Ang isang pare-parehong electric current sa circuit ay sanhi ng isang nakatigil na electrostatic field (Coulomb field), na dapat suportahan ng isang kasalukuyang pinagmumulan na lumilikha ng isang pare-parehong potensyal na pagkakaiba sa mga dulo ng panlabas na circuit. Dahil ang kasalukuyang sa konduktor ay nagdadala ng isang tiyak na enerhiya, na kung saan ay inilabas, halimbawa, sa anyo ng isang tiyak na halaga ng init, ito ay kinakailangan upang patuloy na i-convert ang ilang enerhiya sa elektrikal na enerhiya. Sa madaling salita, bilang karagdagan sa mga puwersa ng Coulomb ng isang nakatigil na electrostatic na patlang, ang ilang iba pang mga puwersa ay dapat kumilos sa mga singil, ng isang di-electrostatic na kalikasan - mga panlabas na puwersa.

Anumang pwersang kumikilos sa mga particle na may kuryente, maliban sa mga puwersa ng electrostatic na pinagmulan (i.e., Coulomb), ay tinatawag na panlabas na pwersa.

Ang kalikasan (o pinagmulan) ng mga panlabas na puwersa ay maaaring magkakaiba: halimbawa, sa mga galvanic na selula at mga baterya, ito ay mga puwersa ng kemikal, sa mga generator, ito ang puwersa ng Lorentz o mga puwersa mula sa vortex. electric field.

Sa loob ng kasalukuyang mapagkukunan, dahil sa mga panlabas na puwersa, ang mga singil sa kuryente ay gumagalaw sa direksyon na kabaligtaran sa pagkilos ng mga puwersa ng electrostatic field, i.e. pwersa ng Coulomb. Dahil dito, ang isang patuloy na potensyal na pagkakaiba ay pinananatili sa mga dulo ng panlabas na circuit. Ang mga panlabas na puwersa ay hindi kumikilos sa panlabas na circuit.

Trabaho agos ng kuryente sa isang closed electrical circuit ay ginaganap dahil sa enerhiya ng pinagmulan, i.e. dahil sa pagkilos ng mga puwersa ng ikatlong partido, tk. electrostatic field ay potensyal. Ang gawain ng patlang na ito sa paglipat ng mga sisingilin na particle sa isang closed electrical circuit ay zero.

Ang quantitative na katangian ng mga panlabas na pwersa (kasalukuyang pinagmulan) ay puwersa ng electromotive(EMF).

Ang electromotive force e ay tinatawag pisikal na bilang, ayon sa bilang na katumbas ng ratio ng gawain λd^ ng mga panlabas na puwersa upang ilipat ang singil ^ kasama ang kadena sa halaga ng singil na ito:

Ang electromotive force ay ipinahayag sa volts (1 V = 1 J/C). Ang EMF ay ang tiyak na gawain ng mga panlabas na puwersa sa isang partikular na lugar, i.e. ang gawain ng paglipat ng isang unit charge. Halimbawa, ang EMF ng isang galvanic cell ay 4.5V. Nangangahulugan ito na ang mga panlabas na puwersa (kemikal) ay gumagawa ng 4.5 J kapag naglilipat ng singil na 1 C sa loob ng elemento mula sa isang poste patungo sa isa pa.

Ang electromotive force ay isang scalar na dami na maaaring maging positibo o negatibo. Ang tanda ng EMF ay nakasalalay sa direksyon ng kasalukuyang sa circuit at sa pagpili ng direksyon ng pag-bypass sa circuit.

Ang mga panlabas na puwersa ay hindi potensyal (ang kanilang trabaho ay nakasalalay sa hugis ng tilapon), at samakatuwid ang gawain ng mga panlabas na puwersa ay hindi maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang puntos. Ang gawain ng isang electric current sa paglipat ng isang singil kasama ang isang konduktor ay ginagawa ng Coulomb at mga puwersa ng third-party, kaya ang kabuuang gawain A ay katumbas ng:

Isang pisikal na dami ayon sa bilang na katumbas ng ratio ng gawaing ginawa ng isang electric field kapag gumagalaw ng positibo

singil mula sa isang punto patungo sa isa pa, sa halaga ng singil q, ay tinatawag na boltahe V sa pagitan ng mga puntong ito:

