Конспект по физике на тему Постоянный ток (подготовка к ЕГЭ)

Постоянный ток.

Тема 1. Электрический ток в металлах.

Электрический ток - направленное движение заряженных частиц под действием внешнего электрического поля.

Условия существования электрического тока:

-наличие заряженных частиц;

-электрическое поле ( создается источниками тока).

Носители электрического тока:

-в металлах: свободные электроны;

-в электролитах: положительные и отрицательные ионы;

-в газах: положительные ионы и электроны;

-в полупроводниках: электроны и «дырки»;

-в вакууме: электроны.

Графическое изображение некоторых элементов электрической цепи:

Условное направление тока: от «+» источника к «-».

Сила тока I (А) показывает, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за 1 с:

,

где N - число электронов.

Плотность тока:

.

Закон Ома для участка цепи:

.

Сила тока и скорость движения электронов:

,

где n - концентрация.

Скорость движения электронов:

.

Сопротивление R(Ом) металлов характеризует тормозящее действие положительных ионов кристаллической решетки на движение свободных электронов:

,

где:

p (Ом*м) - удельное сопротивление, показывающее, какое сопротивление имеет проводник длиной 1 м площадью поперечного сечения 1 м², изготовленный из определенного материала;

l(м) - длина проводника;

S(м²) - площадь сечения.

Зависимость сопротивления проводника от температуры:

,

где:

R₀ - сопротивление при 0^oC;

- температурный коэффициент (табличная величина).

Напряжение U (B) характеризует работу электрического поля по перемещению положительного заряда:

.

Вольт - амперная характеристика - это зависимость силы тока от напряжения:

Тема 2. Соединение проводников.

Тема 3. Полная цепь.

Полная цепь содержит источник тока.

Сторонние силы - это силы любой природы (кроме электрической), которые разделяют заряды внутри источника тока.

Виды сторонних сил: механические, магнитные, химические, световые, тепловые.

Электродвижущая сила (В) характеризует работу сторонних сил по перемещению зарядов внутри источника:

Сторонние силы переносят положительные заряды внутри источника от «-» к «+».

Закон Ома для полной цепи:

,

где:

R - полное сопротивление внешней цепи

r - внутреннее сопротивление источника.

Сила тока короткого замыкания (сопротивление R стремится к нулю):

.

Напряжение на внешней цепи:

КПД источника тока:

Соединения источников:

Направление тока и знаки ЭДС:

Работа и мощность электрического тока.

Работа и энергия электрического тока:

Закон Джоуля Ленца:

Мощность тока (мощность на внешней цепи, мощность на нагрузке, полезная мощность, тепловая мощность):

Мощность на внешней цепи будет максимальная, если R=r:

Мощность внутренней цепи:

Полная мощность: