Sfera-perm.ru

Сфера Пермь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Теплота выделяется в проводнике только при прохождении тока проводимости

Постоянный электрический ток

240. Электрический ток — это направленное движение электрически заряженных частиц. За направление тока принято направление движения положительно заряженных частиц.

241. Постоянный ток — это ток, сила и направление которого не изменяются со временем.

242. Сила тока — это величина, равная отношению заряда, протекшего через поперечное сечение проводника за некоторый промежуток времени, к величине этого промежутка.

В системе СИ сила тока измеряется в амперах (А).

1 Ампер — это сила такого не изменяющегося тока, который при пропускании его по 2 проводникам бесконечной длины и ничтожно малого сечения, находящимся в вакууме на расстоянии 1 метр друг от друга, вызывает силу взаимодействия между ними 210 -7 Н на каждый метр длины.

243. Для существования электрического тока необходимо выполнение двух условий:

1) наличие электрического поля;

2) наличие свободных носителей зарядов.

244. Сила тока связана со скоростью движения носителей заряда соотно­шением:

где q — заряд носителя зарядов, n — число носителей заряда в единице объёма (концентрация), S — площадь поперечного сечения проводника, v — средняя скорость упорядоченного движения носителей заряда под действием электрического поля.

245. Закон Ома для участка цепи: сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению.

Сопротивление проводников в системе СИ измеряется в омах (Ом). 1 Ом — это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении в 1 В возникает ток силой в 1 А.

246. Сопротивление проводника можно вычислить по формуле:

где — удельное сопротивление, l — длина проводника, S — площадь поперечного сечения.

247. Удельным сопротивлением материала проводника называется величина, численно равная сопротивлению куба с ребром 1 метр, изготовленного из данного материала, при его подключении противоположными гранями. Удельное сопротивление измеряется в Омм.

248. Плотнсть тока — это физическая величина, равная отношению силы тока, текущего в проводнике, к площади его поперечного сечения.

Плотность тока измеряется в A/м 2 . Плотность тока величина векторная. Вектор плотности тока совпадает по направлению с вектором напряжённости электрического поля.

где n — концентрация носителей зарядов, q — заряд носителя, v — скорость упорядоченного движения носителей заряда под действием электрического поля.

249. При последовательном соединении проводников:

250. При параллельном соединении проводников:

251. Работа тока:

252. Мощность тока:

253. Закон Джоуля-Ленца: количество теплоты, которое выделяется в проводнике при пропускании электрического тока равно произведению квадрата силы тока, протекающего по проводнику, на сопротивление проводника и на время протекания электрического тока.

254. Электродвижущая сила (ЭДС) — это физическая величина, равная отношению работы сторонних сил по перемещению заряда по замкнутой цепи, к величине этого заряда.

ЭДС в системе СИ измеряется в вольтах.

255. Закон Ома для замкнутой цепи: cила тока в замкнутой цепи прямо пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи.

где r — внутреннее сопротивление источника тока, R — общее сопротивление внешнего участка цепи.

256. Короткое замыкание цепи — это такой режим работы источника тока, при котором сопротивление внешнего участка цепи стремится к нулю.

Читайте так же:
Тепловое действие электрического тока это определение

257. Сила тока при коротком замыкании равна

258. Мощность, выделяющаяся во внешней цепи, будет максимальной в том случае, когда сопротивление внешней цепи будет равно внутреннему сопротивлению источника тока, т.е. при

259. Сопротивление проводников зависит от температуры по закону, выраженному формулой

где R — сопротивление проводника при 0 0 С, R — сопротивление проводника при температуре t, ‑ температурный коэффициент сопротивления. Температурный коэффициент сопротивления измеряется в К -1 . Температурный коэффициент сопротивления равен относительному изменению сопротивления при изменении температуры на 1 К.

260. Сверхпроводимость-это такое состояние вещества проводника, при котором его сопротивление становится равным нулю. Наблюдается это явление при температурах близких к абсолютному нулю.

261. Свободными носителями зарядов в металлах являются электроны.

