Для возникновения и существования постоянного электрического тока в веществе необходимо, во-первых, наличие свободных заряженных частиц. Если положительные и отрицательные заряды связаны друг с другом в атомах или молекулах, то их перемещение не приведет к появлению электрического тока.
Но наличие свободных зарядов еще недостаточно для возникновения тока. Для создания и поддержания упорядоченного движения заряженных частиц необходима, во-вторых, снла, действующая на них в определенном направлении. Если эта сила перестанет действовать, то упорядоченное движение заряженных частиц прекратится из-за сопротивления, оказываемого их движению ионами кристаллической решетки металлов или нейтральными молекулами электролитов.
На заряженные частицы, как мы знаем, действуег электрическое поле с силой 
Обычно именно электрическое поле внутри проводника служит причиной, вызывающей и поддерживающей упорядоченное движение заряженных частиц. Только в статическом случае, когда заряды покоятся, электрическое поле внутри проводника равно нулю.
Если внутри проводника имеется электрическое поле, то между концами проводника, в соответствии с формулой (8.28), существует разность потенциалов. Когда эта разность потенциалов не меняется во времени, то в проводнике устанавливается постоянный ток. Вдоль проводника потенциал уменьшается от максимального значения на одном конце проводника до минимального — на другом. Это уменьшение потенциала можно обнаружить на простом опыте.
В качестве проводника возьмем не очень сухую деревянную палку и подвесим ее горизонтально. (Такая палка, хотя и плохо, но все же проводит ток.) Источником напряжения пусть будет электростатическая машина. Для регистрации потенциала различных участков проводника относительно земли можно
использовать листочки металлической фольги, прикрепленные к палке. Один полюс машины соединим с землей, а второй — с одним концом проводника (палки). Цепь окажется незамкнутой. При вращении рукоятки машины мы обнаружим, что все листочки отклоняются на один и тот же угол (рис. 146). Значит, потенциал всех точек проводника относительно земли одинаков. Так и должно быть при равновесии зарядов на проводнике. Если теперь другой конец палки заземлить, то при вращении рукоятки машины картина изменится. (Так как земля — проводник, то заземление проводника делает цепь замкнутой.) У заземленного конца листочки вообще не разойдутся: потенциал этого конца проводника практически равен потенциалу земли (падение потенциала в металлической проволоке мало). Максимальный угол расхождения листочков будет у конца проводника, присоединенного к машине (рис. 147). Уменьшение угла расхождения листочков по мере удаления от машины свидетельствует о падении потенциала вдоль проводника.
1. Что называют электрическим током? 2. Что называют силой тока?
3. Какое направление тока принимают за положительное? 4. Какие условия необходимы для существования электрического тока?
Электрический ток — упорядоченное по направлению движение электрических зарядов. За направление тока принимается направление движения положительных зарядов.
Прохождение тока по проводнику сопровождается следующими его действиями:
магнитным (наблюдается во всех проводниках)
тепловым (наблюдается во всех проводниках, кроме сверхпроводников)
химическим (наблюдается в электролитах).
УСЛОВИЯ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Для возникновения и поддержания тока в какой-либо среде необходимо выполнение двух условий:
наличие в среде свободных электрических зарядов
создание в среде электрического поля.
В разных средах носителями электрического тока являются разные заряженные частицы.
Для поддержания тока в электрической цепи на заряды кроме кулоновских сил должны действовать силы неэлектрической природы (сторонние силы).
Устройство, создающее сторонние силы, поддерживающее разность потенциалов в цепи и преобразующее различные виды энергии в электрическую энергию, называется источником тока.
Для существования электрического тока в замкнутой цепи необходимо включение в нее источника тока
1. Сила тока — I, единица измерения — 1 А (Ампер).
Силой тока называется величина, равная заряду, протекающему через поперечное сечение проводника за единицу времени.
Формула (1) справедлива для постоянного тока, при котором сила тока и его направление не изменяются со временем. Если сила тока и его направление изменяются со временем, то такой ток называетсяпеременным.
Для переменного тока:
I = lim q/t , (*) t — 0
т.е. I = q’, где q’ — производная от заряда по времени.
2. Плотность тока — j, единица измерения — 1 А/м 2 .
Плотностью тока называется величина, равная силе тока, протекающего через единичное поперечное сечение проводника:
3. Электродвижущая сила источника тока — э.д.с. ( ), единица измерения — 1 В (Вольт). Э.д.с.- физическая величина, равная работе, совершаемой сторонними силами при перемещении по электрической цепи единичного положительного заряда:
4. Сопротивление проводника — R, единица измерения — 1 Ом.
