Электрический ток. Сила и плотность тока. Правило Киргофа для разветвлённых цепей.

Электри́ческий ток — упорядоченное нескомпенсированное движение свободных электрически заряженных частиц, например, под воздействием электрического поля. Такими частицами могут являться: в проводниках — электроны, в электролитах — ионы (катионы и анионы), в газах - ионы и электроны, в вакууме при определенных условиях - электроны, в полупроводниках — электроны и дырки (электронно-дырочная проводимость).

Сила тока (часто просто «ток») в проводнике — скалярная величина, численно равная заряду , протекающему в единицу времени через сечение проводника. Обозначается буквой . I=U/R — сила тока равняется отношению напряжения к сопротивлению.

Пло́тность то́ка — векторная физическая величина, имеющая смысл силы тока, протекающего через единицу площади. J=I/S.

Законы Киргофа:

1 Правило: Алгебрамческая сумма сил токов, сходящихся в в узле =0. Ток входящий в узел +, выход. -.

(.)А I1+I2 –I=0 (1);

(.)B -I1-I2+I=0 (2);

2 Правило: Алгебраическая сумма произведений сил токов на сопротивление соответствующих участков цепи контура = алгебраической сумме ЭДС в рассматриваемом контуре т.е.

=

Ток + если его направление совпадает с направлением обхода контура. ЭДС + если при выбранном обходе контура внутри источника переход происходит от – к +.

Контур E1,r1,E2,r2: I1r1-I2r2=E1-E2 (3)

Контур E1,r1,R: I1r1+IR=E1 (4)

Контур E2,r2,R: I2r2+IR=E2 (5)

(4)-(5)=(3)

8.Действие магнитного поля на проводнике с током. Закон Ампера.

Если внести проводник с током в магнитном поле, то в результате сложения магнитных полей магнита и проводника произойдет усиление результирующего магнитного поля с одной стороны проводника и ослабление магнитного поля с другой стороны проводника Ш результате действия двух магнитных полей произойдет искривление маг-нитных линий, и они, стремясь сократиться, будут выталкивать проводник внизСила, действующая на проводник с током, помещенный в магнитное иоле, называется электромагнитной силой. Направление этой силы можно определить по «правилу левой руки»: если левую руку расположить в магнитном поле так, чтобы магнитные линии, выходящие из северного полюса, как бы входили в ладонь, а четыре вытянутых пальца совпадали с направлением тока в проводнике, то большой отогнутый палец руки покажет направление действия силы. Сила , с которой магнитное поле действует на элемент dL проводника с током, находящегося в магнитном поле, прямо пропорциональна силе тока I в проводнике и векторному произведению элемента длины проводника на магнитную индукцию B :

Из закона Ампера следует, что параллельные проводники с постоянными токами, текущими в одном направлении, притягиваются, а в противоположных — отталкиваются. Законом Ампера называется также закон, определяющий силу, с которой магнитное поле действует на малый отрезок проводника с током. Сила dF, с которой магнитное поле действует на элемент объёма dV проводника с током плотности j, находящегося в магнитном поле с индукцией B.

dF=j*BdV;

10.Идеальный проводник (Сверхпроводи́мость)эл-стат поле. Поверхностная плотность заряда.

Сверхпроводник — материал, который при определенных условиях приобретает сверхпроводящие свойства. Это достигается понижением температуры до Tc, при которой сопротивление материала понижается до нуля. В настоящее время проводятся исследования в области сверхпроводимости для того, чтобы повысить температуру перехода в сверхпроводящее состояние до комнатной.). Известны несколько десятков чистых элементов, сплавов и керамик, переходящих в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводимость — квантовое явление. Явление сверхпроводимости используется для получения сильных магнитных полей, поскольку при прохождении по сверхпроводнику сильных токов, создающих сильные магнитные поля, отсутствуют тепловые потери.

Плотность заряда — это количество заряда, приходящееся на единицу длины, площади или объёма, таким образом определяются линейная, поверхностная и объемная плотности заряда, которые измеряются в системе СИ: в Кулонах на метр [Кл/м], в Кулонах на квадратный метр [Кл/м²] и в Кулонах на кубический метр [Кл/м³], соответственно. В отличие от плотности вещества, плотность заряда может иметь как положительные, так и отрицательные значения, это связано с тем, что существуют положительные и отрицательные заряды.