U=Acool/q+Ast/q

Kung ganoon

Pating/q=f1-f2=-Df

mga. potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang punto ng isang nakatigil na electrostatic field, kung saan ang φ1 at φ2 ay ang mga potensyal ng paunang at panghuling punto ng trajectory ng singil, at

Ast/q=e mayroon kaming:

Sa kaso ng isang electrostatic field, kapag walang EMF na inilapat sa seksyon (e \u003d 0), ang boltahe sa pagitan ng dalawang puntos ay katumbas ng potensyal na pagkakaiba:

Ang SI unit ng boltahe ay ang volt (V), V = J/C. Ang boltahe ay sinusukat gamit ang isang voltmeter, na konektado sa parallel sa mga bahagi ng circuit kung saan ang boltahe ay sinusukat.

Ngayon ang EMF at boltahe ay nakikita ng marami bilang magkaparehong mga konsepto, kung saan, kung ang ilang mga natatanging tampok ay ibinigay, ang mga ito ay hindi gaanong mahalaga na halos hindi sila karapat-dapat sa iyong pansin.

Sa isang banda, ang kalagayang ito ay nagaganap, dahil ang mga aspetong iyon na nagpapakilala sa dalawang konseptong ito mula sa isa't isa ay napakaliit na kahit na mas marami o mas kaunting karanasan na mga gumagamit ay malamang na hindi mapansin ang mga ito. Gayunpaman, ang mga iyon ay ibinigay pa rin at imposibleng sabihin na ang EMF at boltahe ay eksaktong pareho.

Ano ang EMF at bakit madalas itong nalilito sa boltahe?

Ang EMF, o electromotive force, gaya ng karaniwang tawag sa maraming aklat-aralin, ay isang pisikal na dami na nagpapakilala sa gawain ng anumang panlabas na pwersa na nasa direkta o alternating kasalukuyang mga mapagkukunan.
Kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang closed conducting circuit, dapat tandaan na sa kaso nito, ang EMF ay magiging katumbas ng gawain ng mga puwersa upang ilipat ang isang solong positibong singil kasama ang circuit sa itaas. Nalilito nila ang electromotive force at boltahe - para sa isang dahilan. Tulad ng alam mo, ang dalawang konseptong ito, ngayon, sinusukat sa volts. Kasabay nito, maaari nating pag-usapan ang tungkol sa EMF sa anumang bahagi ng target, dahil sa katunayan ito ay ang tiyak na gawain ng mga panlabas na puwersa na hindi kumikilos sa buong circuit, ngunit sa ilang partikular na lugar lamang.

Ang espesyal na atensyon sa iyong bahagi ay nararapat sa katotohanang iyon sa EMF ng isang galvanic cell, ang gawain ng mga panlabas na puwersa ay ibinigay para sa, nagtatrabaho sa panahon ng paggalaw ng isang solong positibong singil mula sa isang poste patungo sa isang ganap na naiiba. Ang gawain ng mga panlabas na puwersa na ito ay direktang nakasalalay sa hugis ng tilapon, ngunit hindi maipahayag sa mga tuntunin ng potensyal na pagkakaiba. Ang huli ay dahil sa ang katunayan na ang mga panlabas na pwersa ay hindi potensyal. Sa kabila ng katotohanan na ang boltahe ay isa sa mga pinakasimpleng konsepto, maraming mga mamimili ang hindi lubos na nauunawaan kung ano ito. Kung hindi mo ito nauunawaan, itinuring namin na kailangan mong bigyan ka ng ilang mga halimbawa.

Kunin natin para sa kalinawan ang isang ordinaryong tangke ng tubig. Mula sa naturang tangke, isang ordinaryong tubo ang kailangang lumabas. Kaya, ang taas ng haligi ng tubig o presyon, sa simpleng salita at magre-represent ng boltahe, habang ang daloy ng tubig ay magiging electric current. Sa pagtingin sa nabanggit, mas maraming tubig ang ibinibigay sa tangke, mas malaki ang presyon at boltahe nito, ayon sa pagkakabanggit.

Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng EMF at boltahe

Ang puwersa ng electromotive ay tinatawag na boltahe, na, ayon sa kahulugan nito, ay ang ratio ng gawain ng mga panlabas na puwersa tungkol sa paglipat ng isang positibong singil nang direkta sa napakalaki ng singil na ito. Ang boltahe, sa turn, ay itinuturing na ratio ng gawain ng electric field, tungkol sa paglipat ng tinatawag na electric charge. Kaya, halimbawa, kung ang iyong sasakyan ay may baterya, ang EMF nito ay palaging magiging 13 Volts. Kaya, kung ikinonekta mo rin ang isang voltmeter sa nabanggit na aparato na may mga headlight - isang aparato na idinisenyo upang sukatin ang boltahe, kung gayon ang huling tagapagpahiwatig ay magiging mas mababa sa 13 watts. Ito, marahil ay medyo kakaibang kalakaran, ay dahil sa ang katunayan na sa nagtitipon, bilang mga panlabas na puwersa, ito ay ang pagkilos. kemikal na reaksyon. Kasabay nito, ang kotse ay mayroon ding generator, na, habang tumatakbo ang makina, ay gumagawa ng isang simpleng electric current.



Sa pagtingin sa nabanggit, maaari nating pag-usapan ang pangunahing mga natatanging katangian EMF at boltahe:

1. Ang emf ay depende sa pinagmulan mismo. Buweno, kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa boltahe, kung gayon ang tagapagpahiwatig nito ay direktang nakasalalay sa kung ano ang koneksyon at kung ano ang kasalukuyang dumadaloy sa circuit.
2. Ang EMF ay isang pisikal na dami na kinakailangan upang makilala ang gawain ng mga di-Coulomb na pwersa, at ang boltahe ay nagpapakilala sa gawain ng kasalukuyang, tungkol sa paggalaw ng singil sa huling.
3. Ang mga konseptong ito ay iba rin dahil ang electromotive force ay inilaan para sa magnetic induction, habang ang boltahe ay kadalasang ginagamit na may kaugnayan sa direktang kasalukuyang.

1.6. Ang gawain ng isang electric field sa paggalaw ng isang electric charge. Ang sirkulasyon ng vector ng lakas ng electric field

1.7. Ang enerhiya ng isang electric charge sa isang electric field

1.8. Potensyal at potensyal na pagkakaiba ng electric field. Ang kaugnayan ng lakas ng patlang ng kuryente sa potensyal nito

1.8.1. Potensyal at potensyal na pagkakaiba ng electric field

1.8.2. Ang kaugnayan ng lakas ng patlang ng kuryente sa potensyal nito

1.9. Mga equipotential na ibabaw

1.10. Mga pangunahing equation ng electrostatics sa vacuum

1.11.2. Patlang ng isang walang katapusang pinalawig, pare-parehong sinisingil na eroplano

1.11.3. Ang field ng dalawang infinitely extended, uniformly charged planes

1.11.4. Ang field ng isang charged spherical surface

1.11.5. Ang field ng isang volumetrically charged sphere

Lecture 2. Konduktor sa isang electric field

2.1. Mga konduktor at ang kanilang pag-uuri

2.2. Electrostatic field sa lukab ng isang perpektong konduktor at malapit sa ibabaw nito. Proteksyon ng electrostatic. Pamamahagi ng mga singil sa dami ng konduktor at sa ibabaw nito

2.3. Ang kapasidad ng kuryente ng isang nag-iisa na konduktor at ang pisikal na kahulugan nito

2.4. Mga kapasitor at ang kanilang kapasidad

2.4.1. Flat na kapasidad ng kapasitor

2.4.2. Kapasidad ng isang cylindrical capacitor

2.4.3. Kapasidad ng isang spherical capacitor

2.5. Mga koneksyon sa kapasitor

2.5.1. Serye na koneksyon ng mga capacitor

2.5.2. Parallel at halo-halong koneksyon ng mga capacitor

2.6. Pag-uuri ng kapasitor

Lecture 3. Static electric field sa matter

3.1. Mga dielectric. Mga molekulang polar at non-polar. Dipole sa homogenous at inhomogeneous electric field

3.1.1. Dipole sa isang pare-parehong electric field

3.1.2. Dipole sa isang hindi magkakatulad na panlabas na electric field

3.2. Libre at nakatali (polarization) na mga singil sa dielectrics. Polariseysyon ng dielectrics. Vektor ng polarisasyon (polarisasyon)

3.4. Mga kundisyon sa interface sa pagitan ng dalawang dielectrics

3.5. Electrostriction. Piezoelectric effect. Ferroelectrics, ang kanilang mga katangian at aplikasyon. Electrocaloric na epekto

