В законе Ома электрическое сопротивление R – коэффициент пропорциональности между разностью потенциалов, приложенной к концам проводника, и силой тока, возникающего при этом в проводнике. Исходя из этого, электрическое сопротивление можно определить следующим образом: это мера
того сопротивления, которое оказывает проводник попытке установления в нем тока. С позиций электронной теории сопротивление объясняется тем, что ионы решетки препятствуют движению электронов. Сталкиваясь с ионами, электроны теряют энергию, передавая ее ионам и меняют направление движения.
Электрическое сопротивление данного проводника зависит от его природы и размеров. Опытным путем установлено, что сопротивление R проводника прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади его поперечного сечения:
Эта формула применима только для однородного по составу проводника с постоянной площадью поперечного сечения.
r (Ом.м)- удельное сопротивление –это характеристика электрических свойств
металла, оно зависит от природы металла и от его температуры. По смыслу r - это электрическое сопротивление единицы длины проводника с единичной площадью поперечного сечения. (В СИ – это сопротивление, например, металлического куба с ребром 1м при условии, что ток распространяется параллельно ребру куба).
С увеличением температуры сопротивление металлов увеличивается. При умеренных температурах удельное сопротивление линейно зависит от температуры:
(1/К)
зависимость удельного сопротивления металлов от температуры;
r0 – удельное сопротивлениепри 0оС,
a - температурный коэффициент сопротивления, определяющий относительное изменение сопротивления при нагревании проводника на один градус.
Зависимость сопротивления от температуры используется для точного измерения температуры с помощью термометров сопротивления. В простейшем виде – это намотанная на изолятор тонкая проволочка, сопротивление которой при различных температурах заранее известна. Для измерения температуры проволочка приводится в контакт с телом, температуру которого хотят измерить, и измеряется ее сопротивление.
При соединении сопротивлений выполняются следующие соотношения.
последовательное соединение
параллельное соединение
[1] Ничего более конкретного сказать нельзя, т.к. по сути, мы не знаем, что такое электрический заряд. Это некое неотъемлемое свойство, присущее частицам, подобно психике у человека
[2] Существуют также частицы – кварки – с зарядами 1/3 е×и 2/3×е, но это виртуальные частицы, которые не могут длительное время находится в свободном состоянии.
[3] Электрические и магнитные явления существуют в неразрывном единстве. Однако общая теория электромагнитных явлений (релятивистская квантовая электродинамика) слишком сложна для курса общей физики, поэтому мы будем рассматривать электрические и магнитные явления традиционно, т.е. раздельно.
[4] Был установлен опытным путем фр. ученым Кулоном в 1785 г.
[5] В действительности, существует явление электрической индукции, т.е. взаимное влияние заряженных тел друг на друга (см. ниже).
[6] Циркуляция вектора напряженности электрического поля ¹ 0 (см. дальше в тексте)
[7] Различают электростатическое (потенциальное) и электрическое (вихревое) поля, оба поля характеризуют напряженностью Е, потенциал ×j - характеристика электростатического поля .
[8] grad или Ñ– это краткое обозначение математической операции:
[9] Не обязательно брать цилиндр, можно взять любую призму, важно, чтобы ее образующие были перпендикулярны торцевым сечениям и самой заряженной плоскости.
[10] Будем употреблять для краткости слово «емкость»
[11]Подумайте над вопросом: проводник заряжен зарядом 1 мкКл. Во сколько раз изменится его емкость, если заряд увеличить до 5 мкКл?
[12] Силы F2 и F1направлены по касательным к силовым линиям , а не горизонтально, как показано на рис., но мы будем этим небольшим различием пренебрегать.
[13] Существуют также жидкие проводники, но мы их рассматривать не будем.
[14] Для газов использовать eнеудобно, т.к. она очень мало отличается от единицы (для воздуха e = 1,000576), поэтому для газов чаще используют c.
[15] На границе двух диэлектриков силовые линии преломляются. При этом для вектора Е совпадают касательные составляющие, а отношение нормальных составляющих равно отношению диэлектрических проницаемостей. Для вектора D –наоборот (см. учебник).
[16] Для обоснования этого утверждения нужно снова рассмотреть все приведенные ранее случаи, вводя диэлектрик, и применять теорему Гаусса для D, а потом определять Е.
[17] Не приводим из-за громоздкости.
[18] Если бросить заряженный металлический предмет – его движение можно считать кратковременным током. Если
вблизи находится компас, его стрелка даст отклонение, т.к. она реагирует на магнитное поле тока.
[19] В металлах положительные заряды (ионы решетки) не могут перемещаться – они и есть сам металл.
[20]На вопрос, где работают сторонние силы ответить трудно. Натираем стеклянную палочку, дотрагиваемся до проводника, работают сторонние силы, а где? В батарейках сторонние силы работают только на границе проводника с электролитом. Внутри проводника всегда работают электростатические силы.
[21] Открыт опытным путем нем. учителем Омом в 1827 г.В приведенных формулах интегралов нет, но формулы можно вывести из дифференциальной формы закона путем интегрирования (см. дальше по тексту).
[22] W - большая печатная греческая буква «омега».
(1/К)
