Transcript Prad

Przepływ prądu elektrycznego
• model mikroskopowy
•Prawa przepływu
•Moc prądu
Prąd, nośniki prądu, natężnenie (I)
• prąd – uporządkowany ruch nośników
elektrycznych (+!)
S
I E
J    E
S 
1
Q  neSl
n  N A  d , n  gęęstoś
M
 d  gęstość przewodnika
I
t
J- strumień prądu= I/S[A/m2]
v- prędkość unoszenia
Q
t
elektronów N A  6,023*1023 atom/ mol
l
v
v
I  neSl  neSv
l
J  nev
- oporność właściwa [/m]
dla drutu z miedzi o S=0.9 mm i I=17 mA
 - przewodnictwo
v=4.9*10-7 m/s !!
Prędkości ruchu termicznego elektronów w
miedzi u~ 106 m/s !!!
Oporność
E U /l
I
U
l 1
J    U 
I  RI
S
l
S
l
R
S
1
J
nev
ne 2v ne 2t
  



E ma / e mv / t
m
R opór
R= U/I
Prawo Ohma
t – czas pomiedzy zderzeniami
termicznymi elektronow. Niezależy od
E- prawo Ohma:
Zależność od temperatury
  0  0 (T  T0 )
T0  293K (200 C)
Przepływ prądu w obwodzie
Bateria
Bateria
II Prawo Kirchhoffa:
• Siła elektromotoryczna 
-Ir-IR=0
= dW/dq
dq= Idt = dW = dtI(Ir+IR)
=Ir+IR II prawo Kirchhoffa to
zasada zachowania energii
opornik
Moc prądu
P = dW/dt= qdU/dt=UI
z prawa Ohma: U=IR
P=I2R
lub
P=U2/R [W]
• energia ze źródła jest dyssypowana (rozpraszana) w postaci
ciepła ("przepychanie ładunków elektrycznych przez przewodnik")
Oporniki polączone szeregowo
• kierunek obchodu oczka zgodnie z ruchem
wskazówek zegara
•spadki napięć na opornikach przechodzonych
zgodnie z kierunkiem prądu są ujemne
•Napięcie bateria przechodzonej od – do + jest brane
ze znakiem +
-IR1-IR2-IR3=0
-IRz=0
Rz=R1+R2 +R2
Rz oporność zastępcza
Polączenia oporników: równolegółe
• układ z 4 (3 niezależnymi) oczkami
I1= U/R1 I2 =U/R2 I3 =U/R3
I=I1+I2+I3 (I Prawo Kirchhoffa)
I=U/Rz
U/Rz=U/R1+U/R2+U/R3
1/Rz=1/R1+1/R2+1/R3
Obwód z dwoma bateriami
Analiza układu:
• kierunek przejścia zgodne z
kier. zegra
1 - Ir1 - IR - Ir2 - 2 = 0
bateria
opornik
bateria