Читайте также:
|
|
Немецкий физик Г.Ом экспериментально установил, что сила тока I, текущего по однородному металлическому проводнику, т.е. проводнику, в котором не действуют сторонние силы, пропорциональна напряжению U на концах проводника.
, (2.7)
где R - электрическое сопротивление проводника. Уравнение (2.7) выражает з а к о н О м а д л я у ч а с т к а ц е п и (не содержащего источника э.д.с): сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Формула (2.7) позволяет установить единицу сопротивления - ОМ (Ом): 1 Ом сопротивление такого проводника, в котором при напряжении в 1 В течет постоянный ток 1 А
Величина называемся э л е к т р и ч е с к о й п р о в о д и м о с т ь ю проводника. Единица проводимости- с и м е н с (См): 1 См - проводимость участка электрической цепи сопротивлением I Ом
Сопротивление проводника зависит от его размеров и формы, а также материала, из которого проводник изготовлен Для однородного линейного проводника сопротивление R прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади его поперечного сечения S:
(2.8)
где ρ - коэффициент пропорциональности, характеризующий материал проводника. Он называется у д е л ь н ы м э л е к т р и ч е с к и м с о п р о т и в л е н и е м. Единица удельного электрическою сопротивления ом-метр (Ом·м). Наименьшим удельным сопротивлением обладают серебро () и медь ()
Закон Ома можно представить в дифференциальной форме. Подставив выражение для сопротивления (2.8) в закон Ома (2.7), получим
, (2.9)
где величина
,
обратная удельному сопротивлению, называется у д е л ь н о й э л е к т -р и ч е с к о й п р о в о д и м о с т ь ю вещества проводника. Ее единица - сименс на метр (См/м). Учитывая, что - напряженность электрического поля в проводнике, - плотность тока, формулу (2.9) можно записать в виде
. (2.10)
Так как в изотропном проводнике носители тока в каждой точке движутся в направлении вектора Е, то направления j и Е совпадают. Поэтому формулу (2.10) можно записать в виде
.(2.11)
Выражение (2.11) з а к о н О м а в д и ф ф е р е н ц и а л ь н о й ф о р м е, связывающий плотность тока в любой точке внутри проводника с напряженностью электрического поля в этой же точке. Это соотношение справедливо и для переменных полей.
Опыт показывает, что в первом приближении изменение удельного сопротивления, а следовательно, и сопротивления, в зависимости от температуры описывается линейным законом:
,
,
где и , R и R0 - соответственно удельные сопротивления и сопротивления
проводника при t=0°С, α - т е м п е р a т у р н ы й к о э ф ф и ц и е н т с о п р о т и в л е ни я, для чистых металлов (при не очень низких температурах) близкий к 1/273 Значит, температурная зависимость сопротивления может быть представлена в виде
,
где Е –термодинамическая температура.
Качественная температурная зависимость сопротивления металла представлена на рис.27 (кривая 1). Впоследствии было обнаружено, что сопротивление многих металлов (например Al, Pb, Zn и др.) и их сплавов при очень низких температурах Т (0,14-20 К), называемых к р и т и ч е с к и м и, характерных для каждого вещества, скачкообразно уменьшается до нуля (кривая 2), т.е. металл становится абсолютным проводником.
Рис. 21
29. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение.
Дата добавления: 2015-08-17; просмотров: 77 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Электрический ток. Сила и плотность тока | | | Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение |