-->
|
|
|
Ãëàâà 2. Ïîñòîÿííûé ýëåêòðè÷åñêèé òîê § 2.2. Ïëîòíîñòü òîêà. Ñèëà òîêà (îêîí÷àíèå)Åäèíèöû ñèëû òîêà è ïëîòíîñòè òîêà àáñîëþòíîé ñèñòåìå åäèíèö çà åäèíèöó ñèëû òîêà ïðèíèìàåòñÿ ñèëà ïîñòîÿííîãî òîêà, ïðè êîòîðîé ÷åðåç ïîïåðå÷íîå ñå÷åíèå ïðîâîäíèêà â êàæäóþ ñåêóíäó ïðîòåêàåò çàðÿä, ðàâíûé îäíîé àáñîëþòíîé ýëåêòðîñòàòè÷åñêîé åäèíèöå çàðÿäà:
 Ìåæäóíàðîäíîé ñèñòåìå åäèíèö åäèíèöà ñèëû òîêà ÿâëÿåòñÿ íå ïðîèçâîäíîé, à îñíîâíîé. Ýòó åäèíèöó, íàçûâàåìóþ àìïåðîì (À), óñòàíàâëèâàþò íà îñíîâå ìàãíèòíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ òîêîâ (ñì. § 4.7).  ïðåäûäóùåé ãëàâå åäèíèöà çàðÿäà — êóëîí áûëà ââåäåíà êàê ïðîèçâåäåíèå 1 À íà 1 ñ: 1 Êë = 1 À • ñ. Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî 1 À = 1 Êë/ñ. Òàê êàê 1 Êë = 3 • 109 ÑÃÑÝq, òî 1 À = 3 • 109 ÑÃÑÝI. Åäèíèöà ïëîòíîñòè òîêà â ÑÈ
Ñêîðîñòü óïîðÿäî÷åííîãî äâèæåíèÿ ýëåêòðîíîâ â ìåòàëëè÷åñêîì ïðîâîäíèêåÍàéäåì ñêîðîñòü óïîðÿäî÷åííîãî ïåðåìåùåíèÿ ýëåêòðîíîâ â ìåòàëëè÷åñêîì ïðîâîäíèêå. Ñîãëàñíî ôîðìóëå (2.2.1)
Äëÿ ìåòàëëè÷åñêîãî ïðîâîäíèêà çàðÿä |q0|, ïåðåíîñèìûé êàæäîé ÷àñòèöåé, — ýòî çàðÿä ýëåêòðîíà: |q0| = å. Ñëåäîâàòåëüíî,
×èñëî ýëåêòðîíîâ â 1 ì3 ìåäè (îáúåìíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ýëåêòðîíîâ n) ðàâíî ÷èñëó àòîìîâ â ýòîì îáúåìå, òàê êàê îäèí èç âàëåíòíûõ ýëåêòðîíîâ êàæäîãî àòîìà ìåäè êîëëåêòèâèçèðîâàí è ÿâëÿåòñÿ ñâîáîäíûì. Ïîýòîìó
ãäå ρ = 8900 êã/ì3 — ïëîòíîñòü ìåäè, Ì = 0,0635 êã/ìîëü — åå ìîëÿðíàÿ ìàññà, a NA = 6,02 • 1023 ìîëü-1 — ïîñòîÿííàÿ Àâîãàäðî. Ïîäñòàâëÿÿ â ôîðìóëó (2.2.9) âûðàæåíèå äëÿ îáúåìíîé êîíöåíòðàöèè ýëåêòðîíîâ n, ïîëó÷èì:
Åñëè äëÿ ïëîòíîñòè òîêà j âçÿòü ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìîå åå çíà÷åíèå äëÿ ìåäíîãî ïðîâîäà j = 107 À/ì2, òî äëÿ ñêîðîñòè óïîðÿäî÷åííîãî äâèæåíèÿ ýëåêòðîíîâ â ìåäíîì ïðîâîäíèêå ïîëó÷èì:
Ñêîðîñòü íàïðàâëåííîãî äâèæåíèÿ ýëåêòðîíîâ ïðè ïðîõîæäåíèè ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà ïî ìåäíîìó ïðîâîäíèêó îêàçàëàñü íåîæèäàííî ìàëîé. Îíà íàìíîãî ìåíüøå ñðåäíåé ñêîðîñòè èõ òåïëîâîãî äâèæåíèÿ. Íåîæèäàííî ïîòîìó, ÷òî ïðè ïîâîðîòå âûêëþ÷àòåëÿ ëàìïî÷êà âñïûõèâàåò ñðàçó, à âåäü ïðè òàêîé ñêîðîñòè ýëåêòðîíû íå óñïåþò äîéòè îò âûêëþ÷àòåëÿ äî ëàìïî÷êè.  ñëåäóþùåì ïàðàãðàôå ìû óâèäèì, â ÷åì çäåñü äåëî.
|
|
|