряженных объектов относительно мал по сравнению с расстоянием между ними в физике. В результате мы рассматриваем их как точечные заряды, поскольку вычислить силу притяжения / отталкивания между ними просто.
Следовательно, закон Кулона можно сформулировать как:
Сила притяжения или отталкивания между двумя заряженными телами прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, согласно закону Кулона. . Он действует на линию, соединяющую два заряда, которые называются точечными зарядами .
Изображение закона Кулона
Как правило, в заявлении содержится два обвинения: q 1 и q 2 .Сила притяжения / отталкивания между зарядами равна «F», а расстояние между ними — «r». Тогда математически закон Кулона имеет вид:
- Электростатическая сила F прямо пропорциональна произведению величины зарядов в контакте, т.е. F ∝ q 1 q 2
- Электростатическая сила, F обратно пропорционально квадрату расстояния между двумя контактирующими зарядами, то есть F ∝ 1 / r 2
Давайте объединим приведенное выше соотношение как
F ∝ q 1 q 2 / r 2
Теперь введем новую константу пропорциональности k как,
F = kq 1 q 2 / r 2
где k — константа пропорциональности, равная 1 / 4πε0, здесь ε0 называется эпсилон, а не означает диэлектрическую проницаемость вакуума.Расчетное значение k составляет 9 × 10 9 Нм 2 / C 2 .
По словам Кулона, одинаковые заряды отталкиваются друг от друга, в то время как разные заряды притягиваются друг к другу. Это означает, что заряды одного знака будут отталкивать друг друга, а заряды противоположных знаков будут притягиваться.
Закон Кулона в векторной форме
Есть два вида физических величин: скаляры, (только с одной величиной) и векторы, (со многими величинами) (величины с величиной и направлением).Поскольку сила имеет как величину, так и направление, она является векторной величиной. В виде векторов закон Кулона можно переписать. Помните, что вектор «F» обозначается как, а вектор «r» обозначается как, и так далее.
Допустим, есть два заряда, q 1 и q 2 , с векторами местоположения r 1 и r 2 . Поскольку оба заряда имеют одинаковый знак, между ними будет существовать сила отталкивания. Пусть F 12 будет силой, действующей на заряд q 1 из-за q 2 , и F 21 будет силой, действующей на заряд q 2 из-за заряда q 1 .Вектор r 21 — это вектор согласования от q 1 до q 2 .
При использовании закона Кулона для расчета силы между двумя точечными зарядами имейте в виду следующие моменты. Поскольку оба заряда по своей сути противоположны, векторная форма уравнения не зависит от их знаков.
Из-за изменения вектора положения, сила отталкивания F 21 , которая представляет собой силу, действующую на заряд q 1 , обусловленную q 2 , и другая сила отталкивания F 21 , которая является силой на заряде q 2 в связи с q 1 , имеют противоположные знаки.
F 12 = — F 21
Это связано с тем, что вектор положения для силы F 12 равен r 12 , а вектор положения для силы F 21 — r 21 .
r 21 = r 2 — r 1
и
r 12 = r 1 — r 2
Из-за знаков r 21 и r 12 противостоят, они производят силы с противоположными знаками.Это демонстрирует, что закон Кулона совместим с третьим законом Ньютона, который гласит, что каждое действие имеет равное и противоположное противодействие. Когда два заряда находятся в вакууме, закон Кулона определяет силу между ними. Это связано с тем, что в вакууме на заряды не влияют другие вещества или частицы.
Ограничения закона Кулона
Закон Кулона основан на наборе предположений и не может использоваться так же, как другие универсальные формулы. Закон охватывает следующие пункты:
- Если заряды статичны, мы можем использовать формулу (в состоянии покоя)
- При работе с зарядами, которые имеют нормальную и гладкую форму, формула проста в использовании; но когда мы имеем дело с зарядами неправильной формы, это становится слишком сложным.
- Формула действительна только тогда, когда молекулы растворителя между частицами значительно больше, чем оба заряда.
Задачи, основанные на законе Кулона
Задача 1: Какова будет электростатическая сила между двухточечными зарядами: заряды + 2 мкКл и + 4 мкКл отталкиваются друг от друга с силой 20 Н, когда к ним добавляется заряд -6 мкКл. каждый из них?
Решение:
Учитывая, что
Первая зарядка, q 1 составляет + 2 мкКл.
Второй заряд, q 2 + 4 мкКл.
Третий заряд, q 3 составляет -6 мкКл.
Электростатическая сила в первом случае F равна 20 Н.
Следовательно,
F = kq 1 q 2 / r 2
или
20 Н = k (+ 2 мкКл × + 4 мкКл) / r 2 …… (1)
Теперь, когда третий заряд q3 вводится в q1 и q2, тогда заряды на обоих q1 и q2 изменяются следующим образом:
q1 ′ = (2-6) мкКл = -4 мкКл
q2 ′ = (4-6) мкКл = -2 мкКл
Тогда электростатическая сила в этом новом случае будет:
F ‘= k q’ 1 q ‘ 2 / r 2
= k (-4 мкКл × -2 мкКл) / r 2 …… (2)
Теперь, чтобы получить F ‘, разделим уравнение (2) на (1) как,
F ‘/ 20 N = [k (-4 мкКл × -2 мкКл) / r2] / [20 Н = k (+ 2 мкКл × + 4 мкКл) / r 2 ]
F ’= +20 Н
Следовательно, электростатическая сила при введении третьего заряда составляет +20 Н .
Задача 2: Определите электростатическую силу между двумя зарядами величиной 2 C и -1 C, разделенными на расстоянии 1 м в воздухе.
Решение:
Учитывая, что
Первый заряд q1 равен +2 C.
Второй заряд q2 равен -1C.
Расстояние между двумя зарядами r равно 1 м.
Формула для расчета электростатической силы между зарядами:
F = kq 1 q 2 / r 2
Замените данные значения в приведенное выше выражение как,
F = (9 × 10 9 Нм 2 / C 2 ) (+ 2 C) (- 1 C) / (1 м) 2
= 18 × 10 9 N
Проблема 3: Расстояние между двумя контактирующими электронами равно 1 Å.Определите кулоновскую силу между ними.
Решение:
Заряд электрона q равен -1,6 × 10 -19 C.
Расстояние между двумя зарядами r равно 1 Å.
Формула для расчета электростатической силы между двумя электронами:
F = k (q 2 / r 2 )
Подставьте указанные значения в приведенное выше выражение как,
F = (9 × 10 9 Нм 2 / C 2 ) [(-1.6 × 10 -19 C) 2 / (1 Å) 2 ]
= 2,3 × 10 −8 N
Проблема 4: При разделении на определенном расстоянии два сферические проводники B и C с одинаковыми радиусами и с одинаковыми зарядами отталкивают друг друга с силой F. Третий сферический проводник с тем же радиусом, что и B, но без заряда, вводится в контакт с B, затем с C и в конечном итоге удаляется из оба. Какова новая сила отталкивания между B и C?
Решение:
Для данного случая
Первоначально электростатическая сила на проводниках определяется как:
F = k (q 2 / r 2 ) …… (1)
Но когда третий сферический проводник поочередно соприкасается с B и C, то он удаляется, поэтому заряды на B и C составляют Q / 2 и 3Q / 4 соответственно.
Следовательно, Новая сила принимает вид:
F ‘= k [Q / 2) (3Q / 4) / r 2 ] …… (2)
Сравнивая уравнения (1) и (2), мы get:
F ‘= 38F
Задача 5: Рассмотрим систему из двух зарядов величиной 2 × 10-7 Кл и 4,5 × 10-7 Кл, на которые действует сила 0,1 Н. расстояние между двумя зарядами?
Решение:
Учитывая, что
Первый заряд, q 1 равен 2 × 10 -7 C.
Второй заряд q 2 составляет 4,5 × 10 -7 C.
Сила, действующая на них, F равна 0,1 Н.
Формула для расчета электростатической силы между зарядами:
F = kq 1 q 2 / r 2
Замените данные значения в приведенном выше выражении как,
0,1 N = (9 × 10 9 Нм 2 / C 2 ) (2 × 10 -7 C) (4,5 × 10 -7 C) / (r) 2
r = 0.09 м
Следовательно, расстояние между двумя зарядами r составляет 0,9 м .
Задача 6. Определите величину двух идентичных зарядов, когда электростатическая сила между этими двумя идентичными зарядами составляет 1000 Н и находится на расстоянии 0,1 м друг от друга.
Решение:
Учитывая, что
Расстояние между двумя зарядами r равно 0,1 м.
Сила, действующая на них, F равна 1000 Н.
Формула для расчета электростатической силы между зарядами:
F = k q 2 / r 2
где q — заряд.
Измените приведенную выше формулу для q как,
q 2 = Fr 2 / k
Замените указанные значения в приведенном выше выражении как,
q 2 = (1000 Н) (0,1 м) 2 / (9 × 10 9 Нм 2 / C 2 )
q = 0,33 × 10-5 C
Следовательно, величина заряда составляет 0,33 × 10-5 C .
Задача 7. Рассмотрим два противоположных заряда одинаковой величины, размещенных на таком расстоянии друг от друга, что между этими двумя зарядами действует сила F N.Если 60% заряда переходит с одного на другой. Определите, насколько изменится значение силы в этом случае.
Решение:
Первоначально электростатическая сила между двумя зарядами определяется как,
F = kq 2 / r 2 …… (1)
Теперь, когда заряд переносится , электростатическая сила принимает вид,
F ‘= kq 1 q 2 / r 2 …… (2)
Переданный заряд равен,
60% от q = 60/100 × q = 3 / 5 q
Следовательно, заряд q 1 = q — 3/5 q
= 2/5 q
И заряд q 2 = q + 3/5 q
= 8/5 q
Таким образом, чистая сила между этими зарядами равна,
F ‘= kq 1 q 2 / r 2
= K (2/5 q) (8/5 q) / r 2
= 16/25 F
Задача 8: Определенный заряд Q делится на две составляющие: q и Q-q.Какая связь между Q и q, если две части разделены r и имеют наибольшее кулоновское отталкивание?
