Электропроводность – это способность веществ проводить электрический ток. По электропроводности все вещества делятся на проводники, диэлектрики и полупроводники.

Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Для существования электрического тока в замкнутой электрической цепи необходимо:

1. наличие свободных заряженных частиц;
2. наличие внешнего электрического поля, силы которого, действуя на заряженные частицы, заставляют их двигаться упорядоченно;
3. наличие источника тока, внутри которого сторонние силы перемещают свободные заряды против направления электростатических (кулоновских) сил.

Источники электрического тока – это устройство, способное поддерживать разность потенциалов и обеспечивать упорядоченное движение электрических зарядов во внешней цепи.

Источник электрического тока имеет два полюса (две клеммы), к которым присоединяются концы проводника (внешнего участка цепи). В источниках тока происходит превращение энергии/

Сила тока I – скалярная физическая величина, равная отношению заряда Δq, прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени Δt, к этому промежутку: $$ I=\frac{\Delta q}{\Delta t} $$ Обозначается буквой I, измеряется в амперах (A) За направление тока принято направление движения по проводнику положительно заряженных частиц.

В замкнутой цепи электрический ток направлен от положительного полюса(+) источника к отрицательному(–). Сопротивление однородного проводника цилиндрической формы длиной l постоянного поперечного сечения S определяется по формуле , где ρ — удельное сопротивление проводника, табличная величина.ρ — удельное сопротивление проводника, табличная величина. численно равная сопротивлению однородного цилиндрического проводника, изготовленного из данного материала и имеющего единичную длину и единичную площадь поперечного сечения $$ \rho =R\cdot \frac{S}{l} $$ Обозначается буквой ρ, измеряется в Ом·м.

Если площадь поперечного сечения проводника измеряют в мм2, то можно $$ \left [ \varrho \right ]=\frac{Oм\cdot мм^{2}}{м} $$

Удельное сопротивление металлов с уменьшением температуры уменьшается. При температурах близких к –273 C (абсолютный нуль) наблюдается явление сверхпроводимости. Оно заключается в том, что при температуре ни- же некоторой критической (называемой температурой перехода в сверхпро-водящее состояние), удельное сопротивление проводника скачком падает до нуля.

Всякий проводник, обладающий достаточно большим сопротивлением будем называть резистором.

Реостат — это прибор, рабочее сопротивление которого можно изменять за счет длины включаемого в цепь проводника.

Сочетание источника тока, нагрузки и соединительных проводов называют электрической цепью. Обычно в цепи используют еще и выключатель (ключ).

Закон Ома для однородного участка цепи. Сила тока I на однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению U на конца этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению R: $$ I=\frac{U}{R} $$

Последовательное и параллельное соединение проводников.

Закономерности последовательного соединения резисторов: $$ I=I_{1}=I_{2}=\ldots=I_{N} ,U=U_{1}+U_{2}+\ldots+U_{N} $$ $$ R=R_{1}+R_{2}+\ldots+R_{N} $$

и если $$ R_{1}=R_{2}=\ldots=R_{N} $$,то $$ R=N\cdot R_{1} $$ $$ U=N\cdot U_{1} $$

Закономерности параллельного соединения резисторов: $$ I=I_{1}=I_{2}=\ldots=I_{N} ,U=U_{1}+U_{2}+\ldots+U_{N} $$ $$ \frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}+\ldots+\frac{1}{R_{N}} $$

и если $$ R_{1}=R_{2}=\ldots=R_{N} $$ $$ R=\frac{R_{1}}{N} $$ $$ I=N\cdot I_{1} $$

Для измерения в проводнике R1 силы тока применяют амперметр, который включают последовательно с этим проводником . Поскольку включение амперметра в электрическую цепь не должно сильно изменять силу тока в ней, то сопротивление амперметра должно быть как можно меньше.

У идеальных амперметров сопротивление равно нулю.

Для измерения на проводнике R1 напряжения применяют вольтметр, который включают параллельно этому проводнику. Чтобы подключение вольтметра существенно не изменяло силу тока и распределение напряжений на участке цепи, его сопротивление должно быть как можно большим.

Работа и мощность электрического тока.

Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока I, напряжения U на этом участке и времени Δt, в течении которого ток проходил по проводнику: $$ A=U\cdot I\cdot \Delta t $$ С учетом закона Ома для участка цепи $$ I=\frac{U}{R} $$ работа тока: $$ A=I^{2\cdot }R\cdot \Delta t $$ или $$ A=\frac{U^{2}}{R}\cdot \Delta t $$ где R -сопротивление участка (Ом)

Прохождение тока через проводник, обладающий сопротивлением, всегда сопровождается выделением теплоты. Если на участке цепи не совершается механическая работа и ток не производит химического или иного действия, то A = Q, где Q — количество теплоты, выделяемое проводником с током (Дж)

Закон Джоуля-Ленца. Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока I, сопротивления R и времени Δt прохождения тока по проводнику $$ Q=I^{2}\cdot R\cdot \Delta t $$ Мощность тока в нагрузке равна работе, которая совершается током за единицу времени: где Δt — время прохождения тока. Обозначается буквой P, измеряется в ваттах (Вт). $$ P=\frac{A}{\Delta t} $$ Мощность тока можно также найти, если известны любые две величины из трех: I , U , R : $$ P=U\cdot I $$ $$ P=I^{2\cdot }R $$ или $$ P=\frac{U^{2}}{R} $$

В источнике тока следует непрерывно разделять электрические заряды противоположных знаков, которые под действием сил Кулона стремятся соединиться. Для этой цели необходимы силы иной природы Сторонние силы – это силы не электростатической природы (отличные от кулоновских), действующие на свободные заряды.

Электродвижущая сила (ЭДС) – скалярная физическая величина, числен- но равна работе сторонних сил Аст по перемещению единичного положительного (пробного) заряда по замкнутой цепи $$ \varepsilon =\frac{A_{ст}}{q} $$ где q - величина перемущаемого заряда $ \left [ \varepsilon \right ] $ - измеряется в вольтах.

Закон Ома для полной цепи.

Сила тока I в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи $$ I=\frac{\varepsilon }{R_{0}}=\frac{\varepsilon }{R+r} $$ , где R — внешнее сопротивление цепи; r — солению цепи противление источника.

Мощность, выделяемая на внешнем участке цепи, называется полезной мощностью. Она равна $$ P=I^{2\cdot }R $$

Мощность, выделяемая на внутреннем сопротивлении источника, называется теряемой мощностью. Она равна $$ P=I^{2\cdot }r $$

Полная мощность источника тока равна $$ P=P_{пол}+P_{тер} $$ или $$ P=I\cdot \varepsilon $$ Коэффициент полезного действия (КПД) источника тока определяется как отношение полезной мощности к полной: $$ \eta =\frac{P_{пол}}{P\cdot }100% $$ $$ \eta =\frac{R}{R+r}\cdot 100% $$ где R — внешнее сопротивление цепи; r — сопротивление источника тока.