3.6. Mga pangunahing equation ng electrostatics ng dielectrics

Lecture 4. Enerhiya ng electric field

4.1. Enerhiya ng pakikipag-ugnayan ng mga singil sa kuryente

4.2. Ang enerhiya ng mga naka-charge na conductor, isang dipole sa isang panlabas na electric field, isang dielectric na katawan sa isang panlabas na electric field, isang naka-charge na kapasitor

4.3. Enerhiya ng electric field. Volumetric energy density ng electric field

4.4. Mga puwersang kumikilos sa mga macroscopic charged na katawan na inilagay sa isang electric field

Lektura 5. Direktang kuryente

5.1. Patuloy na electric current. Mga pangunahing aksyon at kundisyon para sa pagkakaroon ng direktang kasalukuyang

5.2. Ang mga pangunahing katangian ng direktang electric current: ang halaga /lakas/ kasalukuyang, kasalukuyang density. Mga puwersa ng ikatlong partido

5.3. Electromotive force (emf), boltahe at potensyal na pagkakaiba. kanilang pisikal na kahulugan. Relasyon sa pagitan ng emf, boltahe at potensyal na pagkakaiba

Lecture 6. Classical electronic theory ng conductivity ng mga metal. Mga Batas ng DC

6.1. Classical electronic theory ng electrical conductivity ng mga metal at ang mga pang-eksperimentong katwiran nito. Ang batas ng Ohm sa kaugalian at integral na anyo

6.2. Electrical resistance ng conductors. Pagbabago ng paglaban ng mga konduktor mula sa temperatura at presyon. Superconductivity

6.3. Mga koneksyon sa paglaban: serye, parallel, halo-halong. Pag-shunting ng mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal. Mga karagdagang panlaban sa mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal

6.3.1. Serye ng koneksyon ng mga resistensya

6.3.2. Parallel na koneksyon ng mga resistensya

6.3.3. Pag-shunting ng mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal. Mga karagdagang panlaban sa mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal

6.4. Mga Panuntunan (mga batas) ng Kirchhoff at ang kanilang aplikasyon sa pagkalkula ng pinakasimpleng mga de-koryenteng circuit

6.5. Batas ng Joule-Lenz sa kaugalian at integral na anyo

Lecture 7. Electric current sa vacuum, mga gas at likido

7.1. Agos ng kuryente sa vacuum. Thermionic emission

7.2. Pangalawa at patlang na paglabas

7.3. Agos ng kuryente sa gas. Mga proseso ng ionization at recombination

7.3.1. Non-self-sustained at self-conductivity ng mga gas

7.3.2. Batas ni Paschen

7.3.3. Mga uri ng discharges sa mga gas

7.3.3.1. paglabas ng glow

7.3.3.2. paglabas ng spark

7.3.3.3. paglabas ng corona

7.3.3.4. paglabas ng arko

7.4. Ang konsepto ng plasma. dalas ng plasma. Ang haba ni Debye. Plasma electrical conductivity

7.5. mga electrolyte. Electrolysis. Mga batas ng electrolysis

7.6. Mga potensyal na electrochemical

7.7. Agos ng kuryente sa pamamagitan ng mga electrolyte. Batas ng Ohm para sa mga electrolyte

7.7.1. Ang paggamit ng electrolysis sa teknolohiya

Lecture 8. Mga electron sa mga kristal

8.1. Quantum theory ng electrical conductivity ng mga metal. antas ng Fermi. Mga elemento ng teorya ng banda ng mga kristal

8.2. Ang kababalaghan ng superconductivity mula sa punto ng view ng teorya ng Fermi-Dirac

8.3. Electrical conductivity ng semiconductors. Ang konsepto ng kondaktibiti ng butas. Intrinsic at extrinsic semiconductors. Ang konsepto ng p-n - transition

8.3.1. Intrinsic conductivity ng semiconductors

8.3.2. Impurity semiconductors

8.4. Electromagnetic phenomena sa interface sa pagitan ng media

8.4.1. P-n - paglipat

8.4.2. Photoconductivity ng semiconductors

8.4.3. Luminescence ng isang substance

8.4.4. Thermoelectric phenomena. Batas ni Volta

8.4.5. Peltier effect

8.4.6. Seebeck phenomenon

8.4.7. Thomson phenomenon

Konklusyon

Listahan ng bibliograpiya Pangunahin

Dagdag

5.3. Electromotive force (emf), boltahe at potensyal na pagkakaiba. kanilang pisikal na kahulugan. Relasyon sa pagitan ng emf, boltahe at potensyal na pagkakaiba

Ang isang pisikal na dami na katumbas ng gawain ng mga panlabas na puwersa upang ilipat ang isang positibong yunit ng singil sa buong circuit, kabilang ang kasalukuyang pinagmulan, ay tinatawag na electromotive force ng kasalukuyang pinagmulan (EMF):

. (5.15)

Ang gawain ng mga panlabas na puwersa kasama ang isang closed circuit

, (5.16)

kung saan ang E * ay ang lakas ng field ng mga panlabas na pwersa.

. (5.17)

Kapag ang mga singil ay gumagalaw sa isang konduktor, bilang karagdagan sa mga panlabas na puwersa, sila ay apektado ng mga puwersa ng electrostatic field (

). Samakatuwid, sa anumang punto sa kadena, ang singil q ay apektado ng nagresultang puwersa:

Ang gawaing ginawa ng puwersang ito sa seksyon 1 - 2,

(5.19)

Ang isang pisikal na dami na katumbas ng numero sa gawain ng mga panlabas at de-koryenteng pwersa upang ilipat ang isang positibong yunit ng singil sa isang partikular na seksyon ng circuit ay tinatawag na pagbaba ng boltahe o boltahe sa isang partikular na seksyon ng circuit:

. (5.20)

Kung walang EMF sa seksyon ng circuit (

), pagkatapos

. (5.21)

Kapag  1 -  2 = 0,

. (5.22)

Ang , U, ( 1 -  2) ay sinusukat sa SI system sa volts (1 V).

Lecture 6. Classical electronic theory ng conductivity ng mga metal. Mga Batas ng DC

Classical electronic theory ng electrical conductivity ng mga metal at ang mga pang-eksperimentong katwiran nito. Batas ng Ohm sa kaugalian at integral na anyo.Electrical resistance ng conductors. Pagbabago ng paglaban ng mga konduktor mula sa temperatura at presyon. Superconductivity. Mga koneksyon sa paglaban: serye, parallel, halo-halong. Pag-shunting ng mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal. Karagdagang paglaban sa mga instrumento sa pagsukat ng elektrikal. Mga Panuntunan (mga batas) ng Kirchhoff at ang kanilang aplikasyon sa pagkalkula ng pinakasimpleng mga de-koryenteng circuit. Batas ng Joule-Lenz sa kaugalian at integral na anyo. Ang enerhiya na inilabas sa circuit direktang kasalukuyang. Coefficient of performance (COP) ng isang direktang kasalukuyang pinagmumulan.

6.1. Classical electronic theory ng electrical conductivity ng mga metal at ang mga pang-eksperimentong katwiran nito. Ang batas ng Ohm sa kaugalian at integral na anyo

Ang klasikal na elektronikong teorya ng kondaktibiti ng mga metal ay nagpapaliwanag sa iba't ibang mga de-koryenteng katangian ng mga sangkap sa pamamagitan ng pagkakaroon at paggalaw sa kanila ng tinatawag na quasi-free conduction electron. Ang mga conduction electron ay itinuturing bilang isang electron gas na katulad ng ideal na gas ng molecular physics.

Bago ang pagtuklas ng mga electron, ipinakita sa eksperimento na ang pagpasa ng kasalukuyang sa mga metal, sa kaibahan sa kasalukuyang sa mga likidong electrolyte, ay hindi konektado sa paglipat ng bagay na metal. Ang karanasan ay na sa pamamagitan ng pagdikit ng dalawang magkaibang metal, tulad ng ginto at pilak, para sa isang oras na kinakalkula sa maraming buwan, isang electric current ang naipasa. Pagkatapos nito, pinag-aralan ang materyal na malapit sa mga contact. Ipinakita na walang paglilipat ng bagay sa interface sa pagitan ng iba't ibang mga metal ay sinusunod, at ang sangkap sa iba't ibang panig ng interface ay may parehong komposisyon tulad ng bago ang kasalukuyang naipasa. Pinatunayan ng mga eksperimento na ang mga atomo at molekula ng mga metal ay hindi nakikilahok sa paglipat ng electric current, ngunit hindi nila sinagot ang tanong tungkol sa likas na katangian ng mga carrier ng singil sa mga metal.

Ang direktang katibayan na ang electric current sa mga metal ay dahil sa paggalaw ng mga electron ay ang mga eksperimento nina Tolman at Steward, na isinagawa noong 1916. Ang ideya ng mga eksperimentong ito ay iniharap nina Mandelstam at Papaleksi noong 1913.

Isipin ang isang conducting coil na maaaring umikot sa paligid ng axis nito. Ang mga dulo ng coil ay konektado sa galvanometer sa pamamagitan ng mga sliding contact. Kung ang likid, na nasa mabilis na pag-ikot, ay pinino nang husto, kung gayon ang mga libreng electron sa kawad ay patuloy na gumagalaw sa pamamagitan ng pagkawalang-kilos, bilang isang resulta kung saan ang galvanometer ay dapat magrehistro ng isang kasalukuyang pulso.

Tukuyin natin ang linear acceleration ng coil habang nagpepreno - a. Ito ay nakadirekta nang tangential sa ibabaw ng coil. Sa sapat na siksik na paikot-ikot at manipis na mga wire, maaari nating ipagpalagay na ang acceleration ay nakadirekta kasama ang mga wire. Kapag ang likid ay humina, ang isang inertial na puwersa ay inilalapat sa bawat libreng elektron F sa = m e  a, na kabaligtaran ng acceleration. Sa ilalim ng pagkilos nito, ang electron ay kumikilos sa metal na parang kinikilos ng isang epektibong electric field na may lakas

. 6.1)

Samakatuwid, ang epektibong electromotive force sa coil, dahil sa pagkawalang-galaw ng mga libreng electron,

, (6.2)

kung saan ang L ay ang haba ng wire sa coil.

Ang lahat ng mga punto ng wire ay decelerated na may parehong acceleration, at samakatuwid ang acceleration ay kinuha sa labas ng integral sign.

Isinasaalang-alang ang formula (6.2), isinusulat namin ang batas ng Ohm para sa isang closed circuit sa form

, (6.3)

kung saan ako ang kasalukuyang lakas sa isang closed circuit;

Ang R ay ang paglaban ng buong circuit, kabilang ang paglaban ng mga wire ng coil, ang mga wire ng panlabas na circuit at ang galvanometer.

Ang dami ng kuryenteng dumadaloy sa cross section ng konduktor sa oras na dt sa kasalukuyang lakas I,

. (6.4)

Samakatuwid, sa panahon ng pagpepreno ng coil mula sa unang linear na bilis v o hanggang sa kumpletong paghinto, ang dami ng kuryente ay dadaan sa galvanometer

. (6.5)

Ang halaga ng q ay tinutukoy ng isang galvanometer, at ang mga halaga ng L, R, v o ay kilala. Samakatuwid, pareho ang tanda at ang ganap na halaga ng e/m e ay matatagpuan. Ipinakita ng mga eksperimento na ang e/m e ay tumutugma sa ratio ng singil ng elektron sa masa nito. Kaya, napatunayan na ang kasalukuyang naobserbahan sa isang galvanometer ay dahil sa paggalaw ng mga electron.

Sa kawalan ng isang electric field sa mga conductor, ang mga conduction electron ay gumagalaw nang random, sa mga di-makatwirang direksyon, na may mga bilis na tinutukoy ng temperatura, i.e. na may tinatawag na thermal velocity u.

Pagkatapos ng isang tiyak na tagal ng panahon t = , gumagalaw sa isang tuwid na linya, ang conduction electron ay maaaring makipag-ugnayan sa ion kristal na sala-sala o sa ibang conduction electron. Bilang resulta ng gayong pakikipag-ugnayan, na itinuturing na ganap na nababanat sa klasikal na teorya ng kondaktibiti, ang kabuuang momentum at enerhiya ay natipid, at ang magnitude at direksyon ng bilis ng paggalaw ay maaaring magbago. Ang limiting case ay kapag, pagkatapos ng isang oras na katumbas ng  (oras ng libreng landas), ang direksyon ng bilis ng thermal motion ng conduction electron ay nagbabago sa kabaligtaran. Ang oras ng libreng landas ay nakasalalay sa likas na katangian ng sangkap at mas kaunti, mas madalas na nangyayari ang mga pakikipag-ugnayan. Sa pagitan ng mga banggaan (interaksyon) nang may bilis u Walang nangyari.

P kapag nag-aaplay ng isang electric field na may lakas E sa ilalim ng impluwensya ng puwersa F= e E ang mga conduction electron ay nakakakuha ng ilang acceleration a at nakadirekta na paggalaw na may pagbabago ng bilis mula v o = 0 hanggang v = v max sa oras t = .

Ang pagbabago sa bilis ng itinuro na paggalaw ng conduction electron ay nangyayari bago ang pakikipag-ugnayan nito (Larawan 6.1). Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan, ang bilis na ito ay maaari ding magbago pareho sa magnitude at sa direksyon.

Kung mayroong n conduction electron sa bawat unit volume ng conductor, na sa ilang oras t may bilis v, pagkatapos ay posible na matukoy ang singil na dumaan sa ilang lugar S, na matatagpuan patayo sa direksyon ng bilis ng mga electron ng pagpapadaloy:

, (6.6)

saan - ang average na bilis ng iniutos na paggalaw ng mga electron ng pagpapadaloy.

Ang lakas (halaga) ng kasalukuyang sa konduktor sa kasong ito

. (6.7)

Densidad ng kasalukuyang pagpapadaloy

. (6.8)

Sa anyo ng vector

. (6.9)

Ayon sa (6.8), upang matukoy ang density ng electric current sa isang konduktor, kinakailangan upang matukoy ang average na bilis ng iniutos na paggalaw ng mga electron ng pagpapadaloy.

Ang average na bilis ng iniutos na paggalaw sa kasong ito ay maaaring matukoy ng formula

, (6.10)

kasi sa unang oras t=0, kapag walang electric field, v o =0.

Ang pinakamataas na bilis ng iniutos na paggalaw na nakukuha ng isang elektron sa ilalim ng pagkilos ng isang electric field sa panahon ng libreng landas nito,

,

kung saan ang a ay ang acceleration na nakuha ng isang conduction electron sa ilalim ng pagkilos ng isang electric field;

 ay ang oras ng paglalakbay ng conduction electron mula sa interaksyon patungo sa interaksyon.

Batay sa ikalawang batas ni Newton F = ma, kung saan ang F ay ang puwersa ng Coulomb,

;

;

. (6.11)

Para sa average na bilis ng iniutos na paggalaw ng mga electron ng pagpapadaloy, nakuha namin

. (6.12)

Alam ang average na bilis ng thermal motion ng mga conduction electron at ang average na distansya na nilakbay nila mula sa pakikipag-ugnayan hanggang sa pakikipag-ugnayan, posibleng matukoy ang oras sa pagitan ng dalawang kasunod na pakikipag-ugnayan:

. (6.13)

Ang pagkakaroon ng paggawa ng pagpapalit at ang mga kinakailangang pagbabago, para sa kasalukuyang density ng pagpapadaloy ay magkakaroon tayo

, (6.14)

saan

- tiyak na electrical conductivity ng conductor metal.

Sa anyo ng vector

. (6.15)

Ang mga ekspresyong (6.14) at (6.15) ay ang mathematical na anyo ng pagsulat ng batas ng Ohm sa differential form.

Ang batas ng Ohm sa kaugalian na anyo ay may bisa para sa anumang mga konduktor, anumang mga alon, na nagpapakilala sa density ng kasalukuyang pagpapadaloy sa anumang punto ng konduktor.

Mula sa batas ng Ohm sa anyo ng kaugalian, maaaring makuha ng isa ang batas ng Ohm sa integral na anyo para sa isang saradong (o kumpletong) circuit. Kung saan pinarami namin ang expression (6.15) sa halaga ng elementarya na seksyon ng chain dl:

,

saan ;;

.

Kaya, mayroon kami

;

. (6.16)

Ang pagsasama ng expression (6.16) sa saradong contour L, nakuha namin

, (6.17)

saan

- paglaban ng panlabas at panloob na mga seksyon ng circuit;

-EMF na kumikilos sa isang closed circuit, ayon sa bilang na katumbas ng sirkulasyon ng field strength vector ng mga panlabas na pwersa;

ay ang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng dalawang itinuturing na mga punto ng closed circuit.

Para sa closed circuit

( 1 -  2) = 0;

.

Kaya, mayroon kami

o

, (6.18)

kung saan ang R 1 ay ang paglaban ng panlabas na seksyon ng circuit;

r ay ang panloob na pagtutol ng kasalukuyang pinagmulan.

Mula sa formula (6.18)

. (6.19)

Samakatuwid, binabalanse ng EMF ang pagbaba ng boltahe sa panlabas at panloob na mga circuit at sa gayon ay tinitiyak ang patuloy na paggalaw ng mga electron ng pagpapadaloy.

