Az erő és az áramsűrűség
Elektrodinamika - a fő része a villamosenergia-elméletét, amely megvizsgálja a jelenséget, és az összefüggő folyamatok elektromos töltések mozgása vagy feltöltött makroszkopikus testek.
Egy fontos fogalom a koncepció elektrodinamika elektromos áram.
Az elektromos áram az úgynevezett rendezett elektromos töltések mozgása.
Áram tud folyni a gázok, folyadékok és szilárd anyagok.
Jelenlegi miatt elrendelt mozgást szabad töltések, az úgynevezett vezetési áram (a jelenlegi fémek, félvezetők, elektrolitokat és gázok).
A jelenlegi eredő megrendelt makroszkopikus mozgását a töltött testek (por, cseppek) nevezzük konvekciós.
A jövőben csak azokat a vezetési áram.
Kialakulását és fennállását az aktuális szükségletek kielégítéséhez 2 feltételeknek:
1) jelenlétében a közegben szabad hordozók, mozoghat a teljes környezet:
a fémek és félvezetők - elektronok;
elektrolit - ionok mind jelei;
gázokban - ionok egyaránt jelek és elektronok;
2) a létezését a közegben az elektromos mező, az elfogyasztott energia szabályos elektromos töltések mozgása.
A jelenlegi irány feltételesen fogadja el a mozgás iránya a pozitív töltések.
Hiányában egy elektromos mező minden fuvarozó szúrópróbaszerûen termikus mozgás, a sebesség, amely függ a részecskék tömege, és a hőmérsékletet
Az elektromos mező számolt jelenlegi fuvarozó továbbá elrendelte mozgás sebesség Ha a mező rárakódik a kaotikus mozgás megrendelt mozgás sebességét. Így fémek vezetési elektronok megállás nélkül a véletlenszerű mozgás, lassú „sodródás” mező mentén vezető sebességgel. azaz meglehetősen lassan. Azonban ez a sebesség nincs összefüggésben a jelenlegi terjedésének sebességét mentén a karmester. Elektromos áramkör lép fel irányú eltolódását elektronok, ami egy elektromágneses hullám terjesztő a lánc mentén. A sebesség ez a hullám a jelenlegi terjedésének sebességét mentén a karmester.
A mennyiségi jelleggörbe a jelenlegi áramerősség - skalár fizikai mennyiség, egyenlő az arány a töltés. áthaladó keresztmetszet egy kis ideig. A méret a különbség
A teljes költség eltelt idő alatt t a keresztmetszete a vezeték lehet meghatározni, hogy figyelembe integrál:
A jelenlegi erejét és irányát, hogy nem változik az idő múlásával az úgynevezett állandó. DC:
azaz Egyenáramú számszerűen egyenlő a töltés áthaladó keresztmetszet egységnyi idő. Ebben az esetben:
1A - DC áram folyik keresztül, két végtelen hosszú párhuzamos vezetékek elrendezve vákuumban egy 1 m távolságra egymástól, és együttműködik az erő 2 × 10 -7 H méterenként hosszuk. Kölcsönhatás vezetékek mágneses terei miatt keletkezett ezen áramok.
Elektromos áram lehet elosztani a keresztmetszet a vezeték egyenetlen. A jelenlegi elosztása határozza meg az áramsűrűség:
Az áramsűrűség számszerűen egyenlő az arány a jelenlegi keresztül a kis elem felületén a normális (azaz merőleges) a mozgási irányának díjak nagyságának a terület a elemet.
Vektorok mindegyike ugyanazon irányba a vektorral átlagos sebessége rendezett mozgás pozitív hordozók.
Ismeretében minden pontján a vezető, azt megtalálható bármilyen keresztmetszete a karmester:
DC:
azaz sűrűség számszerűen egyenlő a DC áram erőssége átfolyó egységnyi keresztmetszeti területe a vezeték merőleges az áram irányára.
Fejezzük ki erőt és sűrűsége egyenáram keresztül nagy sebességgel a megrendelt mozgás a díjakat.
tölteni az idő múlásával t keresztül keresztmetszete a vezető, az
ahol e = 1,6 × 10 -19 Cl - elektromos töltés,
N - számú szabad elektronok áthaladó idején t keresztmetszetét a vezeték.
