ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
20
ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
5. Основные законы постоянного тока.
1. Сила постоянного тока
I = q/t,
q - заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время t.
[ I ] = A (ампер).
2. Плотность тока
j =I / S
S -площадь поперечного сечения.
При равномерном движении заряженных частиц
j = nq
υ
,
где n - концентрация частиц, q - заряд одной частицы.
3. Закон Ома для участка цепи, не содержащем ЭДС
I =
R
U
R
=
−
21
ϕ
ϕ
,
где ϕ
1
−ϕ
2
=U - разность потенциалов (напряжение на концах участка), R
- сопротивление участка.
4. Сопротивление однородного проводника длиной l и площадью
поперечного сечения S:
R=
S
l
ρ
,
где ρ - удельное сопротивление вещества проводника.
[R] = Ом; [
ρ
] = Ом.м.
Зависимость сопротивления от температуры:
ρ
=
ρ
0
(1+
α
t),
где ρ
0
- удельное сопротивление при 0
о
С, ρ - удельное сопротивление
при t
o
C, α - термический коэффициент сопротивления.
5. Сопротивление соединения проводников:
а) последовательное
R=
∑
=
n
i
i
R
1
; б) параллельное
∑
=
=
n
i
i
RR
1
11
.
Здесь R
i
- сопротивление i-го проводника, n - число проводников.
6. Закон Ома для замкнутой цепи:
I =
ε
/ (R+r),
где
ε
– ЭДС источника тока, r - внутреннее сопротивление источника,
R - сопротивление внешней цепи.
37
210
ВВВ
r
r
r
+= .
Направления векторов ⎯
1
В
r
и
2
В
r
определим по «правилу буравчи-
ка». Тогда в проекции на ось OY:
В
0
= В
1
– В
2
, где В
1
=
μ
π
01
4
I
r
; В
2
=
μ
02
2
I
r
.
В
0
=
r
I
π
μ
4
10
–
r
I
2
20
μ
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
'
2
1
0
22
I
I
r
π
μ
Если
В
0
=0, то 0
2
'
2
1
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
− I
I
π
, т.е. I
2
’
= I
1
/2π;
ΔI
2
= I
2
-I
2
’
= I
2
- I
1
/2π
Задачи для самостоятельного решения.
9.1. На рис. 9.1 изображены сечения двух прямолинейных беско-
нечно длинных проводников с токами. Расстояние между токами
АВ=10см, токи I
1
=20 А, I
2
=30 А.
Найти напряженности магнитного
поля, вызванного токами I
1
и I
2
в
точках М
1
, М
2
и М
3
. Расстояния
М
1
А=2 см, АМ
2
=4 см и ВМ
3
=3 см.
9.2. Решить предыдущую за-
дачу при условии, что токи текут в
одном направлении.
9.3. На рис.9.3 изображены сечения трех прямолинейных бесконеч-
но длинных проводников с токами. Рас-
стояние АВ=ВС=5 см, токи I
1
=I
2
=I,
I
3
=2I. Найти точку на прямой АС, в ко-
торой напряженность магнитного поля,
вызванного токами I
1
, I
2
и I
3
, равна ну-
лю.
9.4. Решить предыдущую задачу при условии, что токи текут в од-
ном направлении.
9.5. По двум длинным проводам, расположенным параллельно друг
другу на расстоянии 5 см, идут в одном направлении токи 5 А и 10 А.
Определить напряженность поля в точке, отстоящей на 2 см от первого
и 5 см от второго.
I
1
I
2
М
1
М
2
М
3
А В
Рис.9.1.
I
1
I
2
I
3
А В С
Рис.9.3.
20 37
r r r
ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В0 = В1 + В2 .
r r
5. Основные законы постоянного тока. Направления векторов ⎯ В1 и В2 определим по «правилу буравчи-
ка». Тогда в проекции на ось OY:
1. Сила постоянного тока I = q/t, μ I μ0 I2
q - заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время t. В0= В 1 – В 2, где В 1 = 0 1 ; В 2= .
4πr 2r
[ I ] = A (ампер).
2. Плотность тока
μ 0 I1 μ 0 I 2 μ ⎛I ⎞
В0= – = 0 ⎜ 1 − I 2' ⎟
j =I / S 4πr 2r 2r ⎝ 2π ⎠
S -площадь поперечного сечения. ⎛ I1 ⎞
При равномерном движении заряженных частиц Если В0=0, то ⎜ − I 2' ⎟ = 0 , т.е. I2’= I1/2π;
j = nqυ, ⎝ 2π ⎠
где n - концентрация частиц, q - заряд одной частицы. ΔI2 = I2 -I2’= I2 - I1/2π
3. Закон Ома для участка цепи, не содержащем ЭДС Задачи для самостоятельного решения.
ϕ1 − ϕ 2 U
I= = , 9.1. На рис. 9.1 изображены сечения двух прямолинейных беско-
R R нечно длинных проводников с токами. Расстояние между токами
где ϕ1 −ϕ2=U - разность потенциалов (напряжение на концах участка), R АВ=10см, токи I1 =20 А, I2=30 А.
- сопротивление участка. I1 I2
Найти напряженности магнитного
поля, вызванного токами I1 и I2 в М1 М2 М3
4. Сопротивление однородного проводника длиной l и площадью точках М1, М2 и М3. Расстояния А В
l М1А=2 см, АМ2=4 см и ВМ3=3 см.
поперечного сечения S: R= ρ , Рис.9.1.
S 9.2. Решить предыдущую за-
где ρ - удельное сопротивление вещества проводника. дачу при условии, что токи текут в
[R] = Ом; [ρ] = Ом.м. одном направлении.
Зависимость сопротивления от температуры: 9.3. На рис.9.3 изображены сечения трех прямолинейных бесконеч-
но длинных проводников с токами. Рас-
ρ=ρ0 (1+ αt), стояние АВ=ВС=5 см, токи I1 =I2=I,
I1 I2 I3
где ρ0 - удельное сопротивление при 0оС, ρ - удельное сопротивление I3=2I. Найти точку на прямой АС, в ко-
при toC, α - термический коэффициент сопротивления. торой напряженность магнитного поля, А В С
вызванного токами I1 , I2 и I3, равна ну- Рис.9.3.
5. Сопротивление соединения проводников: лю.
n
1 n
1 9.4. Решить предыдущую задачу при условии, что токи текут в од-
а) последовательное R= ∑ Ri ; б) параллельное =∑ .
i =1 R i =1 Ri ном направлении.
9.5. По двум длинным проводам, расположенным параллельно друг
Здесь Ri - сопротивление i-го проводника, n - число проводников.
другу на расстоянии 5 см, идут в одном направлении токи 5 А и 10 А.
Определить напряженность поля в точке, отстоящей на 2 см от первого
6. Закон Ома для замкнутой цепи:
и 5 см от второго.
I = ε / (R+r),
где ε – ЭДС источника тока, r - внутреннее сопротивление источника,
R - сопротивление внешней цепи.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- …
- следующая ›
- последняя »
