Электрический ток

1. Единица измерения энергии Электрон-Вольт

1ЭВ = 1.602·10^-19Дж

2. Сила тока

Пример:

Через поперечное сечение контактного провода за 3 с проходит 9·10²¹ электронов. Найти силу тока в проводнике.

Найти заряд, прошедший по проводнику в интервале времени от 5 до 15 с, равен

Сила тока в проводнике в течение интервала времени равномерно увеличивается от 0 до , затем в течение такого же промежутка времени остается постоянной, а затем за тот же интервал времени равномерно уменьшается до нуля . Найти заряд, прошедший по проводнику.

3. Плотность тока

Пример:

Плотность тока на электроде, площадь которого 10 см², равна 10 А/м². Какова сила тока в подводящем проводе.

4. Уравнение неразрывности тока

Пример:

За время 0,3с плотность положительного заряда в некоторой точке пространства равномерно уменьшилась на 1Кл/м³. Найти дивергенцию плотности тока то в этой точке (в Кл/(м³·с)) (Ответ 3.3 Кл/(м³·с))

5. Мощность электрического тока

P = U·I = U²/R = I²·R

Пример

На рисунке дана зависимость силы тока от напряжения. Найти мощность, выделяемую на сопротивлении, при U = 40В (в Вт).

Какое сопротивление имеет 60-ваттная лампа накаливания, рассчитанная на напряжение 110 В.

У электронагревательного прибора втрое укоротить нагревательную спираль. Что произойдет с мощностью, потребляемой прибором из сети.

6. Закон Джоуля-Ленца

Q=P*t

7. Работа электрического тока

При I=const A=P·Δt

Пример:

Компьютер мощностью 300Вт работает в течение 12 часов. Стоимости электроэнергии 2.04 руб за кВт·час. Сколько стоит работа компьютера?

8. Закон Джоуля-Ленца в дифференциальной форме

Пример:

Найти удельную тепловая мощность в нихромовом проводнике при плотности тока j= 10А/м² .

9. Классическая теория электропроводности

Пример:

Найти число свободных электронов в 10 см³ алюминия (в 10²³)
Ответ: 6.02

10. Сопротивление цилиндрического проводника

Пример:

Найти ток в нихромовом проводе длиной L=10см, сечением S= 1мм² при разности потенциалов на концах провода U=3В (в А)

11. Закон Ома для однородного участка в дифференциальном виде

Пример:

Найти напряженность электрического поля в нихромовом проводнике, если в нем течет ток плотностью j=2.5х10⁵ А/м².

Найти отношение удельных проводимостей двух проводников.

12. Закон Ома для неоднородного участка цепи

Пример:

Потенциалы в точках 1 и 2 соответственно равны φ₁=5В, φ₂ =1В, R₁= 20 Ом, ε=5В. Найти силу тока через сопротивление R₁ (в А).

13. Закон Ома для замкнутой цепи

Пример:

Найти сопротивление нагрузки в электрической цепи с ЭДС = 5В, внутренним сопротивлением 0,01Ом при силе тока I= 1,5А (в Ом)

Найти ток короткого замыкания в электрической цепи с источником тока с ЭДС 20 В и внутренним сопротивлением 1 Ом .

Электрическая цепь, состоящую из источника тока с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 2 Ом, включено сопротивление 3 Ом. Найти падение напряжения на внешней части цепи.

Элемент с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 3 Ом замкнуть на сопротивление 20 Ом. Найти мощность, выделяемую во внешней цепи.

14. Ток в газах (газовый разряд). Энергия ионизации

Пример:

На рисунке представлены вольтамперные характеристики газового разряда в разных газах №1, №2 и №3. Найти величину тока насыщения в газе №3 (в мкА) и энергию ионизации газа №1 (в эВ)

15. Зависимость сопротивления и удельного сопротивления от температуры. Сверхпроводимость.