Решение:
Учитывая, что данный заряд Q делится на заряды Q-q и q, разделенные расстоянием r.
Мы знаем,
F = kq 1 q 2 / r 2
ie
F = kq (Qq) / r 2
Теперь, чтобы максимизировать эту силу, возьмем:
d F / dq = 0
, что означает,
(Qq) — q = 0
2 q = Q
или
q = Q / 2
Закон Ома (микроскопическая интерпретация) | Блестящая вики по математике и науке
Закон Ома связывает плотность тока в проводнике с приложенным электрическим полем формулой J = σEJ = \ sigma EJ = σE, приведенной выше.2 \ frac {\ tau} {m_e} σ = ne e2me τ
с nen_ene объемная плотность электронов проводимости, eee заряд электрона, mem_eme масса электрона и τ \ tauτ среднее свободное время электронов, представляющее, сколько в среднем электрон проводимости проходит до взаимодействия с проводником. . Также часто используют величину ρ = 1σ \ rho = \ frac {1} {\ sigma} ρ = σ1, удельное сопротивление .
Используя эту формулу, плотность тока электронов можно переписать в терминах средней скорости электронов, часто называемой дрейфовой скоростью :
J⃗ = −enev⃗ˉ.\ vec {J} = -en_e \ bar {\ vec {v}}. J = −ene vˉ.
Для движения электронов в стержне микроскопический закон Ома может быть связан с макроскопическим законом Ома V = IRV = IRV = IR. Обратите внимание, что плотность тока — это ток на единицу площади J = IAJ = \ frac {I} {A} J = AI. Точно так же электрическое поле — это напряжение на единицу длины: E = VLE = \ frac {V} {L} E = LV. Комбинируя два, получаем
V = (LAσ) I.V = \ left (\ frac {L} {A \ sigma} \ right) I.V = (AσL) I.
В проводящем стержне с площадью поперечного сечения AAA и длиной LLL с проводимостью σ \ sigmaσ сопротивление, следовательно, определяется как
R = LAσ = ρLA.R = \ frac {L} {A \ sigma} = \ frac {\ rho L} {A}. R = AσL = AρL.
В сложных материалах, где проводимость изменяется по длине проводника, сопротивление определяется путем обработки всего вышеперечисленного как бесконечно малой величины и интегрирования.
Странный металлический стержень с площадью поперечного сечения AAA тянется от x = 1x = 1x = 1 до x = Lx = Lx = L с удельным сопротивлением ρ (x) = 1x \ rho (x) = \ frac {1} {x} ρ (х) = х1. Вычислите сопротивление этой планки.
Сопротивление небольшого куска стержня
dR = ρ (x) dxA.L \ frac {1} {xA} dx = \ frac {\ log (L)} {A}. \ _ \ SquareR = ∫1L xA1 dx = Alog (L). □
Медный провод с некоторым сопротивлением RRR. Затем провод сплющивают и растягивают так, чтобы длина удваивалась, а площадь поперечного сечения уменьшалась в 14 раз без изменения удельного сопротивления. На какой фактор изменяется сопротивление провода?
0.{-3} 3 × 1029 м-3, найдите скорость дрейфа электронов проводимости в миллиметрах в секунду. .Проволока из чистого германия с удельным сопротивлением ρ = 1.{-3} \: \ Omega \ cdot \ text {m} ρ = 1,2 × 10−3Ω⋅m и длиной 10 см10 \ text {cm} 10 см подключается к любому выводу 9 V9 \ text {V} 9 Аккумулятор V. Предположим, что общая масса проволоки составляет 20 г20 \ text {g} 20 г и что на один атом германия проводит только один электрон. Найдите скорость дрейфа электронов в проводе.
Величина плотности тока, указанная выше, составляет
J = enev, J = en_e v, J = ene v,
где vvv — скорость дрейфа. Необходимо вычислить две вещи: плотность nen_ene проводящих электронов и плотность тока JJJ.
Плотность тока находится от
J = σE = VρL, J = \ sigma E = \ frac {V} {\ rho L}, J = σE = ρLV,
где LLL — указанная общая длина провода.
Число проводящих электронов можно вычислить из общего числа атомов германия, поскольку каждый атом обеспечивает только один проводящий электрон. Число атомов германия можно вычислить из общей массы: поскольку германий весит 72,3 г 72,3 \ text {g} 72,3 г на моль, их
20 г × 1 моль 72.{-5} \ text {m} / \ text {s}. \ end {выровнен} v = ene J = ρLene V = (1,2 · 10−3Ω⋅m) (10 см) (1,6 · 10−19 C) (4,59 · 1022 см − 3) 9 V = 1,02 · 10− 5 м / с.
Это очень низкая скорость! Большая часть скорости электрических сигналов происходит от распространения «дырок» в заряде через материалы, а не от реальных физических зарядов. □ _ \ квадрат □