Kung ang circuit ay hindi sarado at walang EMF sa loob nito, kung gayon

, a

. (6.20)

Ang mga expression (6.18) at (6.20) ay ang mathematical form ng Ohm's law, ayon sa pagkakabanggit, para sa isang kumpletong (closed) circuit at isang seksyon ng circuit na natuklasan niya sa eksperimentong paraan. Ang lakas ng kasalukuyang sa circuit ay direktang proporsyonal sa EMF (boltahe sa seksyon ng circuit) at inversely proporsyonal sa paglaban ng circuit.

Ano ang pagkakaiba EMF(electromotive force) mula sa Boltahe? Tingnan natin ang isang partikular na halimbawa. Kumuha kami ng baterya na nagsasabing 1.5 volts. Ikinonekta namin ang isang voltmeter dito, tulad ng ipinapakita sa Figure 1, upang suriin kung ang baterya ay talagang mahusay.

Larawan 1

Ang voltmeter ay nagpapakita ng 1.5 V. Nangangahulugan ito na gumagana ang baterya. Ikinonekta namin ito sa isang maliit na bombilya. Ang bumbilya ay kumikinang. Ngayon ikinonekta namin ang isang voltmeter na kahanay sa ilaw na bombilya upang suriin kung ang ilaw na bombilya ay talagang may 1.5 V. Ang circuit na ipinapakita sa Figure 2 ay nakuha.

Figure 2

At pagkatapos ay lumalabas na ang voltmeter ay nagpapakita, halimbawa, 1 V. Saan ginugol ang 0.5 V (na ang pagkakaiba sa pagitan ng 1.5 V at 1 V)?

Ang katotohanan ay ang anumang tunay na suplay ng kuryente ay may panloob na pagtutol (na tinutukoy ng titik r). Sa maraming mga kaso, binabawasan nito ang mga katangian ng mga suplay ng kuryente, ngunit imposibleng gumawa ng isang suplay ng kuryente nang walang panloob na pagtutol sa lahat. Samakatuwid, ang aming baterya ay maaaring isipin bilang isang perpektong mapagkukunan ng kapangyarihan at isang risistor na ang paglaban ay tumutugma sa panloob na paglaban ng baterya (Larawan 3).

Larawan 3

Kaya, ang EMF sa halimbawang ito ay 1.5 V, ang power supply boltahe ay 1 V, at ang 0.5 V na pagkakaiba ay nawala sa pamamagitan ng panloob na pagtutol pinagkukunan ng lakas.

EMF ay ang maximum na bilang ng mga volts na maibibigay ng power supply sa circuit. Ito ay isang palaging halaga para sa isang mahusay na supply ng kuryente. PERO boltahe ng suplay ng kuryente depende sa kung ano ang konektado dito. ( Dito ay pinag-uusapan lamang natin ang mga uri ng pinagkukunan ng pagkain na pinag-aaralan bilang bahagi ng kurikulum ng paaralan.).

Sa aming halimbawa, isang bombilya na may paglaban R at ang risistor ay konektado sa serye, kaya ang kasalukuyang sa circuit ay matatagpuan sa pamamagitan ng formula

At pagkatapos ay ang boltahe sa bombilya ay

Lumalabas kaysa sa mas lumalaban mga bombilya, mas maraming volts ang mayroon ito, at mas kaunting volts ang nasasayang sa baterya. Nalalapat ito hindi lamang sa mga bombilya at baterya, kundi pati na rin sa anumang circuit na binubuo ng pinagmumulan ng kuryente at isang load. Kung mas malaki ang paglaban sa pagkarga, mas maliit ang pagkakaiba sa pagitan Boltahe at EMF. Kung ang paglaban ng pagkarga ay napakalaki, kung gayon Boltahe halos pantay EMF. Ang paglaban ng voltmeter ay palaging napakalaki, kaya sa circuit sa Figure 1 ito ay nagpakita ng isang halaga ng 1.5 V.

Ang pag-unawa sa kahulugan ng EMF ay nahahadlangan ng katotohanan na sa pang-araw-araw na buhay ay halos hindi natin ginagamit ang terminong ito. Sinasabi namin sa tindahan, "Bigyan mo ako ng 1.5 volt na baterya," kapag tama na sabihing, "Bigyan mo ako ng 1.5 volt na baterya." Pero nangyari lang...