Конспект лекций по физике для довузовской подготовки москва -2014
жүктеу/скачать 1,26 Mb. Pdf көрінісі
|
Конспект лекций по физике
- Бұл бет үшін навигация:
- 7.6. Электродинамика в примерах Пример № 1.
- Пример № 2.
- Пример № 3.
- 7.7. Глоссарий
- Основные вопросы для повторения
| закон
Джоуля - Ленца для участка цепи постоянного тока : количество теплоты , выделяемое постоянным электрическим током в участке цепи , равно произведению квадрата силы тока на время его прохождения и электрическое сопротивление рассматри - ваемого участка цепи . 7.5. Электрический ток в растворах и расплавах электролитов . Закон электролиза Е Е В . А . Никитенко , А . П . Прунцев 103 Растворы некоторых химических соединений в воде либо в других растворителях , а также расплавы , проводящие электрический ток , получили название электролитов . К электролитам можно отне - сти растворы многих солей , кислот , щелочей , а также расплавы солей и окислов металлов . Проводимость электролитов является ионной . Это связано с диссоциацией молекул в среде с высокой диэлектрической проницае - мостью на составляющие их положительные и отрицательные ионы . Например : CuS О 4 Cu 2+ + SO 4 2- , NaCl Na + Cl – и т . д . (7.28) Процесс выделения со - ставных частей химических соединений на электродах при прохождении электрического тока через электролит назы - вается электролизом ( рис . 7.9). Катионы ( положитель - ные ионы ) и анионы ( отрица - тельные ионы ) на поверхности соответственно катода К и ано - да А нейтрализуются . Регламентирует электролиз закон Фарадея , который опреде - ляет массу вещества , выделяемую на электродах при электролизе : масса вещества m, выделившегося на электроде при электролизе , прямо пропорциональна заряду q, прошедшему через электролит , то есть m = kq = kJt , (7.29) где k – электрохимический эквивалент вещества . Пример__№__2.'>Пример__№__1.'>7.6. Электродинамика в примерах Пример № 1. При электролизе по схеме ( рис . 7.9) за время t=20 мин на катоде выделилось m=0,6 г меди ( электрохимический эк - вивалент меди k = 3,3 10 -7 кг / Кл ). С учетом , что э . д . с . источника тока Е = 150 В , а его внутреннее сопротивление r = 20 Ом , рассчитать на - пряжение U на клеммах источника тока . – + К А Рис . 7.9 Конспект лекций 104 Решение . Из закона Фарадея для электролиза находим силу тока в цепи J = kt m . Согласно закону Ома (7.17) имеем U = Е – Jr = Е – kt mr = 120 В . Пример № 2. Найти общее сопротивление цепи , изображенной на рис . 7.10. Решение . Точки с одинаковым потенциалом можно соединить непосредст - венно , убрав длинные провода , сопротивлением которых пре - небрегаем . В результате имеем рис . 7.11, откуда R об = R 4 . Пример № 3. Парал - лельно амперметру , имеюще - му сопротивление R A =1 Ом , включен медный провод ( шунт ) длиной l = 20 см и диаметром d = 1 мм . Определить величину тока в цепи , если амперметр показывает силу тока J A = 0,2 А . Удель - ное сопротивление меди = 0,017 мкОм м . Решение . Падение напряжения на шунте и амперметре равны , т . е . J A R A = J 1 l/S. Ток шунта J 1 = J A R A d 2 /(4 l) и ток в цепи J = J A + J 1 = J A + J A R A d 2 /(4 l) = 46,4 A. R R R R Рис . 7.10 R R параллельное соединение проводников R Рис . 7.11 R В . А . Никитенко , А . П . Прунцев 105 7.7. Глоссарий Джоуля - Ленца закон – количество теплоты , выделяемое в проводнике электрическим током пропорционально квадрату силы тока , электрическому сопротивлению про - водника и времени протекания тока в проводнике . Ома закон – для однородного участка цепи сила тока пропорциональна разности по - тенциалов на концах этого участка и обратно пропорциональна его элек - трическому сопротивлению ; для замкнутой цепи , содержащей источник тока , сила тока прямопро - порциональна э . д . с . источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи . Плотность тока – векторная величина , модуль которой равен силе тока , протекающего через единичную площадку , ориентирован - ную перпендикулярно к направлению движения носителей заряда , а направ - ление совпадает с направлением векто - ра скорости упорядоченного движения положительных носителей заряда . Сила тока – скалярная величина , численно равная заряду , переносимому через рассмат - риваемую поверхность в единицу времени . Фарадея закон – масса вещества , выделившегося на электродах в процессе электролиза , прямо пропорциональна заряду , про - шедшему через электролит . Конспект лекций 106 Электрический ток – упорядоченное движение носителей заряда или заряженных макроскопи - ческих тел . Электрическое напряжение – величина , численно равная работе , со - вершаемой электростатическими и сто - ронними силами по перемещению еди - ничного положительного заряда на вы - деленном участке электрической цепи . Электродвижущая сила – величина , равная работе сторонних сил по перемещению единичного по - ложительного заряда . Электролиз – процесс выделения составных частей химических соединений на электро - дах при прохождении электрического тока через электролит . Основные вопросы для повторения : 1. Что называют электрическим током ? 2. Сформулируйте понятия сила тока и плотность электрического тока . Запишите для них выражения в виде формулы . В каких еди - ницах измеряются эти величины в СИ ? 3. Что такое сторонние силы ? Дайте определение электродвижущей силы и напряжения . 4. Запишите закон Ома для однородного участка электрической цепи и замкнутой цепи , содержащей э . д . с . 5. Запишите закон Ома для неоднородного участка электрической цепи . 6. Запишите формулы для расчета электрического сопротивления при параллельном и последовательном соединении проводников . 7. Сформулируйте закон Джоуля - Ленца для теплового действия тока . 8. Как рассчитывается КПД источника тока ? 9. В чем заключается электролиз ? 10. Сформулируйте закон Фарадея для электролиза . |