Электрический ток.

Электрический ток – это направленное движение зарядов. Сила тока – это количество заряда, пересекающее в единицу времени поперечное сечение проводника:

.

Единица измерения тока – Ампер. 1 А равен 1 Кулону в секунду.

Закон Ома: . Здесь U – разность потенциалов (В), R – сопротивление проводника (Ом).

Сопротивление прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади поперечного сечения: . В зависимости от удельного сопротивления различают три класса веществ – проводники, диэлектрики и полупроводники. Металлы являются проводниками 1-го рода, электролиты – проводниками 2-го рода. Такие вещества, как стекло, некоторые виды пластмасс и др., являются диэлектриками. Для металлов, которые являются хорошими проводниками, характерна слабая зависимость удельного сопротивления от температуры: . Малое сопротивление металлов (а также их хорошая теплопроводность) объясняется тем, что они обладают большим количеством свободных электронов. Для всех чистых металлов . Для проводников 1-го рода , для проводников 2-го рода .

В современной технике огромную роль играют полупроводники. Сопротивление чистого полупроводника сильно зависит от температуры, причем, если сопротивление металла с ростом температуры увеличивается, то сопротивление полупроводника падает. Сопротивление полупроводника, содержащего примесь, сильно зависит от концентрации примеси.

Закон Ома в дифференциальной форме: ,

Где j- плотность тока, σ - проводимость, - напряженность электрического поля. Для однородного поля . Проводимостью называют величину, обратную удельному сопротивлению . Вывод. .

Плотность тока пропорциональна концентрации электронов и средней скорости направленного движения . - называют дрейфовой скоростью. Естественно предположить, что дрейфовая скорость пропорциональна напряженности . Коэффициент μ называется подвижностью. . Сравнив эти формулы, получим . Для полупроводников это выражение принимает вид:

.

Экспериментально был получен закон Видемана-Франца. Отношение теплопроводности к проводимости для различных металлов при одинаковой температуре одно и то же.

Работа по перемещению заряда равна . Мощность

Закон Джоуля-Ленца .

ЭДС . Источники тока характеризуются также внутренним сопротивлением.

Закон Ома для участка цепи . - ЭДС.

Для расчёта сложных цепей используются законы Кирхгофа:

1. Алгебраическая сумма токов в любом узле равна нулю. .
2. Сумма падений напряжений по любому замкнутому контуру равна алгебраической сумме ЭДС в этом контуре. .

1-й закон отражает закон сохранения заряда.

Сверхпроводимость Камерлинг-Оннес, 1911 г., Hg.

Объяснение Дж. Бардин, Л. Купер, Дж. Шриффер, 1957 г.

Высокотемпературная сверхпроводимость Г. Беднорц, К. Мюллер, 1986 г.