กระแสไฟฟ้าคงที่ แนวคิดของกระแสไฟฟ้า การนำเสนอทางฟิสิกส์ "กระแสไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมต่างๆ" การนำเสนอด้วยแสงในหัวข้อกระแสไฟฟ้า

สไลด์ 1

แผนการบรรยาย 1. แนวคิดการนำกระแส เวกเตอร์ปัจจุบันและความแรงของกระแส 2. รูปแบบความแตกต่างของกฎของโอห์ม 3. การเชื่อมต่อตัวนำแบบอนุกรมและแบบขนาน 4. สาเหตุของการปรากฏตัวของสนามไฟฟ้าในตัวนำความหมายทางกายภาพของแนวคิดของแรงภายนอก 5. ที่มาของกฎของโอห์มสำหรับห่วงโซ่ทั้งหมด 6. กฎข้อที่หนึ่งและสองของ Kirchhoff 7. ติดต่อความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น ปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริก 8. กระแสไฟฟ้าในสภาพแวดล้อมต่างๆ 9. กระแสในของเหลว อิเล็กโทรไลซิส กฎของฟาราเดย์

สไลด์2


กระแสไฟฟ้าคือการเคลื่อนที่ตามลำดับของประจุไฟฟ้า ตัวนำกระแสไฟฟ้าอาจเป็นอิเล็กตรอน ไอออน อนุภาคที่มีประจุ หากมีการสร้างสนามไฟฟ้าในตัวนำ ประจุไฟฟ้าฟรีจะเริ่มเคลื่อนที่ในนั้น - กระแสที่เรียกว่า กระแสนำไฟฟ้า จะเกิดขึ้น หากวัตถุที่มีประจุเคลื่อนที่ในอวกาศ กระแสจะเรียกว่าการพาความร้อน 1. แนวคิดของการนำกระแส เวกเตอร์ปัจจุบันและความแรงกระแส

สไลด์ 3


สำหรับทิศทางของกระแสน้ำ เป็นเรื่องปกติที่จะต้องกำหนดทิศทางการเคลื่อนที่ของประจุบวก สำหรับการเกิดขึ้นและการดำรงอยู่ของกระแสมีความจำเป็น: 1. การปรากฏตัวของอนุภาคที่มีประจุฟรี; 2. การปรากฏตัวของสนามไฟฟ้าในตัวนำ ลักษณะสำคัญของกระแสคือความแรงของกระแสซึ่งเท่ากับปริมาณประจุที่ผ่านหน้าตัดของตัวนำใน 1 วินาที โดยที่ q คือจำนวนเงินที่เรียกเก็บ t คือเวลาที่ผ่านของประจุ; ปัจจุบันเป็นค่าสเกลาร์

สไลด์ 4


กระแสไฟฟ้าบนพื้นผิวของตัวนำสามารถกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอ ดังนั้น ในบางกรณี แนวคิดของความหนาแน่นกระแส j ถูกนำมาใช้ ความหนาแน่นกระแสเฉลี่ยเท่ากับอัตราส่วนของความแรงกระแสต่อพื้นที่หน้าตัดของตัวนำ โดยที่ j คือการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบัน S - การเปลี่ยนแปลงพื้นที่

สไลด์ 5


ความหนาแน่นกระแส

สไลด์ 6


ในปี ค.ศ. 1826 นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันโอห์มได้ทำการทดลองว่าความแรงของกระแส J ในตัวนำนั้นเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันไฟฟ้า U ระหว่างปลายของมัน โดยที่ k คือสัมประสิทธิ์ของสัดส่วนที่เรียกว่าการนำไฟฟ้าหรือการนำไฟฟ้า [k] = [ซม.] (ซีเมนส์) ปริมาณเรียกว่าความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำ กฎของโอห์มสำหรับส่วนของวงจรไฟฟ้าที่ไม่มีแหล่งกำเนิดกระแส 2. รูปแบบดิฟเฟอเรนเชียลของกฎของโอห์ม

สไลด์ 7


เราแสดงจากสูตรนี้ R ความต้านทานไฟฟ้าขึ้นอยู่กับรูปร่าง ขนาด และเนื้อหาของตัวนำ ความต้านทานของตัวนำเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความยาว ล. และแปรผกผันกับพื้นที่หน้าตัด S ที่ไหน - กำหนดลักษณะของวัสดุที่ทำตัวนำและเรียกว่าความต้านทานของตัวนำ

สไลด์ 8


ให้เราแสดง : ความต้านทานของตัวนำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นความต้านทานจะเพิ่มขึ้น โดยที่ R0 คือความต้านทานของตัวนำที่0С เสื้อ - อุณหภูมิ  - ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน (สำหรับโลหะ  0.04 องศา-1) สูตรนี้ใช้ได้กับความต้านทานจำเพาะ โดยที่ 0 คือความต้านทานจำเพาะของตัวนำที่0С

สไลด์ 9


ที่อุณหภูมิต่ำ (

สไลด์ 10


ให้เราจัดเรียงเงื่อนไขของนิพจน์ใหม่ โดยที่ ผม / S = j– ความหนาแน่นกระแส; 1 /  =  คือค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะของสารตัวนำ U / l = E คือความแรงของสนามไฟฟ้าในตัวนำ กฎของโอห์มในรูปแบบดิฟเฟอเรนเชียล

สไลด์ 11


กฎของโอห์มสำหรับส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของห่วงโซ่ รูปแบบความแตกต่างของกฎของโอห์ม

สไลด์ 12

3. การเชื่อมต่อแบบอนุกรมและแบบขนานของตัวนำ

การเชื่อมต่อแบบอนุกรมของตัวนำ I = const (ตามกฎหมายว่าด้วยการอนุรักษ์ประจุ) U = U1 + U2 Rtot = R1 + R2 + R3 Rtot = Ri R = N * R1 (สำหรับ N ตัวนำที่เหมือนกัน) R1 R2 R3

สไลด์ 13


การเชื่อมต่อแบบขนานของตัวนำ U = const I = I1 + I2 + I3 U1 = U2 = U R1 R2 R3 สำหรับ N ตัวนำที่เหมือนกัน

สไลด์ 14


4. สาเหตุของการปรากฏตัวของกระแสไฟฟ้าในตัวนำ ความหมายทางกายภาพของแนวคิดของแรงภายนอก เพื่อรักษากระแสคงที่ในวงจร จำเป็นต้องแยกประจุบวกและลบออกจากแหล่งกำเนิดกระแส สำหรับสิ่งนี้ แรงจากแหล่งกำเนิดที่ไม่ใช่ไฟฟ้า เรียกว่า แรงภายนอก จะต้องกระทำโดยอิสระ ค่าใช้จ่าย เนื่องจากสนามที่เกิดจากแรงภายนอก ประจุไฟฟ้าจะเคลื่อนที่ภายในแหล่งกำเนิดกระแสกับแรงของสนามไฟฟ้าสถิต

สไลด์ 15


ด้วยเหตุนี้ความต่างศักย์จึงยังคงอยู่ที่ปลายวงจรภายนอกและกระแสไฟคงที่ในวงจร แรงภายนอกทำให้เกิดการแยกประจุที่ไม่เท่ากันและรักษาความต่างศักย์ที่ปลายตัวนำ สนามไฟฟ้าเพิ่มเติมของแรงภายนอกในตัวนำถูกสร้างขึ้นโดยแหล่งกระแส (เซลล์กัลวานิก, แบตเตอรี่, เครื่องกำเนิดไฟฟ้า)

สไลด์ 16


EMF ของแหล่งกำเนิดกระแส ปริมาณทางกายภาพที่เท่ากับการทำงานของแรงภายนอกเพื่อเคลื่อนประจุบวกเดี่ยวระหว่างขั้วของแหล่งกำเนิดเรียกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดกระแส (EMF)

สไลด์ 17


กฎของโอห์มสำหรับส่วนที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันของลูกโซ่

สไลด์ 18

5. ที่มาของกฎของโอห์มสำหรับวงจรไฟฟ้าปิด

ให้วงจรไฟฟ้าปิดประกอบด้วยแหล่งกระแสที่มี  โดยมีความต้านทานภายใน r และส่วนภายนอกที่มีความต้านทาน R R คือความต้านทานภายนอก r - ความต้านทานภายใน แรงดันไฟฟ้าข้ามความต้านทานภายนอกอยู่ที่ไหน А - ทำงานเพื่อย้ายประจุ q ภายในแหล่งกระแสนั่นคือทำงานกับความต้านทานภายใน

สไลด์ 19


จากนั้นเราจะเขียนนิพจน์สำหรับ : เนื่องจากตามกฎของโอห์มสำหรับวงจรไฟฟ้าปิด ( = IR) IR และ Ir คือแรงดันไฟฟ้าตกในส่วนภายนอกและภายในของวงจร

สไลด์ 20


เป็นกฎของโอห์มสำหรับวงจรไฟฟ้าแบบปิด ในวงจรไฟฟ้าแบบปิด แรงเคลื่อนไฟฟ้าของแหล่งกำเนิดกระแสจะเท่ากับผลรวมของแรงดันไฟตกในทุกส่วนของวงจร

สไลด์ 21


6. กฎข้อที่หนึ่งและสองของ Kirchhoff กฎข้อแรกของ Kirchhoff คือเงื่อนไขสำหรับความคงตัวของกระแสในวงจร ผลรวมเชิงพีชคณิตของกระแสที่จุดแยกเป็นศูนย์ โดยที่ n คือจำนวนตัวนำ Ii - กระแสในตัวนำ กระแสที่ไหลเข้าสู่โหนดถือเป็นบวก ปล่อยให้โหนดเป็นลบ สำหรับโหนด A กฎ Kirchhoff ข้อแรกจะถูกเขียนว่า:

สไลด์ 22


กฎข้อแรกของ Kirchhoff โหนดวงจรไฟฟ้าคือจุดที่ตัวนำอย่างน้อยสามตัวมาบรรจบกัน ผลรวมของกระแสที่บรรจบกันที่โหนดนั้นเท่ากับศูนย์ - กฎข้อแรกของ Kirchhoff กฎ Kirchhoff ข้อแรกเป็นผลมาจากกฎการอนุรักษ์ประจุ - ประจุไฟฟ้าไม่สามารถสะสมในโหนดได้

สไลด์ 23


กฎข้อที่สองของ Kirchhoff กฎข้อที่สองของ Kirchhoff เป็นผลมาจากกฎการอนุรักษ์พลังงาน ในวงปิดใดๆ ของวงจรไฟฟ้าแบบแยกแขนง ผลรวมเชิงพีชคณิต Ii บนความต้านทาน Ri ของส่วนที่เกี่ยวข้องของลูปนี้เท่ากับผลรวมของ EMF ที่ใช้ในนั้น i

สไลด์ 24


กฎข้อที่สองของ Kirchhoff

สไลด์ 25


ในการสร้างสมการ คุณต้องเลือกทิศทางของการเดิน (ตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา) กระแสทั้งหมดที่ไปในทิศทางเดียวกับบายพาสลูปถือเป็นค่าบวก EMF ของแหล่งกระแสถือเป็นบวกหากพวกมันสร้างกระแสตรงไปยังทางเลี่ยงของวงจร ตัวอย่างเช่น กฎของ Kirchhoff สำหรับ I, II, III เกรด I I1r1 + I1R1 + I2r2 + I2R2 = - 1 –2 II – I2r2 - I2R2 + I3r3 + I3R3 = 2 + 3 IIII1r1 + I1R1 + I3r3 + I3R3 = - 1 + 3 วงจรคำนวณจากสมการเหล่านี้

สไลด์ 26


7. ติดต่อความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้น ปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริก อิเล็กตรอนที่มีพลังงานจลน์สูงสุดสามารถบินออกจากโลหะสู่อวกาศโดยรอบได้ อันเป็นผลมาจากการปล่อยอิเล็กตรอนทำให้เกิด "เมฆอิเล็กตรอน" มีความสมดุลแบบไดนามิกระหว่างแก๊สอิเล็กตรอนในโลหะกับ "เมฆอิเล็กตรอน" หน้าที่การทำงานของอิเล็กตรอนคืองานที่ต้องทำเพื่อเอาอิเล็กตรอนออกจากโลหะสู่อวกาศที่ไม่มีอากาศถ่ายเท พื้นผิวของโลหะเป็นไฟฟ้าสองชั้น คล้ายกับตัวเก็บประจุที่บางมาก

สไลด์ 27


ความต่างศักย์ระหว่างเพลตของตัวเก็บประจุขึ้นอยู่กับหน้าที่การทำงานของอิเล็กตรอน ประจุอิเล็กตรอนอยู่ที่ไหน  - สัมผัสความต่างศักย์ระหว่างโลหะกับสิ่งแวดล้อม เอ - ฟังก์ชั่นการทำงาน (อิเล็กตรอน - โวลต์ - E-B) หน้าที่การทำงานขึ้นอยู่กับลักษณะทางเคมีของโลหะและสถานะของพื้นผิว (มลพิษ ความชื้น)

สไลด์ 28


กฎของโวลตา: 1. เมื่อตัวนำสองตัวที่ทำด้วยโลหะต่างกันเชื่อมต่อกัน จะเกิดความต่างศักย์ในการสัมผัสซึ่งขึ้นกับองค์ประกอบทางเคมีและอุณหภูมิเท่านั้น 2. ความต่างศักย์ระหว่างปลายของวงจรที่ประกอบด้วยตัวนำโลหะที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมที่อุณหภูมิเดียวกันไม่ได้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีของตัวนำระดับกลาง เท่ากับความต่างศักย์สัมผัสที่เกิดจากการเชื่อมต่อโดยตรงของตัวนำสุดขั้ว

สไลด์ 29


พิจารณาวงจรปิดที่ประกอบด้วยตัวนำโลหะ 2 ตัว 1 และ 2 EMF ที่ใช้กับวงจรนี้เท่ากับผลรวมเชิงพีชคณิตของการกระโดดที่อาจเกิดขึ้นทั้งหมด หากอุณหภูมิของชั้นเท่ากัน  = 0 หากอุณหภูมิของชั้นต่างกัน ตัวอย่างเช่น โดยที่  เป็นค่าคงที่ที่กำหนดคุณสมบัติของการสัมผัสระหว่างโลหะสองชนิด ในกรณีนี้ แรงเทอร์โมอิเล็กโทรโมทีฟจะปรากฏในวงจรปิด ซึ่งเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความแตกต่างของอุณหภูมิของทั้งสองชั้น

