prawo Ohma
Stosunek różnicy potencjałów między końcami przewodnika do natężenia płynącego prądu jest stały. Tę stałą wartość nazywamy oporem elektrycznym przewodnika, czyli V = IR, gdzie V jest różnicą potencjałów wyrażoną w woltach, I natężeniem prądu w amperach, a R oporem w omach.
Prąd elektryczny - uporządkowany (skierowany) ruch ładunków elektrycznych.
Nośnikami prądu elektrycznego mogą być elektrony, jony bądź dziury, czyli puste miejsca po elektronach. W metalach swobodnie przemieszczają się jedynie elektrony, dlatego prąd elektryczny w metalach jest ruchem elektronów przewodnictwa. W półprzewodnikach nośnikami prądu są elektrony i dziury. W rozrzedzonych gazach nośnikami ładunku elektrycznego są elektrony i jony.
Natężenie prądu elektrycznego I definiuje się jako stosunek ładunku elektrycznego q, który przepływa przez poprzeczny przekrój przewodnika, do czasu t przepływu tego ładunku:
Jednostką natężenia prądu elektrycznego w układzie SI jest amper [A]. Bardzo często używa się tego wyrażenia zamiennie z natężeniem prądu.
Natężenie prądu I można wyrazić też przez liczbę ładunków przepływających przez powierzchnię S, mających prędkość v
I = qnvS
gdzie: n - koncentracja nośników prądu wyrażona przez ich liczbę na jednostkę objętości (poruszających się w tym samym kierunku), q - ładunek każdego z nośników, v - składowe prędkości nośników w kierunku prostopadłym do powierzchni S, przez którą płynie prąd o natężeniu I.
Pierwsze prawo Kirchhoffa prawo dotyczące przepływu prądu w rozgałęzieniach obwodu elektrycznego, sformułowane w 1845 roku przez Gustawa Kirchhoffa. Prawo to wynika z zasady zachowania ładunku. Wraz z drugim prawem Kirchhoffa umożliwia określenie przepływajacych prądów w obwodach elektrycznych.
Prawo to brzmi: suma algebraiczna wszystkich natężeń prądów dopływajacych do rozgałęzienia jest równa zeru.
Bilansów prądów w węźle obwodu elektrycznego prądu stałego
Dla każdego węzła obwodu elektrycznego suma algebraiczna wartości chwilowych prądów jest równa zeru.
∑ |
Iα = 0 |
α = 1,2,... |
|
Przyjmuje się konwencję, że prądy zwrócone do węzła mają znak (+), zaś prądy ze zwrotem od węzła mają znak (-), np.:
I1 + I2 + I3 − I4 − I5 − I6 = 0
[Edytuj]
Zasada bilansu prądów
Dla każdego węzła obwodu elektrycznego suma prądów dopływających do węzła jest równa sumie prądów odpływających od węzła, np.:
I1 + I2 + I3 = I4 + I5 + I6
Drugie prawo Kirchhoffa - zwane również Prawem napięciowym, dotyczy bilansu napięć w zamkniętym obwodzie elektrycznym.
Treść prawa:
Suma wartości chwilowych sił elektromotorycznych występujących w obwodzie zamkniętym równa jest sumie wartości chwilowych napięć elektrycznych na elementach pasywnych tego obwodu:
∑ |
ek = |
∑ |
ul |
k |
|
l |
|
Gdzie ek to wartość chwilowa sem k-tego źródła; ul - napięcie na l-tym elemencie oczka.
Prawo to występuje również w prostszej wersji:
Suma napięć źródłowych w dowolnym obwodzie zamkniętym prądu stałego równa jest sumie napięć na odbiornikach.
Przewodnik elektryczny substancja, która dobrze przewodzi prąd elektryczny a przewodzenie prądu ma charakter elektronowy.
Ciepło właściwe to energia potrzebna do podniesienia temperatury jednej jednostki masy ciała o jedną jednostkę temperatury.
W układzie SI ciepło właściwe podaje się w dżulach na kilogram razy kelwin (J/(kg*K)).
Ciepło właściwe (c) wprowadza się jako współczynnik proporcjonalności w prawie fizycznym mówiącym, że:
Zmiana energii wewnętrznej (ΔU) ciała jest proporcjonalna do masy ciała (m) i zmiany temperatury (Δt).
Prawo to jest prawem doświadczalnym i spełnione jest z pewnym przybliżeniem oraz pod warunkiem, że ciało nie zmienia stanu skupienia lub fazy.
Ciepło właściwe ciał stałych i cieczy jest niezmienną cechą zależną tylko od struktury chemicznej tych ciał i nie zależy od ich kształtu i rozmiarów. Ciepło właściwe większości substancji zmienia się jednak nieznacznie ze zmianami temperatury nawet w obrębie jednego stanu skupienia.
W przypadku gazów ciepło właściwe zależy od rodzaju przemiany gazu, dlatego dla gazów wprowadzono pojęcie ciepła właściwego przy stałym ciśnieniu (cp) i przy stałej objętości (cv), które podobnie jak ciepło właściwe ciał stałych i cieczy jest już wartością stałą dla określonych substancji gazowych. Cp i Cv używa się w obliczeniach zależnie od tego, czy dana przemiana zachodzi przy stałym ciśnieniu czy przy stałej objętości gazu.
W przypadku ciał stałych ciepło właściwe w niskich temperaturach zależy od trzeciej potęgi temperatury a w temperaturach wyższych jest stałe, ta zależność może być wyprowadzona zmodelu Debye'a. Piewszym historycznie modelem był model Einsteina.