262. Основные положения электронной теории проводимости металлов:

1) Свободные электроны ведут себя как молекулы идеального газа. Они не взаимодействуют друг с другом и обладают только кинетической энергией;

2) Свободные электроны в процессе своего хаотического движения сталкиваются не между собой (как молекулы идеального газа), а с ионами кристаллической решётки. При этом они полностью отдают свою кинетическую энергию кристаллической решётке;

3) Движение свободных электронов в металле подчиняется законам классической механики.

263. Электролиты — это вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток. Носителями зарядов в электролитах являются положи­тельные и отрицательные ионы.

264. Электролитическая диссоциация — это распад молекул электролита на ионы под влиянием электрических полей молекул растворителя.

265. Электролиз — это явление выделения вещества на электродах при пропускании тока через электролит.

Другая формулировка: Электролиз — это совокупность электрохимических процессов, происходящих на электродах, погруженных в электролит, при прохождении через него электрического тока.

266. Рекомбинация — это процесс образования нейтральных молекул из ионов.

267.Закон Фарадея для электролиза: Масса вещества, выделившегося на электроде при электролизе, прямо пропорциональна заряду, протекшему через электролит.

где k — электрохимический эквивалент вещества, выделяющегося на электроде, измеряется в кг/Кл и численно равен массе вещества, выделившегося на электроде при пропускании заряда в 1 Кл.

где — молярная масса, е — элементарный заряд, NА — число Авогадро, n — валентность.

268. Газовый разряд — это процесс протекания электрического тока через газ. Обычно газовый разряд сопровождается излучением атомами и ионами фотонов света, т.е. частиц света.

269. Несамостоятельным называют разряд, который происходит под действием внешнего ионизатора (пламя свечи, рентгеновское, ультрафиолетовое, радиоактивное излучения и т.д).

270. Ионизация молекул газа — это процесс выбивания электронов из нейтральных молекул при их соударениях, при соударении свободных электронов с нейтральными молекулами, при взаимодействии с электромагнитными и радиоактивными излучениями и т.д.

271. Рекомбинация молекул газа — это процесс образования нейтральных молекул из электронов и положительных ионов.

272. Носителями зарядов в газах являются электроны и ионы, которые появляются в результате ионизации. Но главную роль в проводимости газов играют электроны, т.к. электроны движутся со значительно большими скоростями, чем ионы.

Читайте так же:
В каких бытовых приборах используется тепловое действие тока 1

273. Самостоятельным называется газовый разряд, протекающий в отсутствии внешнего ионизатора. При самостоятельном разряде положительные ионы приобретают большую скорость и, ударяясь о катод, выбивают из него электроны, которые в процессе своего движения к аноду ионизируют нейтральные атомы газа, порождая тем самым новые носители зарядов. Катод может испускать электроны не только в результате ударов ионов, но и в результате явления термоэлектронной эмиссии, которая происходит с катода при его нагревании.

274. Плазма — это такое состояние вещества, при котором атомы и молекулы находятся в частично или полностью ионизированном состоянии. В плазме концентрация положительных и отрицательных ионов одинакова.

275. Вакуум — это такое состояние вещества в сосуде, когда молекулы пролетают от одной его стенки до другой, не сталкиваясь друг с другом

276. Термоэлектронная эмиссия — это явление вылетания электронов с поверхности металлов и их окислов при нагревании. Явление термоэлектронной эмиссии используется для создания носителей зарядов в электровакуумных приборах.

277. Полупроводники — это группа веществ, представители которой по своей проводимости занимают промежуточное положение между металлами и диэлектриками. Их главное отличие от металлов состоит в характере зависи­мости электрического сопротивления от температуры. Сопротивление ме­таллов при нагревании медленно растёт, а сопротивление полупроводников быстро уменьшается. Сопротивление диэлектриков тоже при повышении температуры уменьшается. но эта зависимость начинает сказываться при температурах 800-1000 0 С и выше, а у полупроводников эта зависимость проявляется при температурах близких к 0 0 С. Типичные представители полупроводников: германий. кремний и ещё 10 химических элементов.

278. В полупроводниках в результате теплового движения некоторые электроны покидают ковалентные (парнозлектронные) связи и становятся свободными. На их месте оказываются вакансии, которые ведут себя как положительно заряженные частицы. Их называют дырками. Таким образом, носителями свободных зарядов в полупроводниках являются электроны и дырки. В чистых (без примесей) полупроводниках их концентрация одинакова.

279. Собственной называется проводимость полупроводников, которая возникает в результате образования электронов и дырок при ионизации атомов полупроводника.

280. При введении в чистый полупроводник небольшого количества атомов примеси его проводимость сильно увеличивается. Если в кристаллическую решётку ввести атомы примеси с валентностью больше 4, в полупроводнике образуются свободные электроны, которые появляются в результате ионизации атомов примеси. Если в кристаллическую решётку ввести атомы примеси с валентностью меньшей 4, то для образования завершённых ковалентных связей у атомов примеси не будет хватать электронов, т.е. в ковалентных связях атомов примеси появятся вакансии, называемые дырками.

281. Проводимость, обусловленная носителями зарядов, появившимися в результате введения примесей, называется примесной.

282. Примеси, валентность которых больше 4, дающие электронную проводимость называют донорами, а возникающую при этом проводимость — донорной, или n-типа.

283. Примеси, валентность которых меньше 4, дающие дырочную проводимость, называют акцепторами, а проводимость акцепторной или p-типа.

284. Практическое применение получил контакт между полупроводниками с разной проводимостью. Этот контакт получил название p-n-перехода. Он обладает односторонней проводимостью и является основной частью полупроводниковых приборов: диодов, транзисторов, микросхем.

Читайте так же:
Тепловая защита трехполюсных автоматических выключателей

Электрический ток, электрическое сопротивление и проводимость

Электрический ток. В веществе, помещенном в электрическое поле, под действием сил поля возникает процесс движения эле­ментарных носителей электричества — электронов или ионов. Дви­жение этих электрически заряженных частиц материи называют электрическим током.

За единицу силы тока принят ампер (А). Это такой ток, при кото­ром через поперечное сечение проводника каждую секунду проходит количество электричества, равное 1 Кл.

, [А];

Постоянным называют ток, значение и направление которого в любой момент времени остаются неизменными.Т оки, значение и направление которых не остаются постоянными, называют переменными.

Количество электричества, прошедшего через поперечное сечение проводника в течение одной секунды, называется величиной токаи обозначается буквой I:

; ; ;

Ток в цепи измеряется электрическим прибором – амперметром. Амперметр включают последовательно, т. е. разрывают цепь в каком-либо месте и образовавшиеся концы подключают к зажимам прибора.

Для того чтобы постоянно протекал ток по проводнику необходимо разность потенциалов на его концах.

Электропроводность. Свойство вещества проводить электричес­кий ток под действием электрического поля называют электропро­водностью. Электропроводность различных веществ зависит от концентрации свободных электрически заряженных частиц. Чем больше концентрация этих частиц, тем больше электропро­водность данного вещества. Все вещества в зависимости от электро­проводности делят на три группы: проводники, диэлектрики (изолирующие материалы) и полупроводники.

Электрическое сопротивление.При движе­нии свободных электронов в проводнике они сталкиваются на своем пути с положительными ионами, атомами и молекулами вещества, из которого выполнен проводник, и пере­дают им часть своей энергии. При этом энергия движущихся электронов в результате столкновения их с атомами и молекулами частично выделяется и рассеивается в виде тепла, нагревающего проводник.

Проводники обладают электрическим сопротивлением – способностью проводника препятствовать прохождению тока.

,

где с – удельное сопротивление проводников в;

l – длинна проводника в м;

S – площадь поперечного сечения проводника в мм .

За единицу сопротивления принят Ом.

Сопротивлением в 1 Ом обладает проводник , по которому проходит ток в 1 А при разности потенциала на его концах, равной 1 В.