สไลด์ 30


ปรากฏการณ์เทอร์โมอิเล็กทริกในโลหะถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดอุณหภูมิ ด้วยเหตุนี้จึงใช้เทอร์โมคัปเปิลหรือเทอร์โมคัปเปิลซึ่งเป็นสายสองเส้นที่ทำจากโลหะและโลหะผสมต่างๆ ปลายสายเหล่านี้บัดกรี จุดเชื่อมต่อหนึ่งจุดอยู่ในสภาพแวดล้อม ซึ่งต้องวัดอุณหภูมิ T1 และจุดเชื่อมต่อที่สอง - ในสภาพแวดล้อมที่ทราบอุณหภูมิคงที่ เทอร์โมคัปเปิลมีข้อดีเหนือกว่าเทอร์โมมิเตอร์ทั่วไปหลายประการ: สามารถวัดอุณหภูมิได้หลากหลายตั้งแต่ระดับสัมบูรณ์นับหมื่นถึงหลายพันองศา

สไลด์ 31


ก๊าซภายใต้สภาวะปกติคือไดอิเล็กทริก R => ∞ ประกอบด้วยอะตอมและโมเลกุลที่เป็นกลางทางไฟฟ้า เมื่อก๊าซแตกตัวเป็นไอออน ตัวนำกระแสไฟฟ้าจะปรากฏขึ้น (ประจุบวก) กระแสไฟฟ้าในก๊าซเรียกว่าการปล่อยก๊าซ ในการปล่อยก๊าซจะต้องมีสนามไฟฟ้าหรือสนามแม่เหล็กอยู่ที่ท่อก๊าซไอออไนซ์

สไลด์ 32


ไอออนไนซ์ของแก๊สคือการสลายตัวของอะตอมที่เป็นกลางเป็นไอออนบวกและอิเล็กตรอนภายใต้การกระทำของไอออไนเซอร์ (อิทธิพลภายนอก - ความร้อนสูง, รังสีอัลตราไวโอเลตและรังสีเอกซ์, รังสีกัมมันตภาพรังสี, เมื่ออะตอม (โมเลกุล) ของก๊าซถูกทิ้งระเบิดด้วยอิเล็กตรอนเร็ว หรือไอออน) ไอออน อิเล็กตรอน อะตอม เป็นกลาง

สไลด์ 33


การวัดกระบวนการไอออไนซ์คือความเข้มของการแตกตัวเป็นไอออน ซึ่งวัดโดยจำนวนคู่ของอนุภาคที่มีประจุตรงข้ามกันที่เกิดขึ้นในปริมาตรของก๊าซต่อหน่วยเวลา อิมแพคไอออไนเซชันคือการแยกอิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่าออกจากอะตอม (โมเลกุล) ที่เกิดจากการชนกันของอิเล็กตรอนหรือไอออนกับอะตอมหรือโมเลกุลของแก๊สซึ่งเร่งโดยสนามไฟฟ้าในการปลดปล่อย

สไลด์ 34


การรวมตัวกันใหม่คือการรวมกันของอิเล็กตรอนกับไอออนให้เป็นอะตอมที่เป็นกลาง หากไอออไนเซอร์หยุดทำงาน แก๊สจะกลายเป็นวิภาษอีกครั้ง อิเล็กตรอนไอออน

สไลด์ 35


1. การปล่อยก๊าซที่ไม่ยั่งยืนเป็นการปลดปล่อยที่มีอยู่ภายใต้การกระทำของไอออไนซ์ภายนอกเท่านั้น ลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟของการปล่อยก๊าซ: เมื่อ U เพิ่มขึ้น จำนวนอนุภาคที่มีประจุถึงอิเล็กโทรดจะเพิ่มขึ้น และกระแสจะเพิ่มขึ้นเป็น I = Ik ซึ่งอนุภาคที่มีประจุทั้งหมดไปถึงอิเล็กโทรด ในกรณีนี้ U = สหราชอาณาจักรอิ่มตัวในปัจจุบัน โดยที่ e - ค่าใช้จ่ายเบื้องต้น; N0 คือจำนวนคู่สูงสุดของไอออนโมโนวาเลนต์ที่เกิดขึ้นในปริมาตรแก๊สเป็นเวลา 1 วินาที

สไลด์ 36


2. การปล่อยก๊าซอย่างยั่งยืนด้วยตนเอง - การปล่อยก๊าซที่ยังคงอยู่หลังจากการสิ้นสุดของการกระทำของไอออไนเซอร์ภายนอก รองรับและพัฒนาโดยอิมแพคไอออไนซ์ การปล่อยก๊าซที่ไม่คงตัวเองจะกลายเป็นการปล่อยก๊าซอิสระที่ Uz - แรงดันไฟจุดระเบิด กระบวนการของการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเรียกว่าการสลายตัวทางไฟฟ้าของแก๊ส แยกแยะ:

สไลด์ 37


การปล่อยโคโรนา - เกิดขึ้นที่แรงดันสูงและในสนามที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันอย่างรวดเร็วโดยมีส่วนโค้งขนาดใหญ่ของพื้นผิวใช้สำหรับฆ่าเชื้อเมล็ดพืชทางการเกษตร การปล่อยเรืองแสง - เกิดขึ้นที่แรงดันต่ำ, ใช้ในหลอดแก๊ส, เลเซอร์แก๊ส การปล่อยประกายไฟ - ที่ P = Ratm และที่สนามไฟฟ้าสูง - ฟ้าผ่า (กระแสสูงถึงหลายพันแอมแปร์ความยาว - หลายกิโลเมตร) การปลดปล่อยอาร์ค - เกิดขึ้นระหว่างอิเล็กโทรดที่มีระยะห่างอย่างใกล้ชิด (T = 3000 ° C - ที่ความดันบรรยากาศ มันถูกใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงในโปรเจ็กเตอร์ทรงพลังในอุปกรณ์ฉายภาพ

สไลด์ 38


พลาสมาเป็นสถานะรวมของสสารพิเศษ มีลักษณะเป็นไอออนไนซ์ในระดับสูงของอนุภาค พลาสมาแบ่งออกเป็น: - แตกตัวเป็นไอออนอย่างอ่อน ( - เศษส่วนของเปอร์เซ็นต์ - บรรยากาศชั้นบน, ไอโอโนสเฟียร์); - แตกตัวเป็นไอออนบางส่วน (หลาย%); - แตกตัวเป็นไอออนอย่างเต็มที่ (ดวงอาทิตย์, ดาวร้อน, เมฆระหว่างดวงดาว) พลาสมาที่สร้างขึ้นโดยเทียมนั้นใช้ในหลอดปล่อยก๊าซ, แหล่งพลังงานไฟฟ้าในพลาสมา, เครื่องกำเนิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้า

สไลด์39


ปรากฏการณ์การปล่อย: 1. การปล่อยโฟโตอิเล็กตรอน - การสกัดอิเล็กตรอนจากพื้นผิวของโลหะในสุญญากาศภายใต้การกระทำของแสง 2. Thermionic emission - การปล่อยอิเล็กตรอนโดยตัวของแข็งหรือของเหลวเมื่อถูกความร้อน 3. การปล่อยอิเล็กตรอนทุติยภูมิ - การไหลย้อนกลับของอิเล็กตรอนจากพื้นผิวที่ถูกทิ้งระเบิดโดยอิเล็กตรอนในสุญญากาศ อุปกรณ์ตามปรากฏการณ์ของการปล่อยความร้อนจะเรียกว่าหลอดสุญญากาศ

สไลด์ 40


ในของแข็ง อิเล็กตรอนมีปฏิสัมพันธ์ไม่เฉพาะกับอะตอมของมันเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอะตอมอื่น ๆ ของโครงผลึกด้วย ระดับพลังงานของอะตอมจะถูกแยกออกด้วยการก่อตัวของแถบพลังงาน พลังงานของอิเล็กตรอนเหล่านี้สามารถอยู่ภายในพื้นที่แรเงาที่เรียกว่าแถบพลังงานที่อนุญาต ระดับที่ไม่ต่อเนื่องจะถูกคั่นด้วยพื้นที่ของค่าพลังงานต้องห้าม - เขตต้องห้าม (ความกว้างเทียบเท่ากับความกว้างของโซนต้องห้าม) ความแตกต่างในคุณสมบัติทางไฟฟ้าของของแข็งประเภทต่างๆ อธิบายโดย 1) ความกว้างของโซนพลังงานต้องห้าม 2) การเติมแถบพลังงานที่อนุญาตต่างกันด้วยอิเล็กตรอน

สไลด์ 41


ของเหลวหลายชนิดนำไฟฟ้าได้ไม่ดีนัก (น้ำกลั่น กลีเซอรีน น้ำมันก๊าด ฯลฯ) สารละลายที่เป็นน้ำของเกลือ กรด และด่างนำกระแสไฟฟ้าได้ดี อิเล็กโทรไลซิส - การไหลของกระแสผ่านของเหลวทำให้เกิดการปลดปล่อยสารบนอิเล็กโทรดที่ประกอบเป็นอิเล็กโทรไลต์ อิเล็กโทรไลต์เป็นสารที่มีการนำไอออนิก การนำอิออนคือการเคลื่อนที่ของไอออนภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า ไอออนคืออะตอมหรือโมเลกุลที่สูญเสียหรือเพิ่มอิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปในตัวเอง ไอออนบวกคือไอออนบวก ไอออนลบคือแอนไอออน

สไลด์ 42


สนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นในของเหลวโดยอิเล็กโทรด (“+” - แอโนด, “-” - แคโทด) ไอออนบวก (ไพเพอร์) จะเคลื่อนที่ไปทางแคโทด ไอออนลบไปทางแอโนด การปรากฏตัวของไอออนในอิเล็กโทรไลต์อธิบายได้โดยการแยกตัวทางไฟฟ้า - การสลายตัวของโมเลกุลของสารที่ละลายได้เป็นไอออนบวกและลบอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยากับตัวทำละลาย (Na + Cl-; H + Cl-; K + I-…) . ระดับของการแยกตัว α คือจำนวนโมเลกุล n0, ที่แยกตัวออกเป็นไอออนจนถึงจำนวนโมเลกุลทั้งหมด n0 ในระหว่างการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของไอออน กระบวนการย้อนกลับของการรวมตัวของไอออนก็เกิดขึ้นเช่นกัน ซึ่งเรียกว่าการรวมตัวใหม่

สไลด์ 43


กฎของ M. Faraday (1834) 1. มวลของสารที่ปล่อยออกมาที่อิเล็กโทรดเป็นสัดส่วนโดยตรงกับประจุไฟฟ้า q ที่ผ่านอิเล็กโทรไลต์ หรือ โดยที่ k คือค่าเทียบเท่าเคมีไฟฟ้าของสาร เท่ากับมวลของสารที่ปล่อยออกมาเมื่อหน่วยของไฟฟ้าผ่านอิเล็กโทรไลต์ โดยที่ I คือกระแสตรงที่ไหลผ่านอิเล็กโทรไลต์

สไลด์ 46


ขอบคุณสำหรับความสนใจ

ดูสไลด์ทั้งหมด

กระแสไฟฟ้าในโลหะคืออะไร?

กระแสไฟฟ้าในโลหะ -เป็นการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้า การทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อกระแสไหลผ่านตัวนำโลหะ ไม่ว่าจะถ่ายโอนอะไร ดังนั้นไอออนของโลหะจึงไม่มีส่วนในการถ่ายโอนประจุไฟฟ้า

ธรรมชาติของกระแสไฟฟ้าในโลหะ

กระแสไฟฟ้าในตัวนำโลหะไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในตัวนำเหล่านี้ ยกเว้นความร้อน

ความเข้มข้นของอิเลคตรอนการนำไฟฟ้าในโลหะนั้นสูงมาก โดยเรียงตามขนาด จะเท่ากับจำนวนอะตอมต่อหน่วยปริมาตรของโลหะ อิเล็กตรอนในโลหะมีการเคลื่อนที่ต่อเนื่อง การเคลื่อนที่ที่ไม่แน่นอนของพวกมันคล้ายกับการเคลื่อนที่ของโมเลกุลก๊าซในอุดมคติ นี่เป็นเหตุผลที่เชื่อได้ว่าอิเล็กตรอนในโลหะเป็นแก๊สอิเล็กตรอนชนิดหนึ่ง แต่ความเร็วของการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอิเล็กตรอนในโลหะนั้นสูงกว่าความเร็วของโมเลกุลในแก๊สมาก

ประสบการณ์ของ ERIKKE

นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Karl Ricke ได้ทำการทดลองโดยให้กระแสไฟฟ้าผ่านเป็นเวลาหนึ่งปีผ่านการกดสามครั้งต่อกันและกัน กระบอกสูบขัดเงา - ทองแดง อลูมิเนียม และทองแดงอีกครั้ง หลังจากสิ้นสุด พบว่ามีเพียงร่องรอยของการแทรกซึมซึ่งกันและกันของโลหะเท่านั้น ซึ่งไม่เกินผลของการแพร่กระจายของอะตอมในของแข็งตามปกติ การวัดด้วยความแม่นยำสูงพบว่ามวลของกระบอกสูบแต่ละกระบอกยังคงไม่เปลี่ยนแปลง เนื่องจากมวลของอะตอมทองแดงและอะลูมิเนียมแตกต่างกันอย่างมาก มวลของกระบอกสูบจะต้องเปลี่ยนไปอย่างเห็นได้ชัดหากตัวพาประจุเป็นไอออน ดังนั้นตัวพาประจุไฟฟ้าฟรีในโลหะจึงไม่ใช่ไอออน ประจุขนาดใหญ่ที่ผ่านกระบอกสูบถูกขนส่งโดยอนุภาคดังกล่าวซึ่งมีทองแดงและอลูมิเนียมเหมือนกัน เป็นเรื่องปกติที่จะถือว่ามันเป็นอิเล็กตรอนอิสระที่นำกระแสในโลหะ

Karl Victor Edward Ricke

ประสบการณ์ MANDELSHTAM และ N. D. PAPALEXI

นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย L.I. Mandelstam และ N.D. Papaleksi ในปี 1913 ได้สร้างการทดลองดั้งเดิมขึ้น ขดลวดกับลวดเริ่มบิดไปในทิศทางต่างๆ พวกเขาจะหมุนตามเข็มนาฬิกาแล้วหยุดกะทันหันและกลับ พวกเขาให้เหตุผลดังนี้: ถ้าอิเล็กตรอนมีมวลจริงๆ แล้วเมื่อขดลวดหยุดกะทันหัน อิเล็กตรอนจะต้องเคลื่อนที่ด้วยความเฉื่อยเป็นระยะเวลาหนึ่ง และมันก็เกิดขึ้น เราต่อโทรศัพท์เข้ากับปลายสายและได้ยินเสียง ซึ่งหมายความว่ามีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

Mandelstam Leonid Isaakovich

Nikolay Dmitrievich Papaleksi (1880-1947)

ประสบการณ์ของ T. STUART และ R. THOLMEN

ประสบการณ์ของ Mandelstam และ Papaleksi ในปี 1916 ได้รับการทำซ้ำโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน Tolman and Stewart

• ขดลวดที่มีเส้นลวดบางจำนวนมากถูกหมุนรอบแกนอย่างรวดเร็ว ปลายของขดลวดเชื่อมต่อด้วยสายไฟที่ยืดหยุ่นได้กับกัลวาโนมิเตอร์แบบขีปนาวุธที่ละเอียดอ่อน ขดลวดที่ไม่บิดเบี้ยวนั้นชะลอตัวลงอย่างรวดเร็ว กระแสไฟฟ้าระยะสั้นปรากฏขึ้นในวงจรเนื่องจากความเฉื่อยของตัวพาประจุ ประจุทั้งหมดที่ไหลผ่านวงจรวัดโดยการปฏิเสธของเข็มกัลวาโนมิเตอร์

บัตเลอร์ สจ๊วต โธมัส

Richard Chase Tolman

ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์แบบคลาสสิก

สมมติฐานที่ว่าอิเล็กตรอนมีหน้าที่รับผิดชอบกระแสไฟฟ้าในโลหะก่อนการทดลองของ Stuart และ Tolman ในปี 1900 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน P. Drude ตามสมมติฐานของการมีอยู่ของอิเล็กตรอนอิสระในโลหะ ได้สร้างทฤษฎีทางอิเล็กทรอนิกส์ของเขาเองเกี่ยวกับค่าการนำไฟฟ้าของโลหะ ตั้งชื่อตาม ทฤษฎีอิเล็กทรอนิกส์คลาสสิก ... ตามทฤษฎีนี้ อิเล็กตรอนในโลหะมีพฤติกรรมเหมือนแก๊สอิเล็กตรอน เหมือนกับแก๊สในอุดมคติ เติมช่องว่างระหว่างไอออนที่ก่อตัวเป็นโครงผลึกของโลหะ

รูปแสดงวิถีโคจรของอิเล็กตรอนอิสระตัวใดตัวหนึ่งในโครงผลึกของโลหะ

บทบัญญัติพื้นฐานของทฤษฎี:

• การมีอิเล็กตรอนจำนวนมากในโลหะมีส่วนทำให้การนำไฟฟ้าได้ดี
• ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าภายนอก การเคลื่อนที่แบบมีคำสั่งจะถูกวางทับบนการเคลื่อนที่แบบสุ่มของอิเล็กตรอน กล่าวคือ มีกระแส
• ความแรงของกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านตัวนำโลหะเท่ากับ:
• เนื่องจากโครงสร้างภายในของสารต่างๆ ต่างกัน ความต้านทานก็จะต่างกันด้วย
• ด้วยการเพิ่มขึ้นของการเคลื่อนไหวที่วุ่นวายของอนุภาคของสสารทำให้ร่างกายร้อนขึ้นเช่น การสร้างความร้อน กฎของ Joule-Lenz ได้รับการปฏิบัติตาม:

l = e * n * S * Ū d

ความเป็นตัวนำยิ่งยวดของโลหะและโลหะผสม

• โลหะและโลหะผสมบางชนิดมีคุณสมบัติการนำไฟฟ้ายิ่งยวด ซึ่งเป็นคุณสมบัติของความต้านทานไฟฟ้าเป็นศูนย์อย่างเคร่งครัดเมื่อไปถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่าค่าที่กำหนด (อุณหภูมิวิกฤต)

ปรากฏการณ์ของตัวนำยิ่งยวดถูกค้นพบโดยนักฟิสิกส์ชาวดัตช์ H. Kamerling - Oness ในปี 1911 ในปรอท (T cr = 4.2 o K)

การประยุกต์ใช้กระแสไฟฟ้า:

• ได้รับสนามแม่เหล็กแรงสูง
• การส่งไฟฟ้าจากแหล่งสู่ผู้บริโภค
• แม่เหล็กไฟฟ้าทรงพลังพร้อมขดลวดตัวนำยิ่งยวดในเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้า และเครื่องเร่งความเร็ว ในอุปกรณ์ทำความร้อน

ปัจจุบัน อุตสาหกรรมพลังงานมีปัญหาใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียอย่างมากในการส่งผ่านไฟฟ้าผ่านสายไฟ

วิธีแก้ปัญหาที่เป็นไปได้:

การก่อสร้างสายส่งเพิ่มเติม - การเปลี่ยนสายไฟที่มีหน้าตัดขนาดใหญ่ - แรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น - การแยกเฟส

หากต้องการใช้ตัวอย่างการนำเสนอ ให้สร้างบัญชี Google (บัญชี) ของคุณเองแล้วลงชื่อเข้าใช้: https://accounts.google.com

คำบรรยายสไลด์:

กระแสไฟฟ้าคงที่

การเคลื่อนที่ตามคำสั่ง (สั่งการ) ของอนุภาคที่มีประจุเรียกว่ากระแสไฟฟ้า

กระแสไฟฟ้าคือการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุ สำหรับการมีอยู่ของกระแสไฟฟ้าจำเป็นต้องมีเงื่อนไขดังต่อไปนี้: การมีอยู่ของประจุไฟฟ้าอิสระในตัวนำ การปรากฏตัวของสนามไฟฟ้าภายนอกสำหรับตัวนำ

ความแรงของกระแสเท่ากับอัตราส่วนของประจุไฟฟ้า q ผ่านหน้าตัดของตัวนำจนถึงเวลาที่ผ่าน t ผม = ผม -กระแส (A) q- ประจุไฟฟ้า (C) เสื้อ- เวลา (s) ก. เสื้อ

หน่วยปัจจุบัน -7

แอมแปร์ อังเดร มารี เกิดเมื่อวันที่ 22 มกราคม พ.ศ. 2318 ในเมืองโปเลเมียซ์ ใกล้กับลียง ในครอบครัวชนชั้นสูง ได้รับการศึกษาที่บ้าน .. เขามีส่วนร่วมในการวิจัยเกี่ยวกับการเชื่อมต่อระหว่างไฟฟ้าและแม่เหล็ก (ปรากฏการณ์ช่วงนี้เรียกว่าแอมแปร์ไฟฟ้า) ต่อจากนั้น เขาได้พัฒนาทฤษฎีของสนามแม่เหล็ก แอมแปร์เสียชีวิตในมาร์เซย์เมื่อวันที่ 10 มิถุนายน พ.ศ. 2379