Annak meghatározására, N tekintsünk egy vezeték hengeres alakú keresztmetszeti területe S és izolálására rajta hengeres rész hossza. azaz - az az út, hogy az elektronok át idővel t, mozgó hatására az elektromos mező. Amint az ábrából látható, az elektronok, amelyek jelenleg a bal oldalon a henger, a t éri el a megfelelő bázis. Következésképpen, idején t a jobb bázis összes szabad elektronok munkahengerben lévő vizsgált, azaz a
ahol - a koncentrációja az elektronok,
Behelyettesítve (3) ® a (2) ® (1)
Amikor két ellentétes töltésű, hogy potenciálok J1 és J2 a vezeték az A és csatlakozni vezetéken C alatt elektromos mező, az elektronok fog mozogni irányába DIA (azaz abba az irányba, az áram BCA) mindaddig, amíg a potenciál az A és B pontok nem ugyanaz lesz, akkor az aktuális leáll.
Nyilvánvaló, hogy annak érdekében, hogy fenntartsák a DC kell, hogy legyen a potenciálok j1 és j2 nem változott az idők során, annak ellenére, hogy minden második egy bizonyos számú elektron megy pont és megérkezik a B pontban Ehhez szükség van egy speciális eszköz - egy áramforrás , ami akkor történik, a folyamatos elválasztása ellentétes töltések negatív töltések, és át a vezeték egy, a pozitív - egy vezeték W. a vezetékek és B nevezzük azonos pólusai az áramforrás.
Áramforrás - olyan eszköz, amelynek belsejében van egy folyamatos elválasztása ellentétes töltések és továbbítja azokat a megfelelő sarkaira forrás.
Nyilvánvaló, hogy a lekapcsolása ellentétes töltések történik hatása alatt a nem-elektrosztatikus erők eredetű (mivel az elektrosztatikus erők vezetnek a vegyület ellentétes töltésű). Ezeket az erőket hívott harmadik fél erők.
Külső erők - ez az erő, a nem elektrosztatikus eredetű ható terhek a jelenlegi források és a potenciális különbség a tartóoszlopok.
Nature külső erők különböző áramforrások eltérő: galvánelemek az erők által létrehozott energia egy kémiai reakció között elektródák és egy elektrolitot; elektromos generátorok külső erők munkát végzik mechanikai energiát fordítunk a generátor rotor, stb
Külső erők, a mozgó elektromos töltések munkát.
Fizikai mennyiség megegyezik a munkáját külső erők a mozgás egyetlen pozitív töltéssel, az úgynevezett EMF Az áram az áramkörben rá helyszínen:
Ezt a munkát az energiát fordítunk az áramforrást, úgynevezett EMF nagyságát e áramforrás.
Emf - skalár. Ha több EMF aktus lánc akkor lehet pozitív vagy negatív, azaz a EMF - algebrai érték.
Tekintsünk egy áramköri részt, amely EMF e12; R - ellenállása ennek része, J1 és J2 - a potenciális különbség a végei között.
A munka díj q mozgó ezen a területen zajlik, mint a Coulomb és idegen erők:
Mint ismeretes a elektrosztatika működik Coulomb erők, amikor mozog a díjat a J1 ponton a potenciális ponton j2 a potenciális határozza meg a kifejezést:
Fizikai mennyiségre által végzett munka az elektrosztatikus és az idegen erők, amikor a mozgó egység pozitív töltés egy bizonyos részét a lánc nevezik a feszültség ezen része a lánc:
U12 = j1 - J2 + E12 - áramköri feszültség egy nem egyenletes rész.
Circuit része, amelyek külső erők, vagyis a tartalmazó EMF Ez az úgynevezett heterogén.
A zóna, hogy nem működik külső erők, vagyis a nem tartalmazó EMF Ez az úgynevezett homogén.
U12 = j1 - J2 - egységes feszültséget a jövesztőlánc egyenlő a potenciális különbség a végei között.