În 1900, fizicianul german P. Drude a creat teoria conductivității electrice a metalelor. Această teorie se bazează pe următoarele ipoteze:
- Electronii liberi din metale se comportă ca moleculele unui gaz ideal. Gazul de electroni se supune legilor unui gaz ideal.
- Mișcarea electronilor liberi respectă legile lui Newton.
- Electronii liberi în procesul de mișcare haotică se ciocnesc numai cu ionii laturii cristaline.
- Când electronii se ciocnesc cu ioni, electronii își transferă complet energia cinetică către ioni.
Conform acestui model, pe un segment al electronilor conductori liberi se face mișcare termică haotică. Câmpul electric din conductor deplasează electronii la o viteză mică (viteza de derivație a electronilor
0,1 mm / s) de-a lungul conductorului.
Puterea curentului în conductor:
unde n este concentrația de electroni liberi în conductor
S este secțiunea transversală a conductorului.
Din poziția conductivității electronice a metalelor, a fost posibil să se explice motivul încălzirii conductorilor în timpul trecerii unui curent electric.
Teoria electronică a conductivității metalelor a fost confirmată experimental în 1913 de către fizicienii ruși L.I. Mandelstam și N.D. Papaleksi și în 1916 fizicienii americani T. Stewart și R. Tolman.
Direcția curentului electric din conductor este aleasă în direcția mișcării particulelor încărcate pozitiv.
Raportul sarcinii transversale pe secțiunea conductorului pe intervalul de timp se numește rezistența curentului la acest interval de timp.
În SI [I] = 1 A (Ampere)
Pentru a menține un curent electric în conductor, este necesar un câmp electric. Acțiunea sa este caracterizată de stres electric.
În SI [U] = 1 V (Volți)
Pentru a menține mișcarea constantă a particulelor încărcate în conductor, câmpul electric trebuie să funcționeze. Această lucrare se numește lucrarea unui curent electric.
Lucrarea câmpurilor electrice sau forța curentului electric pe secțiunea circuitului de rezistența R și în timpul t este egală cu:
În SI [A] = 1 J (Joule)
Atunci când conductorul este încălzit, temperatura crește, astfel că energia internă crește. Odată cu încetarea creșterii temperaturii conductorului începe din jurul corpurilor transmite o anumită cantitate de căldură egală cu curentul electric. Astfel, formula A = IUt determină cantitatea de căldură transferată de conductor către alte corpuri.
Pentru conectarea serială a conductorilor, este mai convenabil să utilizați formula:
Cu conexiune paralelă este convenabilă utilizarea formulei:
Pentru caracterizarea dispozitivelor electrice, este mai convenabil să se folosească o cantitate fizică numită puterea curentă.
Curentul electric este egal cu:
În SI [P] = 1 W (Watt)
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: