Электрический ток. Закон сохранения заряда

Электрические свойства материалов. Заряды, потенциал, напряжение.

По своим электрическим свойствам вещества разделяют на 3 класса: (критерий деления : Ом*м)

1) Проводники – вещества, способные проводить электрический ток и обладающие низким сопротивлением.

а) проводники первого рода – все металлы, сплавы металлов, а также электровакуумные приборы носитель тока свободные электроны (электроны проводимости). низкое сопротивление, высокая способность протекания тока.

б) проводники второго рода– электролиты (раствор поваренной соли) и ионизированные газы носители тока: положительные отрицательные ионы.

2) Изоляторы (диэлектрики) – вещества способные проводить электрический ток (нет свободных зарядов в них). В реальности диэлектрики – вещества, обладающие слабой способностью протекания тока ( ).

3) Полупроводникизанимает промежуточное значение между 1 и 2 (кремний Si, германий Ge, галлий Ga).

Электрический заряд – состояние тела, которое проявляется силовым действием со стороны других заряженных тел. В природе заряды дискретны и кратны элементарному заряду.

.

В природе встречаются заряды двух типов:

- положительные;

- отрицательные.

Положительный заряд: положительно заряженное ядро (протон нейтрон) и оборочка.

Электрическое напряжение: Напряжение служит количественной характеристикой для электрического поля.

(сила действует на направление линий)

В электрическом поле осуществляется перенос из т.1 в т.2. . При перемещении заряда совершаем работу. .

Электрическое напряжение (скалярная величина) или разность потенциаловмежду т. 1 и 2 называют отношение работы к величине заряда (или криволинейный интеграл).

Напряжение численно равно работе по переносу заряда из т. 1 в т. 2. Величина скалярная, а стрелка показывает вычисление от т.1 в т.2.

Потенциалом в т.1 называется величина ,

Потенциал – величина равная напряжению между данной точкой и точкой нулевого потенциала.

, если (в точке 3 потенциал =0), т.3 точка нулевого потенциала.

Электрический ток – всякое упорядоченное движение свободных зарядов, например в электрическом поле.

[n]=[ ] – концентрация свободных электронов или их количество в единице объема вещества. Тогда за маленький интервал времени dt через пройдет dN электронов равных nd, где dV – объем цилиндра показанного на рисунке. .

Электрический ток. Закон сохранения заряда.

Электрическим током через площадку называют величину .

; [ ]= [A]; 1A= .

– определяет плотность электрического тока; величина тока приходящего на единичное сечение проводника.

вектор нормали к сечению проводника;

(стрелка показывает направление нормали к сечению проводника при вычислении тока).

Закон сохранения заряда:

Рассмотрим заданный объем, ограниченный замкнутой поверхностью с внешней нормалью. Примем следующий постулат: закон сохранения заряда.

заряд области V; электрический ток в направлении внешней нормали. Заряд области может изменяться только за счет электрического тока. .