№11
Дифференциальная форма закона Ома. Проводниками наз-ся материальные тела, в которых при наличии эл-кого поля возникает движение зарядов, т.е. электрический ток. Экспериментальный з-н, связывающий силу тока с разностью потенциалов на концах проводника, был открыт Омом в 1827 г.: I=U/R. В дифференц-й форме он записывается для плотности тока. Пусть имеем проводник и выделим его элемент ∆l. Сопротивление току этого элемента: R=ρ∆l/∆S= ∆l/γ∆S, где γ - удельная эл-кая проводимость в-ва - величина, обратная удельному эл-кому сопротивлению. Тогда: Iτ=jτ∆S; ∆φ=jτ∆S∆l/γ∆S. Так как ∆φ/∆l=Eτ - компонента напряженности эл-го поля в направлении рассматриваемого элемента, то jτ=γEτ. Так как это соотношение справедливо при любой ориентировки элемента, то: j=γE. При наличии тока j≠0 и, следовательно, E≠0, т.е. внутри проводника с током имеется эл-кое поле. Механизм существования постоянного тока. Источник тока наз-ся источником сторонних ЭДС. По результатам своего действия он представляет собой процесс или устройство, разделяющее полож-е и отриц-е заряды (против кулоновских сил). После разделения заряды перемещаются на электроды и по з-ну Кулона действуют на заряды проводника вблизи электродов, которые в свою очередь действуют на другие заряды и т.д. В результате этих коллективных взаимодействий в цепи на поверхности проводников возникает такое распределение зарядов, которое обеспечивает существование внутри проводника соответствующего эл-кого поля. Таким образом, роль зарядов на полюсах источниками ЭДС состоит не в том, чтобы создавать во всех проводниках непосредственно эл-кое поле, а в том, чтобы обеспечивать такое распределение поверхностных зарядов на проводниках, которое создает нужное эл-кое поле внутри них. А это и обеспечивает существование электрического постоянного тока. Дифференциальная форма закона Джоуля - Ленца. Известно, что dA=dQU и dQ/dt=I, откуда dA=IUdt, а мощность Р=dA/dt, развиваемая током на участке цепи, равна: dA/dt:P=IU и с учетом закона Ома: P=I2R. Это и есть известный всем вам закон Джоуля-Ленца. Перепишем его в виде: ∆P=∆l(j∆S)2/γ∆S, и так как ∆S∆l=∆V, то ∆P/∆V=Pv- объемная плотность тепловой мощности, выделяемой в проводнике: Pv=∆P/∆S∆l=j2/γ. Используя закон Ома в дифференциальной форме: Pv=∆P/∆S∆l=j2/γ=γE2=jE. Любое из этих равенств, когда в левой части стоит Pv, явл-ся записью з-на Джоуля-Ленца в дифференц-й форме. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей. Задача разветвленных цепей решаются с помощью двух правил Кирхгофа. 1 правило. Алгебраическая сумма токов, сходящихся в узле, равна 0. ∑iIi=0. Любая точка разветвленной цепи, в которой сходятся не менее 3 проводников с током, называется узлом. Ток, входящий в узел, считается полож-м, а ток, выходящий из узла - отриц-м. Первое правило вытекает из з-на сохранения эл-кого заряда (нигде не должны накапливаться эл-кие заряды, иначе токи не могут оставаться постоянными). 2 правило. Получается из общего закона Ома для разветвленных цепей. В любом, произвольно выбранном в цепи и замкнутом контуре, алгебраическая сумма произведений сил токов на сопротивления соответствующих участков контура равна алгебраической сумме ЭДС, встречающихся в этом контуре: ∑iIiRi=∑kεk. При использовании этих правил необходимо: выбрать произвольное направление токов на всех участках цепи; выбрать направление обхода контура и строго его придерживаться. Сегнетоэлектрики. Сегнетоэлектриками наз-ют полярные диэлектрики, которые в определенном интервале температур спонтанно поляризованы, т.е. обладают поляризованностью при отсутствии электрического поля. На границах указанного интервала температур сегнетоэлектрик в результате фазового перехода превращается в полярный диэлектрик. Диэлектрическая проницаемость ε ≈104 зависит и от напряж-ти поля, и от того, как изменялась напряженность до достижения данного значения. Иногда их наз-ют ферроэлектриками из-за формальной аналогии м/у их св-вами и св-вами ферромагнетиков. Точка фазового перехода из состояния сегнетоэлектрика в состояние полярного диэлектрика наз-ся точкой Кюри, а соответствующая температура Tк - температурой Кюри. В некоторых случаях имеются две точки Кюри - сегнетоэлектрические св-ва исчезают также и при понижении температуры (у сегнетовой соли: t=K-B=24Co, tK-H=-18Co). Таких немного, основная масса имеет только верхнюю (одну) точку Кюри.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.