Проводимость. Всякий проводник можно характеризовать не только его сопротивлением, но и так называемой проводимостью — способностью проводить электрический ток. Проводимость есть величина, обратная сопротивлению. Единица проводимости назы­вается сименсом (См).

О способности проводить электрический ток различных материалов можно судить по их удельному электрическому сопротивлению (ро) – сопротивление проводника длиной 1м, сечением 1 мм .

Удельное сопротивление ( ) некоторых материалов
Материал
Серебро0,0063
Медь0,0175
Алюминий0,03
Цинк0,063
Сталь0,12
Нихром0,43
Константан0,5

Электропроводность всех материалов зависит от их температуры. В металлических проводниках при нагревании размах и скорость колебаний атомов в кристаллической решетке металла увеличиваются, вследствие чего возрастает и сопротивление, которое они оказывают потоку электро­нов. При охлаждении происходит обратное явление.

Для металлов зависимость сопротивления от температуры выражается формулой:

где — при начальной температуре;

— изменение температур;

— температурный коэффициент, какая доля соответствует изменению сопротивления проводника от начальной величины при изменении температуры на 1°С.

Читайте так же:
Что такое условный тепловой ток выключателя

При увеличении температуры сопротивление проводников увеличивается.

Дата добавления: 2017-11-21 ; просмотров: 2017 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Закон Джоуля—Ленца

В электрической цепи при прохождении тока происходит ряд превращений энергии. Во внешнем участке цепи работу по перемещению заряда совершают силы стационарного электрического поля и энергия этого поля превращается в другие виды: механическую, тепловую, химическую, в энергию электромагнитного излучения.

Следовательно, полная работа тока на внешнем участке цепи

Если же на участке цепи под действием электрического поля не совершается механическая работа и не происходят химические превращения, то работа электрического тока приводит только к нагреванию проводника.

В этом случае количество выделившейся теплоты равно работе, совершаемой током.

Количество теплоты Q, выделяемой током I за время t на участке цепи сопротивлением R, равно

.

Эта формула выражает закон Джоуля—Ленца, установленный опытным путем в XIX в. двумя учеными (английским — Дж. Джоулем и русским Э. X. Ленцем).

При прохождении электрического тока по проводнику количество теплоты, выделяющейся в проводнике, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

На законе Джоуля Ленца основано действие многих электронагревательных приборов. Это утюги, электроплиты, электрочайники, кипятильники, паяльники, электрокамины и т.д.

Основной частью любого электронагревательного прибора является нагревательный элемент (проводник с большим удельным сопротивлением наматывается на пластинку из жаростойкого материала: слюды, керамики).

Вышеприведенную формулу закона Джоуля—Ленца удобно применять при последовательном соединении резисторов, так как сила тока во всех участках последовательно соединенной цепи одинакова. Если последовательно соединены два резистора с сопротивлениями R1 и R2, то

т.е. количество теплоты, выделяемой током в участках последовательно соединенной цепи, пропорционально сопротивлениям этих участков.

Согласно закону Ома, для однородного участка цепи постоянного тока

.

Эту формулу удобно использовать при параллельном соединении резисторов, так как напряжение на каждой ветви такой цепи одинаково. Если параллельно соединены два резистора с сопротивлениями R1 и R2, то

т.е. количество теплоты, выделяемой током в ветвях параллельно соединенной цепи, обратно пропорционально сопротивлениям резисторов, включенных в эти ветви.

Какой физический смысл имеет проводимость проводника?

Общая электрическая проводимость является величиной нестандартной, поэтому чаще используют удельную электрическую проводимость. Физический смысл удельной проводимости заключается в том, что она численно равна силе тока (I), создаваемого ионами, которые содержатся в объеме 1 м при напряжении 1 В.

Что называется электрической проводимостью проводника?

Электропрово́дность (электри́ческая проводи́мость, проводимость) — способность тела (среды) проводить электрический ток, свойство тела или среды, определяющее возникновение в них электрического тока под воздействием электрического поля.

