Постоянный электрический ток - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Постоянный электрический ток. Доклад-сообщение содержит 54 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 1. Причины электрического тока. 2. Сила тока. Плотность тока. 3. Уравнение непрерывности. 4. Сторонние силы и Э. Д. С. 5. Закон Ома для неоднородного участка цепи. 6. Работа и мощность. Закон Джоуля–Ленца. 7. КПД источника тока. 8. Правила Кирхгофа.

Слайд 2

Описание слайда:

1.Причины электрического тока Заряженные объекты являются причиной не только электростатического поля, но еще и электрического тока. Для возникновения электростатического поля требуются неподвижные заряды. Для возникновения электрического тока требуются свободные заряженные частицы, которые в электростатическом поле неподвижных зарядов приходят в состояние упорядоченного движения вдоль силовых линий поля.

Слайд 3

Описание слайда:

Слайд 4

Описание слайда:

2. Сила тока. Плотность тока 2. Сила тока. Плотность тока Количественной мерой тока является сила тока – физическая величина, равная заряду перенесенному через заданную поверхность S (или через поперечное сечение проводника), в единицу времени

Слайд 5

Описание слайда:

Слайд 6

Описание слайда:

Ампер равен силе постоянного тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длины 1 м силу взаимодействия, равную 2 • 10-7 Н действие тока тепловое (нагревание утюга), химическое (разложение воды при пропускании через нее тока), магнитное (притягивание гвоздя электромагнитом)

Слайд 7

Описание слайда:

Плотность тока – это векторная величина. Плотность тока – это векторная величина. Модуль вектора плотности тока численно равен отношению силы тока к площади элементарной площадки, перпендикулярной направлению движения носителей заряда:

Слайд 8

Описание слайда:

Плотность тока j - характеризует ток локально, в каждой точке пространства, Плотность тока j - характеризует ток локально, в каждой точке пространства, Сила тока I – интегральная характеристика, привязанная не к точке, а к области пространства, в которой протекает ток. Плотность тока j связана с плотностью свободных зарядов ρ и со скоростью их направленного движения : Для электронов

Слайд 9

Описание слайда:

За направление вектора j (тока) принимают направление положительных носителей зарядов Если носителями являются как положительные, так и отрицательные заряды, то плотность тока определяется формулой: где и – объемные плотности зарядов.

Слайд 10

Описание слайда:

Поле вектора можно изобразить графически с помощью линий тока, которые проводят так же, как и линии вектора напряженности

Слайд 11

Описание слайда:

3. Уравнение непрерывности Пусть в некоторой проводящей среде, где течет ток имеется замкнутая поверхность S . Так как то -

Слайд 12

Описание слайда:

Согласно закону сохранения электрического заряда, суммарный электрический заряд q, охватываемый поверхностью S, изменяется за время на величину . Тогда в интегральной форме можно записать: Согласно закону сохранения электрического заряда, суммарный электрический заряд q, охватываемый поверхностью S, изменяется за время на величину . Тогда в интегральной форме можно записать: Это соотношение называется уравнением непрерывности.

Слайд 13

Описание слайда:

Так как , то Дифференциальная форма записи уравнения непрерывности. Дивергенция вектора j в некоторой точке равна убыли плотности заряда в единицу времени в той же точке

Слайд 14

Описание слайда:

В случае постоянного тока, распределение зарядов в пространстве должно оставаться неизменным: В случае постоянного тока, распределение зарядов в пространстве должно оставаться неизменным: следовательно, это уравнение непрерывности для постоянного тока в интегральной форме. - это уравнение непрерывности для постоянного тока в дифференциальной форме.

Слайд 15

Описание слайда:

Из уравнений или следует, что линии в случае постоянного тока нигде не начинаются и нигде не заканчиваются. Поле вектора не имеет источника.

Слайд 16

Описание слайда:

4. Сторонние силы и ЭДС Для того, чтобы поддерживать ток достаточно длительное время, необходимо от конца проводника с меньшим потенциалом непрерывно отводить электрические заряды, а к другому концу – с большим потенциалом – подводить электрические заряды. Т.е. необходим круговорот зарядов.

Слайд 17

Описание слайда:

Поэтому в замкнутой цепи, наряду с нормальным движением зарядов, должны быть участки, на которых движение (положительных) зарядов происходит в направлении возрастания потенциала, т.е. против сил электрического поля Поэтому в замкнутой цепи, наряду с нормальным движением зарядов, должны быть участки, на которых движение (положительных) зарядов происходит в направлении возрастания потенциала, т.е. против сил электрического поля

Слайд 18

Описание слайда:

Перемещение заряда на этих участках возможно лишь с помощью сил неэлектрического происхождения (сторонних сил): химические процессы, Перемещение заряда на этих участках возможно лишь с помощью сил неэлектрического происхождения (сторонних сил): химические процессы, диффузия носителей заряда, вихревые электрические поля. Аналогия: насос, качающий воду в водонапорную башню

Слайд 19

Описание слайда:

Виды источников тока Виды источников тока Электрофорная машина Гальванический элемент Аккумулятор Термопара Солнечная батарея Выпрямитель (адаптер) переменного тока, вырабатываемого генератором на электростанции Пьезоэлемент

Слайд 20

Описание слайда:

Сторонние силы можно характеризовать работой, которую они совершают над перемещающимися по замкнутой цепи зарядами Сторонние силы можно характеризовать работой, которую они совершают над перемещающимися по замкнутой цепи зарядами Величина, равная работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда в цепи, называется электродвижущей силой (ЭДС), действующей в цепи: Модель

Слайд 21

Описание слайда:

Стороннюю силу, действующую на заряд, можно представить в виде: Стороннюю силу, действующую на заряд, можно представить в виде: – напряженность поля сторонних сил. Работа сторонних сил на участке 1 – 2:

Слайд 22

Описание слайда:

Тогда ЭДС Для замкнутой цепи: Циркуляция вектора напряженности сторонних сил равна ЭДС, действующей в замкнутой цепи (алгебраической сумме ЭДС). Поле сторонних сил не является потенциальным

Слайд 23

Описание слайда:

5. Закон Ома для неоднородного участка цепи Один из основных законов электродинамики был открыт в 1826 г. немецким учителем физики Георгом Омом. Закон Ома для участка цепи (не содержащего источника э.д.с.) Сила тока в проводнике пропорциональна разности потенциалов на концах проводника:

Слайд 24

Описание слайда:

Слайд 25

Описание слайда:

Георг Симон Ом (1787 – 1854) – немецкий физик. Георг Симон Ом (1787 – 1854) – немецкий физик. В 1826 г. Ом открыл свой основной закон электрической цепи. Этот закон не сразу нашел признание в науке, а лишь после того, как Э. X. Ленц, Б. С. Якоби, К. Гаусс, Г. Кирхгоф и другие ученые положили его в основу своих исследований. Именем Ома была названа единица электрического сопротивления (Ом). Ом вел также исследования в области акустики, оптики и кристаллооптики.

Слайд 26

Описание слайда:

Рассмотрим неоднородный участок цепи, участок, содержащий источник ЭДС Рассмотрим неоднородный участок цепи, участок, содержащий источник ЭДС Напряженность поля в любой точке цепи равна векторной сумме поля кулоновских сил и поля сторонних сил:

Слайд 27

Описание слайда:

Величина, численно равная работе по переносу единичного положительного заряда суммарным полем кулоновских и сторонних сил на участке цепи (1 – 2), называется напряжением на этом участке U12 Величина, численно равная работе по переносу единичного положительного заряда суммарным полем кулоновских и сторонних сил на участке цепи (1 – 2), называется напряжением на этом участке U12

Слайд 28

Описание слайда:

Так как и , то Если

Слайд 29

Описание слайда:

Обобщенный закон Ома для участка цепи содержащей источник ЭДС: Обобщенный закон Ома для участка цепи содержащей источник ЭДС: где Обобщенный закон Ома выражает закон сохранения энергии применительно к участку цепи постоянного тока

Слайд 30

Описание слайда:

В электротехнике часто используют термин падение напряжения – изменение напряжения вследствие переноса заряда через сопротивление В электротехнике часто используют термин падение напряжения – изменение напряжения вследствие переноса заряда через сопротивление Если - закон Ома для участка цепи

Слайд 31

Описание слайда:

В замкнутой цепи: , тогда где r – внутреннее сопротивление активного участка цепи

Слайд 32

Описание слайда:

Сопротивление проводника зависит от его размеров и формы, а также от материала, из которого проводник изготовлен Для однородного линейного проводника — удельное сопротивление (Ом•м).

Слайд 33

Описание слайда:

Из закона Ома Так как Отсюда закона Ома в дифференциальной форме. – удельная электропроводность (См/м).

Слайд 34

Описание слайда:

Последовательное соединение проводников Последовательное соединение проводников I1 = I2 = I U = U1 + U2 = IR1 +IR2 =I(R1 + R2) = IR, R = R1 + R2 При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников

Слайд 35

Описание слайда:

Параллельное соединение проводников Параллельное соединение проводников U1 = U2 = U При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Слайд 36

Описание слайда:

Слайд 37

Описание слайда:

6. Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца Рассмотрим произвольный участок цепи, к концам которого приложено напряжение U. За время dt через каждое сечение проводника проходит заряд При этом силы электрического поля, действующего на данном участке, совершают работу: Общая работа:

Слайд 38

Описание слайда:

Мощность тока равна: Мощность тока равна: Закон теплового действия электрического тока. 1841 г. манчестерский пивовар Джеймс Джоуль 1843 г. петербургский академик Эмилий Ленц

Слайд 39

Описание слайда:

Джоуль Джеймс Пресскотт (1818 – 1889) – английский физик, один из первооткрывателей закона сохранения энергии. Джоуль Джеймс Пресскотт (1818 – 1889) – английский физик, один из первооткрывателей закона сохранения энергии. Работы посвящены электромагнетизму, кинетической теории газов. Ленц Эмилий Христианович (1804 – 1865) – русский физик. Основные работы в области электромагнетизма. В 1833 г. установил правило определения электродвижущей силы индукции (закон Ленца), а в 1842 г. (независимо от Дж. Джоуля) – закон теплового действия электрического тока (закон Джоуля-Ленца).

Слайд 40

Описание слайда:

При протекании тока, в проводнике выделяется количество теплоты: При протекании тока, в проводнике выделяется количество теплоты: Если ток изменяется со временем: закон Джоуля – Ленца в интегральной форме. Нагревание происходит за счет работы, совершаемой силами поля над зарядом. Модель

Слайд 41

Описание слайда:

Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме характеризует плотность выделенной энергии (тепловыделение) в произвольной точке. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме характеризует плотность выделенной энергии (тепловыделение) в произвольной точке. Тепловая мощность тока в элементе проводника Δl, сечением ΔS, объемом ΔV=Δl*ΔS равна: Удельная мощность тока

Слайд 42

Описание слайда:

Так как и , то или Мощность, выделенная в единице объема проводника . Приведенные формулы справедливы для однородного и неоднородного участка цепи.

Слайд 43

Описание слайда:

Слайд 44

Описание слайда:

Из законов Ома для участка цепи и замкнутой цепи Из законов Ома для участка цепи и замкнутой цепи имеем Видно, что

Слайд 45

Описание слайда:

Слайд 46

Описание слайда:

Слайд 47

Описание слайда:

8. Правила Кирхгофа Расчет разветвленных цепей с помощью закона Ома довольно сложен. Эта задача решается более просто с помощью двух правил немецкого физика Г. Кирхгофа (1824 – 1887).

Слайд 48

Описание слайда:

Первое правило Кирхгофа утверждает, что алгебраическая сумма токов, сходящихся в любом узле цепи равна нулю: Первое правило Кирхгофа утверждает, что алгебраическая сумма токов, сходящихся в любом узле цепи равна нулю:

Слайд 49

Описание слайда:

Второе правило Кирхгофа (обобщение закона Ома для разветвленной цепи). Второе правило Кирхгофа (обобщение закона Ома для разветвленной цепи).

Слайд 50

Описание слайда:

Узлом называется место соединения трех и более проводников. Узлом называется место соединения трех и более проводников. Контур – это любая замкнутая цепь. Независимый контур – контур, который содержит хотя бы одну новую ветвь. Ветвь – участок цепи от узла до узла

Слайд 51

Описание слайда:

Первое и второе правила Кирхгофа, записанные для всех независимых узлов и контуров разветвленной цепи, дают в совокупности необходимое и достаточное число алгебраических уравнений для расчета электрической цепи. Первое и второе правила Кирхгофа, записанные для всех независимых узлов и контуров разветвленной цепи, дают в совокупности необходимое и достаточное число алгебраических уравнений для расчета электрической цепи.

Слайд 52

Описание слайда:

Применяя законы Кирхгофа необходимо: Применяя законы Кирхгофа необходимо: 1. Определить число электрических узлов и независимых контуров в схеме 2. Перед составлением уравнений произвольно выбрать и указать стрелками на чертеже: а) направление токов во всех сопротивлениях, входящих в цепь, учитывая, что от узла до узла течёт один и тот же ток; б) направление обхода контура. 3. При составлении уравнений по первому закону Кирхгофа считать токи, подходящие к узлу, положительными, а токи, отходящие от узла - отрицательными. Число уравнений, составляемых по первому закону Кирхгофа, должно быть на единицу меньше числа узлов, содержащихся в цепи.

Слайд 53

Описание слайда:

4. При составлении уравнений по второму правилу Кирхгофа следует считать: 4. При составлении уравнений по второму правилу Кирхгофа следует считать: а) падение напряжения на участке цепи входит в уравнение со знаком плюс, если направление тока в данном участке совпадает с выбранным направлением обхода контура; в противном случае произведение входит в уравнение со знаком минус; б) ЭДС входит в уравнение со знаком плюс, если оно повышает потенциал в направлении обхода контура: т.е. если при обходе контура приходится идти от минуса к плюсу внутри источника тока, в противном случае ЭДС входит в уравнение со знаком минус. Число независимых уравнений, которые могут быть составлены по второму закону Кирхгофа, равно числу независимых контуров, имеющихся в цепи.

Слайд 54

Описание слайда:

Для составления уравнений первый контур можно выбрать произвольно. Все следующие контуры следует выбирать таким образом, чтобы в каждый новый контур входила хотя бы одна ветвь цепи, не участвовавшая ни в одном из ранее использованных контуров. Произвольно выбранное направление обхода по контурам не изменяется до конца решения задачи. Для составления уравнений первый контур можно выбрать произвольно. Все следующие контуры следует выбирать таким образом, чтобы в каждый новый контур входила хотя бы одна ветвь цепи, не участвовавшая ни в одном из ранее использованных контуров. Произвольно выбранное направление обхода по контурам не изменяется до конца решения задачи. Если при решении уравнений, составленных вышеуказанным способом, получены отрицательные значения силы тока или напряжения, то это означает, что ток через данное сопротивление в действительности течет в направлении, противоположном выбранному.

Теги Постоянный электрический

Похожие презентации