ЭНЕРГИЯ, СОХРАНЕНИЕ, ОБРАЗНЫЕ ЗАКОНЫ ТОКА

ЭНЕРГИЯ, СОХРАНЕНИЕ, ОБРАЗНЫЕ ЗАКОНЫ ТОКА
Механика: кинетическая энергия, второй з-н Ньютона – з-н сохранения.
Работа.
Потенциальная энергия – полный закон cохранения в механике.
Силы трения – рассеяние энергии – диссипативные силы.
Закон сохранения заряда. Заряды положительные и отрицательные.
Макроскопические тела состоят из атомов. Атомы нейтральные!
Чтобы наблюдать взаимодействие зарядов - заряды нужно разделить!
Электростатические машины и конденсаторы.
Ток - направленный поток зарядов. Аналог – поток жидкости. Первые
опыты – разряд конденсатора. Чтобы жидкость начала течь, нужна разность
уровней жидкости. Разделяя заряды, которые притягиваются друг к другу (зн Кулона), нужно совершить некоторую работу. Эта работа внешних сил,
внешнего воздействия по отношению к зарядам. В результате можно описать
систему разделенных зарядов как систему, обладающую потенциальной
энергией – потенциальная энергия, отнесенная к единице заряда – V –
разность потенциалов.
Ток - направленный поток зарядов. Сила тока – количество зарядов,
проходящих через сечение проводника (I). Как в жидкости – чем больше
перепад уровней, тем быстрее течет жидкость. Аналог: чем больше разность
потенциалов, тем больше ток, т.е. I ~ V или V = IR, где R – характеристика
процесса препятствующего направленному движению зарядов –
характеристика рассеяния энергии, диссипативного процесса. R –
сопротивление проводника.
На этом «языке» вольтов столб – постоянная машина разделения
зарядов, т.е. постоянно совершающая работу. В данном случае работа
совершается за счет неэлектростатических, возможно, химических
процессов. Именно эти процессы приводят к разделению зарядов, создавая
напряжение на контактах источника - разность потенциалов в электрической
сети. Так работают современные батарейки. Востанавливемые источники
напряжения
аккумуляторы.
Проблема
создания
легких,
емких
аккумуляторов! Характеристику создаваемого источником напряжения
традиционно называют – электродвижущей силой источника (ЭДС).
Если в какой-то точке линейный проводник разделяется на два (три и
т.д.), то число зарядов в единицу времени в базовом проводнике, исходя из
закона сохранения заряда, равно сумме числа зарядов в единицу времени,
протекающих в проводниках, на которые разделяется базовый проводник.
Т.е. I0 = i1 + i2 + … Справедливо и обратное утверждение:
Σ ik = I0
Продолжая такие рассуждения, можно показать, что напряжение на
параллельных участках замкнутой электрической цепи равны. Так
обосновываются правила Кирхгофа для электрической цепи.
Фарадей, открыв з-н электромагнитной индукции, открыл новый,
электродинамический способ получения ЭДС.