แอมมิเตอร์ แอมมิเตอร์เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดความแรงของกระแสไฟ แอมมิเตอร์รวมอยู่ในวงจรแบบอนุกรมพร้อมกับอุปกรณ์ที่ใช้วัดกระแส

การประยุกต์ใช้กระแสไฟฟ้า

การกระทำทางชีวภาพในปัจจุบัน

ผลกระทบทางความร้อนของกระแส

การกระทำทางเคมีของกระแสไฟฟ้า ถูกค้นพบครั้งแรกในปี ค.ศ. 1800

การกระทำทางเคมีของกระแส

แรงแม่เหล็กของกระแส

แรงแม่เหล็กของกระแส

เปรียบเทียบการทดลองที่ทำในรูป การทดลองมีอะไรที่เหมือนกันและแตกต่างกันอย่างไร แหล่งกระแสคืออุปกรณ์ที่พลังงานบางรูปแบบถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า ชาร์จอุปกรณ์แยกเช่น การสร้างสนามไฟฟ้าเรียกว่าแหล่งกระแส

แบตเตอรี่ไฟฟ้าก้อนแรกปรากฏขึ้นในปี พ.ศ. 2342 มันถูกคิดค้นโดยนักฟิสิกส์ชาวอิตาลี Alessandro Volta (1745 - 1827) - นักฟิสิกส์นักเคมีและนักสรีรวิทยาชาวอิตาลีผู้ประดิษฐ์แหล่งกำเนิดกระแสตรง แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าแห่งแรกของเขาคือ "ขั้วโวลต์" สร้างขึ้นตามทฤษฎีไฟฟ้า "โลหะ" อย่างเคร่งครัด โวลตาวางวงกลมสังกะสีและเงินขนาดเล็กหลายโหลทับกัน โดยวางกระดาษที่จุ่มลงในน้ำเกลือระหว่างทั้งสอง

แหล่งพลังงานเครื่องกล - พลังงานกลถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า จนถึงปลายศตวรรษที่ 18 แหล่งพลังงานทางเทคนิคทั้งหมดใช้พลังงานไฟฟ้าจากแรงเสียดทาน แหล่งที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดคือเครื่องอิเล็กโทรโฟเรติก (จานของเครื่องหมุนไปในทิศทางตรงกันข้าม อันเป็นผลมาจากการเสียดสีของแปรงกับดิสก์ ประจุของเครื่องหมายตรงข้ามจะสะสมอยู่ที่ตัวนำของเครื่อง)

แหล่งกระแสความร้อน - พลังงานภายในจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า เทอร์โมคัปเปิล เทอร์โมคัปเปิล (เทอร์โมคัปเปิล) - ต้องบัดกรีลวดโลหะที่แตกต่างกันสองเส้นจากขอบด้านหนึ่งจากนั้นจุดต่อจะถูกทำให้ร้อนจากนั้นจึงเกิดกระแสขึ้น ค่าใช้จ่ายจะถูกแยกออกจากกันเมื่อทางแยกได้รับความร้อน เทอร์โมคัปเปิลใช้ในเซ็นเซอร์ความร้อนและในโรงไฟฟ้าพลังงานความร้อนใต้พิภพเป็นเซ็นเซอร์อุณหภูมิ เทอร์โมอิเลเมนต์

พลังงานแสงจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยใช้แผงโซลาร์เซลล์ แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ ตาแมว. เมื่อสารบางชนิดส่องสว่างด้วยแสง จะมีกระแสไฟฟ้าปรากฏขึ้น พลังงานแสงจะถูกแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้า ในอุปกรณ์นี้ ประจุจะถูกคั่นด้วยการกระทำของแสง เซลล์แสงอาทิตย์ประกอบด้วยโฟโตเซลล์ ใช้ในแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ เซ็นเซอร์วัดแสง เครื่องคิดเลข กล้องวิดีโอ ตาแมว

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ค่าใช้จ่ายจะถูกคั่นด้วยงานเครื่องกล ใช้สำหรับการผลิตไฟฟ้าอุตสาหกรรม เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (จาก Lat. Generator - ผู้ผลิต) - อุปกรณ์เครื่องมือหรือเครื่องจักรที่ผลิตผลิตภัณฑ์ใด ๆ

ข้าว. มะเดื่อ 1 มะเดื่อ 2 3 คุณเห็นแหล่งพลังงานใดในภาพ

อุปกรณ์ของเซลล์กัลวานิก เซลล์กัลวานิกเป็นแหล่งกระแสเคมีซึ่งพลังงานไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นจากการแปลงพลังงานเคมีโดยตรงโดยปฏิกิริยารีดอกซ์

แบตเตอรี่ประกอบด้วยเซลล์กัลวานิกหลายเซลล์

ตัวสะสม (จาก Lat. Accumulator - ตัวสะสม) เป็นอุปกรณ์สำหรับเก็บพลังงานเพื่อใช้ในภายหลัง

แหล่งที่มาปัจจุบัน วิธีการแยกประจุ ใบสมัคร ตาแมว การกระทำของแสง แบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ ความร้อนชุมทางเทอร์โมคัปเปิล การวัดอุณหภูมิ พลังงาน เซลล์กัลวานิก ปฏิกิริยาเคมี ไฟฉาย วิทยุ แบตเตอรี่ ปฏิกิริยาเคมี รถยนต์ การจำแนกแหล่งพลังงาน

ไฟฟ้าช็อตเรียกว่าอะไร? (กระแสไฟฟ้าคือการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุ) 2. อะไรทำให้อนุภาคที่มีประจุเคลื่อนที่อย่างเป็นระเบียบได้? (สนามไฟฟ้า) 3. คุณจะสร้างสนามไฟฟ้าได้อย่างไร? (โดยใช้พลังงานไฟฟ้า) 4. ประกายไฟที่เกิดขึ้นในเครื่องอิเล็กโตรโฟเรเรียกว่ากระแสไฟฟ้าได้หรือไม่? (ใช่ เนื่องจากมีคำสั่งการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุในระยะสั้น) การรวมวัสดุ คำถาม:

5. ขั้วบวกและขั้วลบของแหล่งกำเนิดกระแสคืออะไร? 6. คุณรู้แหล่งที่มาของกระแสอะไรบ้าง? 7. กระแสไฟฟ้าจะไหลเมื่อต่อสายดินของลูกบอลโลหะที่ชาร์จแล้วหรือไม่? 8. อนุภาคที่มีประจุจะเคลื่อนที่ในตัวนำเมื่อกระแสไหลผ่านหรือไม่? 9. ถ้าคุณเอามันฝรั่งหรือแอปเปิ้ลแล้วติดแผ่นทองแดงและสังกะสีลงไป จากนั้นต่อหลอดไฟ 1.5 V เข้ากับเพลตเหล่านี้ คุณทำอะไรได้บ้าง? การรักษาความปลอดภัยวัสดุ คำถาม:

เราแก้ไขในห้องเรียน หน้า 27 ปัญหา 5.2

สำหรับประสบการณ์ คุณจะต้องใช้: กระดาษเช็ดมือที่แข็งแรง ฟอยล์อาหาร กรรไกร; เหรียญทองแดง เกลือ; น้ำ; สายทองแดงหุ้มฉนวนสองเส้น หลอดไฟขนาดเล็ก (1.5 V) สิ่งที่คุณทำ: ละลายเกลือเล็กน้อยในน้ำ ตัดกระดาษชำระและกระดาษฟอยล์อย่างระมัดระวังเป็นสี่เหลี่ยมที่ใหญ่กว่าเหรียญเล็กน้อย แช่กระดาษสี่เหลี่ยมในน้ำเกลือ วางกองทับกัน: เหรียญทองแดง แผ่นฟอยล์ เหรียญอีกเหรียญ และอื่นๆ หลายๆ ครั้ง ควรมีกระดาษที่ด้านบนของปึกและมีเหรียญอยู่ด้านล่าง สอดปลายสายไฟด้านหนึ่งที่มีการป้องกันไว้ใต้ปึก และติดปลายอีกด้านเข้ากับหลอดไฟ วางปลายด้านหนึ่งของเส้นลวดที่สองไว้บนปึก แล้วติดอีกด้านหนึ่งเข้ากับหลอดไฟ เกิดอะไรขึ้น? โครงการบ้าน. ทำแบตเตอรี่.

แหล่งข้อมูลและวรรณกรรมที่ใช้: Kabardin O. F. ฟิสิกส์เกรด 8 M.: การศึกษา, 2014 โทมิลิน เอ.เอ็น. เรื่องไฟฟ้า. http://ru.wikipedia.org http: // www.disel.ru http: // www.fizika.ru http: // www.edu.doal.ru http: // school.mari-el.ru http : // www.iro.yar.ru การบ้าน: § 5,6,7 หน้า 27 ปัญหาหมายเลข 5.1; โครงการบ้าน. ทำแบตเตอรี่ (มีคำแนะนำให้นักเรียนแต่ละคน)

กระแสไฟฟ้า กระแสไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนตัวของประจุไฟฟ้าตามคำสั่ง (โดยตรง) การนำกระแส (กระแสในตัวนำ) คือการเคลื่อนที่ของประจุขนาดเล็กในวัตถุมหภาค กระแสพาคือการเคลื่อนที่ของวัตถุที่มีประจุด้วยกล้องจุลทรรศน์ในอวกาศ กระแสในสุญญากาศคือการเคลื่อนที่ของไมโครชาร์จในสุญญากาศ

กระแสไฟฟ้า ในตัวนำภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าที่ใช้ ประจุไฟฟ้าอิสระจะเคลื่อนที่: บวก - ตามแนวสนาม, ลบ - เทียบกับสนาม ผู้ให้บริการชาร์จทำการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน: 1) วุ่นวายด้วยความเร็วเฉลี่ย v ~ (10 3 ÷ 10 4 m / s), 2) กำกับด้วยความเร็วเฉลี่ย v ~ E (เศษส่วน mm / s)

ดังนั้นความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่โดยตรงของอิเล็กตรอนจึงน้อยกว่าความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ที่วุ่นวาย ความเร็วเฉลี่ยที่ไม่มีนัยสำคัญของการเคลื่อนที่โดยตรงนั้นอธิบายได้จากการชนกันบ่อยครั้งกับไอออนของผลึกตาข่าย ในเวลาเดียวกันการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในสนามไฟฟ้าจะถูกส่งไปตามสายไฟด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของการแพร่กระจายของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า - (3 · 10 8 m / s) ดังนั้นการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนภายใต้การกระทำของสนามภายนอกจึงเกิดขึ้นตลอดความยาวของเส้นลวดเกือบจะพร้อมกันกับแหล่งจ่ายสัญญาณ

เมื่อประจุเคลื่อนที่ การกระจายสมดุลจะถูกละเมิด ดังนั้นพื้นผิวของตัวนำจึงไม่เท่ากันอีกต่อไปและเวกเตอร์ของสนามไฟฟ้า E ไม่ได้ตั้งฉากกับพื้นผิวเนื่องจากการเคลื่อนที่ของประจุมีความจำเป็นที่บนพื้นผิว E τ 0 ด้วยเหตุนี้ไฟฟ้า มีสนามอยู่ภายในตัวนำซึ่งเป็นศูนย์เฉพาะในกรณีที่มีประจุกระจายสมดุลบนพื้นผิวของตัวนำ

เงื่อนไขสำหรับลักษณะที่ปรากฏและการดำรงอยู่ของกระแสการนำ: 1. การปรากฏตัวของผู้ให้บริการฟรีในตัวกลางเช่น อนุภาคที่มีประจุที่สามารถเคลื่อนที่ได้ ในโลหะ สิ่งเหล่านี้คืออิเล็กตรอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า ในอิเล็กโทรไลต์ - ไอออนบวกและลบ; ในก๊าซ - ประจุบวก ประจุลบ และอิเล็กตรอน

เงื่อนไขสำหรับการปรากฏและการดำรงอยู่ของกระแสนำไฟฟ้า: 2. การมีอยู่ของสนามไฟฟ้าในตัวกลาง พลังงานที่จะใช้ในการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า เพื่อให้กระแสไฟฟ้ามีอายุการใช้งานยาวนาน ต้องเติมพลังงานของสนามไฟฟ้าตลอดเวลา กล่าวคือ จำเป็นต้องมีแหล่งพลังงานไฟฟ้า - อุปกรณ์ที่พลังงานบางส่วนถูกแปลงเป็นพลังงานของสนามไฟฟ้า

- ความแรงปัจจุบันเป็นตัวเลขเท่ากับประจุที่ผ่านหน้าตัดของตัวนำต่อหน่วยเวลา ใน SI:. การเคลื่อนที่ของตัวพาประจุของเครื่องหมายเดียวกันนั้นเทียบเท่ากับการเคลื่อนที่ของตัวพาของเครื่องหมายตรงข้ามในทิศทางตรงกันข้าม หากกระแสถูกสร้างขึ้นโดยผู้ให้บริการสองประเภท:

กองกำลังภายนอก แรงเคลื่อนไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้า หากในวงจรมีเพียงแรงของสนามไฟฟ้าสถิตเท่านั้นที่กระทำต่อตัวพาปัจจุบัน ตัวพาจะเคลื่อนที่ ซึ่งนำไปสู่การปรับสมดุลศักย์ไฟฟ้าที่จุดทั้งหมดของวงจรและการหายไปของสนามไฟฟ้า ดังนั้นสำหรับการมีอยู่ของกระแสตรง อุปกรณ์จะต้องมีอยู่ในวงจร ซึ่งจะสร้างและรักษาความต่างศักย์ φ เนื่องจากการทำงานของแรงที่มาจากแหล่งกำเนิดที่ไม่ใช่ไฟฟ้า อุปกรณ์ดังกล่าวเรียกว่าแหล่งกระแส (เครื่องกำเนิดไฟฟ้า - พลังงานกลถูกแปลง; แบตเตอรี่ - พลังงานของปฏิกิริยาเคมีระหว่างอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรไลต์)

กองกำลังภายนอก แรงเคลื่อนไฟฟ้า แรงภายนอกของแหล่งกำเนิดที่ไม่ใช่ไฟฟ้าที่กระทำต่อประจุจากด้านข้างของแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้า เนื่องจากสนามของแรงภายนอก ประจุไฟฟ้าจะเคลื่อนที่ภายในแหล่งกำเนิดกระแสกับแรงของสนามไฟฟ้าสถิต ดังนั้นความต่างศักย์จะคงอยู่ที่ปลายวงจรภายนอกและกระแสไฟตรงจะไหลในวงจร

กองกำลังภายนอก แรงเคลื่อนไฟฟ้า แรงภายนอกทำหน้าที่เคลื่อนย้ายประจุไฟฟ้า แรงเคลื่อนไฟฟ้า (emf - E) คือปริมาณทางกายภาพที่กำหนดโดยงานที่กระทำโดยแรงภายนอกเมื่อประจุบวกตัวเดียวเคลื่อนที่

กฎของโอห์มสำหรับส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของวงจร ส่วนของวงจรที่ไม่มีแหล่งกำเนิด emf เรียกว่าส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกัน กฎของโอห์มในรูปแบบอินทิกรัล: กระแสเป็นสัดส่วนโดยตรงกับแรงดันตกคร่อมในส่วนที่เป็นเนื้อเดียวกันของวงจรและเป็นสัดส่วนผกผันกับความต้านทานของส่วนนี้

กฎของโอห์มไม่ใช่ความสัมพันธ์สากลระหว่างกระแสกับแรงดัน ก) กระแสในก๊าซและสารกึ่งตัวนำเป็นไปตามกฎของโอห์มที่ U ขนาดเล็กเท่านั้น b) กระแสในสุญญากาศไม่เป็นไปตามกฎของโอห์ม กฎหมาย Boguslavsky-Langmuir (กฎหมาย 3/2): I ~ U 3/2 c) ในอาร์คดิสชาร์จ - เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น แรงดันไฟจะลดลง การไม่เชื่อฟังกฎของโอห์มเกิดจากการพึ่งพากระแสต้านทาน

กฎของโอห์ม ใน SI ความต้านทาน R มีหน่วยเป็นโอห์ม ค่าของ R ขึ้นอยู่กับรูปร่างและขนาดของตัวนำ เช่นเดียวกับคุณสมบัติของวัสดุที่ใช้ทำ สำหรับตัวนำทรงกระบอก: โดยที่ ρ คือความต้านทานไฟฟ้า [โอห์ม · ม.] สำหรับโลหะ ค่าของตัวนำนั้นอยู่ที่ 10 –8 โอห์ม · ม.

ความต้านทานของตัวนำขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ: α คือค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของความต้านทาน สำหรับโลหะบริสุทธิ์ (ที่อุณหภูมิไม่ต่ำมาก α 1/273 K -1, ρ 0, R 0 ตามลำดับ ความต้านทานและความต้านทานจำเพาะของ ตัวนำที่ t = 0 o C การพึ่งพาอาศัยกัน ρ (t) นั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ความเข้มของการเคลื่อนที่ที่วุ่นวายของไอออนบวกของตาข่ายคริสตัลจะเพิ่มขึ้น การเคลื่อนที่โดยตรงของอิเล็กตรอนจะช้าลง

กฎของโอห์มสำหรับส่วนที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันของลูกโซ่ Inhomogeneous - ส่วนของลูกโซ่ที่มีแหล่งกำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า วงจรปิดมีแหล่งกำเนิดแรงเคลื่อนไฟฟ้า ซึ่งในทิศทาง 1–2 ส่งเสริมการเคลื่อนที่ของประจุบวก E คือความแรงของสนามของกองกำลังคูลอมบ์ บทความ E คือความแรงของสนามของกองกำลังภายนอก

กฎของโอห์มสำหรับส่วนที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันของวงจร งานที่ดำเนินการโดยคูลอมบ์และแรงภายนอกเพื่อเคลื่อนประจุบวกเดียว q 0+ คือแรงดันตก (แรงดัน) เนื่องจากจุดที่ 1, 2 ถูกเลือกโดยพลการ ความสัมพันธ์ที่ได้รับจึงใช้ได้กับจุดสองจุดของวงจรไฟฟ้า:

งานและกำลังของกระแสไฟฟ้า กฎจูล-เลนซ์ เมื่ออิเล็กตรอนอิสระชนกับไอออนของโครงผลึก พวกมันจะถ่ายโอนพลังงานจลน์ส่วนเกินไปยังไอออน ซึ่งพวกมันได้รับระหว่างการเคลื่อนที่แบบเร่งความเร็วในสนามไฟฟ้า อันเป็นผลมาจากการชนกันเหล่านี้ แอมพลิจูดของการสั่นของไอออนใกล้โหนดของผลึกตาข่ายเพิ่มขึ้น (การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของไอออนจะรุนแรงขึ้น) เป็นผลให้ตัวนำร้อนขึ้น: อุณหภูมิเป็นตัววัดความเข้มของการเคลื่อนที่ของอะตอมและโมเลกุลที่วุ่นวาย ความร้อนที่ปล่อยออกมา Q เท่ากับงานของ A ปัจจุบัน

กฎของ Kirchhoff ใช้ในการคำนวณวงจร DC แบบแยกสาขา วงจรไฟฟ้าที่ไม่มีการแยกย่อยเป็นวงจรที่องค์ประกอบทั้งหมดของวงจรเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม องค์ประกอบวงจรไฟฟ้า - อุปกรณ์ใด ๆ ที่รวมอยู่ในวงจรไฟฟ้า โหนดไฟฟ้าคือจุดบนวงจรแยกซึ่งมีตัวนำไฟฟ้ามากกว่าสองตัวมาบรรจบกัน สาขาของวงจรไฟฟ้าแบบแยกแขนงคือส่วนของวงจรระหว่างสองโหนด

กฎข้อที่สองของ Kirchhoff (กฎของโอห์มทั่วไป): ในวงปิดใด ๆ เลือกโดยพลการในวงจรไฟฟ้าแบบแยกส่วน ผลรวมเชิงพีชคณิตของผลิตภัณฑ์ของจุดแข็งในปัจจุบัน ผม ผม และความต้านทานของส่วนที่เกี่ยวข้อง R ผม ของวงนี้เท่ากับ ผลรวมเชิงพีชคณิตของแรงเคลื่อนไฟฟ้า ในรูปร่าง

กฎข้อที่สองของ Kirchhoff กระแสถือเป็นบวกหากทิศทางของมันสอดคล้องกับทิศทางที่เลือกตามอัตภาพของการข้ามผ่านแบบวนซ้ำ อีเอ็มเอส ถือเป็นค่าบวกหากทิศทางบายพาสมาจาก - ถึง + ของแหล่งปัจจุบันเช่น แรงเคลื่อนไฟฟ้า สร้างกระแสที่ตรงกับทิศทางของบายพาส

ขั้นตอนการคำนวณวงจรแยก: 1. เลือกโดยพลการและระบุทิศทางการวาดของกระแสในทุกส่วนของวงจรโดยพลการ 2. นับจำนวนโหนดในห่วงโซ่ (ม.) เขียนกฎของเคอร์ชอฟฟ์ข้อแรกสำหรับแต่ละโหนด (m-1) 3. เลือกรูปทรงที่ปิดโดยพลการในวงจร เลือกทิศทางของการข้ามผ่านของเส้นขอบโดยพลการ 4. เขียนกฎของ Kirchhoff ที่สองสำหรับรูปทรง หากลูกโซ่ประกอบด้วย p-branches และ m-nodes จำนวนสมการอิสระของกฎของ Kirchhoff ที่ 2 คือ (p-m + 1)