Постоянный электрический ток. Закон Ома

План- конспект практического занятия.

Тема занятия:  Постоянный электрический ток. Закон Ома.

Сопротивление.

Цели урока: 

1.Знакомство с теоретической частью. Формула закона Ома.

2.Научить решать задачи по данной теме.

3.Показать практическую значимость данного материала.

Формируемые компетенции:

1. Способность к приобретению новых знаний с большей степенью самостоятельности.
2. Способность к критической оценке собственных достоинств и недостатков.
3. Способность к применению стандартных методов расчета.

Ход занятия.

1. Теоретическое введение.

Сила тока

[pic 1].                                                                        ( 1)

При постоянном токе, если за время t через поперечное сечение проводника переносится заряд q, то

[pic 2].                                                                        ( 2)

Плотность тока

[pic 3],                                                                            ( 3)

        [pic 4],                                                                        ( 4)

где n – концентрация; e – заряд и [pic 5] – скорость упорядоченного движения носителей.

Если ток I равномерно распределен по поперечному сечению проводника, то

[pic 6],                                                                        ( 5)

где S – площадь поперечного сечения проводника.

Сила тока через любую поверхность S равна потоку вектора плотности тока [pic 7] через эту поверхность

[pic 8].                                                        ( 6)

[ I ] = 1 А (ампер);        [ j ] = 1 А/м2 (ампер на квадратный метр).

Закон Ома для однородного участка 1–2 цепи

[pic 9],                                                                 ( 7)

где [pic 10] – разность потенциалов на концах участка; R – сопротивление участка.

Закон Ома для неоднородного участка 1–2 цепи (обобщенный закон Ома):

[pic 11],                                                        ( 8)

где ξ12 – ЭДС, действующая на участке; U12 – напряжение на участке.

Закон Ома для всей замкнутой цепи:

[pic 12].                                                                        ( 9)

где [pic 13] – алгебраическая сумма ЭДС, действующих в неразветвленной замкнутой цепи; [pic 14] – общее сопротивление цепи.

Сопротивление однородного проводника цилиндрической формы:

[pic 15],                                                                        ( 10)

где ρ – удельное сопротивление материала проводника; l – длина и S – площадь поперечного сечения проводника.

Электропроводность материала проводника:

[pic 16].                                                                        ( 11)

[ ρ ] = Ом·м (ом-метр); [ σ ] = 1/(Ом·м)[pic 17]1 См (сименс).

Дифференциальная форма закона Ома ( 6) и ( 7)

[pic 18],  [pic 19],                                                ( 12)

где [pic 20] – напряженность электростатического поля внутри проводника, по которому течет ток; [pic 21] – напряженность поля сторонних сил, которые действуют на носители внутри источника тока.

Общее сопротивление [pic 22] при последовательном соединении проводников: