Э.д.с., напряжение, ток и их условные положительные
Направления
Рис.1.7 Схема, иллюстрирующая положительные направления э.д.с., тока и напряжения в цепи.
В источнике эл. энергии существует силовое поле, под действием которого внутри него заряды перемещаются. В результате этого у зажима «+» образуется избыток положительных зарядов, а у зажима «-» - избыток отрицательных зарядов.
Силовое поле источника имеет не электростатическое происхождение и поэтому наз. сторонним. (в генераторах постоянного тока оно вызвано эл.-магн. индукцией, в гальванических источниках и аккумуляторах – хим. реакциями ).
В результате разделения зарядов внутри источников возникает эл. поле, действующее на заряды в противоположном направлении по сравнению с силами стороннего поля.
Если внешняя цепь не замкнута, электрическое поле уравновешивается сторонним и движение зарядов внутри источника прекращается.
При наличии внешней замкнутой цепи в ней под действием сил эл. поля начинается движение эл. зарядов, т.е. возникает эл. ток. В результате частичной нейтрализации зарядов у электродов силы эл. поля внутри источника становится меньше сил стороннего поля, что приводит к дальнейшему разделению зарядов в источнике.
Стороннее поле источника между его зажимами оценивается э.д.с. Е, равной работе, совершаемой силами стороннего поля при перемещение единичного положительного заряда от одного зажима к другому.
где А – работа, q- заряд
Условное положительное направление э.д.с. – от отрицательного зажима к положительному (рис.1.7). Степень противодействия движению зарядов внутри источника оценивается его внутренним сопротивлением Ri.
Под действием источника в цепи возникает эл. поле с напряженностью [В/м]. Вектор напряженности эл. поля ( силовые линии поля) направлен от положительного полюса к отрицательному. Положительные заряды перемещаются по направлению силовых линий поля, а отрицательные – навстречу им.
Эл. поле между двумя точками цепи ( например, между а и в рис 1.7) характеризуется напряжением, или разностью потенциалов
Uав - напряжение между т. а и в;
- потенциал точек а,в
Напряжение Uав численно равно работе, совершаемой силами электрического поля при перемещении единичного положительного заряда из точки а в точку в
Потенциал численного равен работе, совершаемой силами эл. поля при перемещение единичного заряда из рассматриваемой точки поля в точку. Потенциал принят равным нулю (потенциал Земли).
Таким образом, э.д.с., напряжение и потенциал выражаются в вольтах. Один вольт – это такое напряжение (ЭДС, потенциал), когда при перемещении заряда, равного 1 Кл, совершается работа, равная 1 Дж.
Напряжение также может быть определено как
где - модуль вектора напряжености эл. поля;
– приращение линейного расстояния
При =const, U=
Положительным наз. направление напряжения, в котором положительный заряд перемещался бы под действием сил эл. поля от большего потенциала к меньшему, от «+» к «-» (рис .1.7)
Электрический ток в проходящих средах есть направленное движение носителей заряда: в металлах – электронов, в полупроводниках – электронов и дырок, в электролитах – положительных и отрицательных ионов.
Значение (сила) тока это количество электричества (т.е. положительных и отрицательных зарядов) прошедшего через поперечное сечение проводника в единицу времени
За единицу силы тока принят 1А – это ток, при котором за 1с через поперечное сечение проводника проходит 1Кл эл. зарядов (t wx:val="Cambria Math"/><w:i/><w:sz w:val="28"/><w:sz-cs w:val="28"/></w:rPr><m:t>18</m:t></m:r></m:sup></m:sSup></m:oMath></m:oMathPara></w:p><w:sectPr wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>"> электронов).
За положительное направление тока в электротехнике принято направление движения положительных зарядов.
Во внешней цепи ( в приемники) положительные направления тока и напряжения совпадают ( положительные заряды движутся от большего потенциала к меньшему) на участке, содержащем источник, движение зарядов происходит под действием стороннего поля от « - » к « + » и здесь положит. направление тока совпадает с положит. направлением ЭДС и противоположно положительному направлению напряжения.
Следовательно, Е и U всегда имеют противоположные направления.
Дата добавления: 2015-06-17; просмотров: 859;