Под действием электрического поля в вакууме свободные заряды двигались бы ускоренно. В веществе они движутся в среднем равномерно, т.к. часть энергии отдают частицам вещества при столкновениях.
Теория утверждает, что энергия упорядоченного движения зарядов рассеивается на искажениях кристаллической решетки. Исходя из природы электрического сопротивления, следует, что
l — длина проводника, S — площадь поперечного сечения, — коэффициент пропорциональности, названный удельным сопротивлением материала.
5. Напряжение — U , единица измерения — 1 В.Напряжение — физическая величина, равная работе, совершаемой сторонними и электрическими силами при перемещении единичного положительного заряда.
Закон Ома для участка цепи гласит: ток прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению.
Если увеличить в несколько раз напряжение, действующее в электрической цепи, то ток в этой цепи увеличится во столько же раз. А если увеличить в несколько раз сопротивление цепи, то ток во столько же раз уменьшится. Подобно этому водяной поток в трубе тем больше, чем сильнее давление и чем меньше сопротивление, которое оказывает труба движению воды.
Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойства проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему.
Любое тело, по которому протекает электрический ток, оказывает ему определенное сопротивление.
Электронная теория так объясняет сущность электрического сопротивления металлических проводников. Свободные электроны при движении по проводнику бесчисленное количество раз встречают на своем пути атомы и другие электроны и, взаимодействуя с ними, неизбежно теряют часть своей энергии. Электроны испытывают как бы сопротивление своему движению. Различные металлические проводники, имеющие различное атомное строение, оказывают различное сопротивление электрическому току.
Сопротивление проводника не зависит от силы тока в цепи и напряжения, а определяется только формой, размерами и материалом проводника.
Чем больше сопротивление проводника, тем хуже он проводит электрический ток, и, наоборот, чем меньше сопротивление проводника, тем легче электрическому току пройти через этот проводник.
2 вопрос. Видимые движения небесных тел. Законы движения планет.
А) Темной ночью мы можем увидеть на небе около 2500 звезд (с учетом невидимого полушария 5000), которые отличаются по блеску и цвету. Кажется, что они прикреплены к небесной сфере и вместе с ней обращаются вокруг Земли. Чтобы ориентироваться среди них, небо разбили на 88 созвездий. Особое место среди созвездий занимали 12 зодиакальных созвездий, через которые проходит годичный путь Солнца — эклиптика. для ориентации среди звезд астрономы используют различные системы небесных координат. Одна из них — экваториальная система координат (рис. 15.1). В ее основе лежит небесный экватор — проекция земного экватора на небесную сферу. Эклиптика и экватор пересекаются в двух точках: весеннего и осеннего равноденствия. Любая звезда имеет две координаты: α – прямое восхождение (измеряется в часовой мере), b – отклонение (измеряют в градусной мере). Звезда Альтаир имеет следующие координаты: α = 19 ч 48 м 18 с; b = +8° 44 ‘. Измеренные координаты звезд хранят в каталогах, по ним строят звездные карты, которые используют астрономы при поиске нужных светил. Взаимное расположение звезд на небе не меняется, они совершают суточное вращение вместе с небесной сферой. Планеты наряду с суточным вращением совершают медленное движение среди звезд, и называются блуждающая звезда.
Видимое движение планет и Солнца описал Николай Коперник, с помощью геоцентрической системы мира.
Б) Движение планет и других небесных тел вокруг Солнца происходит по трем законам Кеплера:
Первый закон Кеплера – поддействием силы притяжения одно небесное тело движется в поле тяготения другого небесного тела по одному из конических сечений — кругу, эллипсу, параболе или гиперболе.
Второй закон Кеплера — каждая планета движется так, что радиус-вектор планеты за равные промежутки времени описывает равные площади.
Третий закон Кеплера — куб большой полуоси орбиты тела, деленный на квадрат периода его обращения и на сумму масс тел, есть величина постоянная.
а 3 /[Т 2 *(M1+M2)] = G/4П 2 G – гравитационная постоянная.
Луна движется вокруг Земли по эллиптической орбите. Смена лунных фаз определяется изменением вида освещенности стороны Луны. Движение Луны вокруг Земли объясняются лунные и солнечные затмения. Явления приливов и отливов обусловлено притяжением Луны и большими размерами Земли.
Билет 22.
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-10; Нарушение авторского права страницы