Какой физический смысл понятия активное сопротивление проводника?

В электродинамике активное сопротивление – это физическая величина, равная отношению активной мощности, поглощенной на участке цепи, к квадрату действующего значения силы тока. Отличительное свойство активного сопротивления металлического проводника – его нагрев при прохождении через него электрического тока.

Чем отличается проводимость от сопротивления?

Чем большим сопротивлением обладает проводник, тем меньшую он имеет проводимость, тем хуже он проводит электрический ток, и наоборот. Поэтому сопротивление и проводимость проводника являются обратными величинами. Если сопротивление проводника обозначается буквой r, то проводимость определяется как .

Читайте так же:
Удельная тепловая мощность тока через удельное сопротивление

Что принимают за единицу электрического сопротивления 1 Ом физический смысл?

Единица электрического сопротивления — Ом. Сопротивление проводника равно 1 ом, если в проводнике при напряжении на концах 1 вольт протекает сила тока 1 ампер: [R]=1 Ом; … Электрический ток — направленное движение заряженных частиц.

Как определить электропроводность?

R = ρ (L / S). Основной единицей измерения сопротивления является Ом, а электропроводность – есть величина обратная сопротивлению. Ее единицей измерения служит Сименс (СМ). Для того чтобы измерить электропроводность воды используют специальные приборы – кондуктометры.

Как определить проводимость?

Проводимость — это величина противоположная сопротивлению. Проводимость обозначается буквой «G» и измеряется в Мо или Сименсах. Математически проводимость обратна сопротивлению: G=1/R.

Каков физический смысл понятия ом?

Уде́льное электри́ческое сопротивле́ние (удельное сопротивление) — физическая величина, характеризующая способность материала препятствовать прохождению электрического тока, выражается в Ом·метр.

Какой физический смысл имеет индуктивное сопротивление?

Данное сопротивление называется индуктивным. Его физический смысл состоит в том, что изменяющийся ток в проводнике, обладающем некой индуктивностью, инициирует в этом проводнике ЭДС самоиндукции, стремящуюся препятствовать изменениям тока, то есть стремящуюся уменьшить ток.

В чем измеряется активное сопротивление?

Физический смысл активного сопротивления

Измеряется оно в Омах (Ом) и является обратно пропорциональной электропроводности величиной.

Чем больше длина проводника тем?

Удельное сопротивление алюминия равно 0,03, удельное сопротивление железа — 0,12, удельное сопротивление константана — 0,48, удельное сопротивление нихрома — 1-1,1. Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, т. е. чем длиннее проводник, тем больше его электрическое сопротивление.

Какой металл обладает лучшей электропроводностью?

Металл, обладающий самой высокой электропроводностью среди всех элементов неблагородной группы — медь. Ее показатель составляет 57*104 сантиметров-1 при температуре +20 градусов по Цельсию. Медь является одним из наиболее распространенных проводников, которые используются в бытовых и производственных целях.

Что такое ионная проводимость?

электрическая проводимость нек-рых в-в, обусловленная содержащимися в них свободными ионами, т. е. ионами, к-рые могут упорядоченно перемещаться в в-ве на макроскопич.

Что принимают за единицу сопротивления А 1 А в 1 Ом с 1 В?

За единицу сопротивления принимают такое сопротивление, при котором напряжение на концах проводника равно 1 В, а сила тока в нем — 1 А. Единицу сопротивления называют омом (Ом). 1 Ом = 1 B/1 A.

Что определяет величина сопротивления электрической цепи?

Влияние размера (площади поперечного сечения и длины) проводника и материала, из которого он изготовлен, на сопротивление электрической цепи. … Также оно зависит от длины проводника, площади его поперечного сечения и температуры. От величины сечения проводника напрямую зависит сопротивление.

Как называется единица измерения электрического сопротивления?

Ом (русское обозначение: Ом; международное обозначение: Ω) — единица измерения электрического сопротивления в Международной системе единиц (СИ). … Рекомендуется для обозначения ома использовать омегу.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector