Лекция 14 АВТФ 2011 г; презентация

Содержание

Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников Очень часто в электрических цепях в одной точке сходятся несколько (больше двух) проводников. Такие точки называются точками разветвления или узлами.

Слайд 1Постоянный ток (продолжение)
Лекция 14
АВТФ 2011 г;


Слайд 2Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников


Очень часто в электрических цепях

в одной точке сходятся несколько (больше двух) проводников. Такие точки называются точками разветвления или узлами.


Слайд 4Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников


Поэтому алгебраическая сумма токов равна

нулю.

Первое правило Кирхгофа:


Слайд 5Последовательное соединение проводников
Сила тока во всех последовательно соединенных проводниках одинакова:


Слайд 6Последовательное соединение проводников (продолжение)

Напряжение (или разность потенциалов) на концах участка цепи

равна сумме напряжений на отдельных проводниках:





Слайд 7Докажем это.
Действительно:



Суммируя, получим:



Слайд 8
При последовательном соединении напряжения на проводниках пропорциональны их сопротивлениям:


Слайд 9Сопротивление при последовательном соединении проводников

Разделив обе части уравнения (1) на силу

тока, получим



Или




Слайд 10Мощность при последовательном соединении
Умножая (1) на силу тока, получим


Слайд 11Параллельное соединение проводников






Параллельным соединением проводников называется такое их соединение, когда одни

концы всех проводников соединяются в один узел (А), а другие концы – в другой (В) (см. Рисунок).


Слайд 12Параллельное соединение проводников
Напряжения на всех ветвях и на разветвлении одинаковы, т.

к. Все они равны разности потенциалов точек А и В:


По первому правилу Кирхгофа

Слайд 13Из закона Ома следует, что
Силы токов в ветвях обратно сопротивлениям этих

ветвей.
Используя равенство (2) получим:






Слайд 14Сопротивление проводников при параллельном соединении
Поскольку R=U/I, получим




Здесь Y – проводимость.




Слайд 15Мощность тока при параллельном соединении
Мощность тока в разветвлении равна:
P =U2/R.

Умножив обе части уравнения (3) на U, получим



или


Слайд 17Рассмотрим произвольно выбранный замкнутый контур ABCD.


Слайд 18Второе правило Кирхгофа
Применим к отдельным участкам этого контура закон Ома для

неоднородного участка цепи в виде



Выберем направление обхода по часовой стрелке

Слайд 19Надо придерживаться правила знаков
Получим:






Складывая почленно эти равенства, получим:


Слайд 20Второе правило Кирхгофа (продолжение)


Алгебраическая сумма падений напряжения в ветвях замкнутого контура равна

алгебраической сумме ЭДС, действующих в этом контуре.

Слайд 21Классическая теория электропроводности металлов
Друде, Пауль Карл Людвиг (12 июля 1863, Брауншвейг, —

5 июля 1906, Берлин) — немецкий физик.

Слайд 22Электроны в металлах ведут себя подобно молекулам идеального газа


Слайд 23В промежутках между соударениями электроны движутся совершенно свободно. Средняя длина свободного

пробега – <λ>.

Длина свободного пробега электрона — это среднее расстояние (обозначаемое λ), которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего.
Длина свободного пробега каждого электрона различна, поэтому в кинетической теории вводится понятие средней длины свободного пробега (<λ>). Величина <λ> является характеристикой всей совокупности электронов.


Слайд 24Теория Друде
Электроны сталкиваются только с ионами кристаллической решётки
Средняя скорость теплового движения

электронов равна:

Слайд 25Средняя скорость теплового движения электронов



При включении поля накладывается упорядоченное движение электронов

с некоторой средней скоростью

Её величина около 10-3 м/с

Слайд 26Среднее приращение кинетической энергии
Приращение равно:


Слайд 27Закон Ома в теории Друде
Друде считал, что после столкновения с ионом

дрейфовая скорость электрона u=0. Между соударениями эта скорость растет.





Слайд 28
Поэтому



τ –среднее время между соударениями
Друде приписывал всем электронам одинаковое значение скорости

v


Слайд 29В этом приближении
После подстановки получим



Скорость изменяется за время пробега линейно,

поэтому:

Слайд 30Поскольку
то


Слайд 31Закон Джоуля-Ленца в теории Друде
К концу свободного пробега электрон приобретает дополнительную

энергию



Слайд 32
Столкнувшись с ионом, электрон, по предположению, полностью передаёт приобретённую энергию решётке.

Таких столкновений у электрона в среднем за секунду:


Слайд 33Поэтому в единице объёма за единицу времени должна выделиться теплота


Слайд 34Электрическое поле при наличии постоянных токов
Батарея не может быть непосредственным источником

электрического поля внутри проводника
Единственным источником постоянного электрического поля может быть только электрический заряд
Опыт показывает, что вне проводника

Слайд 36Значит, на поверхности проводника должны существовать заряды
Поверхностная плотность этих зарядов равна


Слайд 37Объёмные заряды в неоднородных проводниках
При протекании постоянного тока



Суммарная объёмная плотность заряда

равна

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика