Curentul electric stationar

Curentul electric stationar

12.1. Intensitatea curentului electric

In conductorii metalici purtatorii de sarcina sunt electronii.

In electroliti curentul electric consta in deplasarea ordonata a ionilor pozitivi si negativi.

In gazele ionizate purtatorii de sarcina pot fi ionii pozitivi   si electronii.

In semiconductori purtatorii de sarcina sunt: electroni si goluri.

            Curentul electric care apare datorita deplasarii purtatorilor de sarcina microscopici intr- 414j92e un mediu macroscopic considerat fix (solid, lichid sau gazos) se numeste curent electric de conductie.

Curentul electric produs ca rezultat al deplasarii unor corpuri macroscopice incarcate cu sarcina electrica poarta numele de curent electric de convectie.

In cele ce urmeaza ne vom referi numai la curentul electric de conductie.

            12.2. Densitatea de curent electric

            Sa consideram un conductor avand  N  purtatori de sarcina in unitatea de volum, fiecare incarcat cu sarcina  q.

Presupunem ca sub actiunea campului exterior aplicat toti purtatorii de sarcina se vor deplasa cu aceeasi viteza   pe directia campului, in acelasi sens cu campul pentru  semnul pozitiv al sarcinii q si in sens contrar pentru sarcina negativa.

Daca in intervalul de timp  t  prin suprafata trece sarcina  Q  atunci intensitatea este:

                                                            I =                                                            (12.1)

            Intensitatea curentului electric se masoara in amperi.

            Sa figuram in conductor un cilindru cu aria bazei  S, avand generatoarea egala cu v.t. In intervalul de timp  t  prin suprafata  S  vor trece toti purtatorii de sarcini care se gasesc initial in volumul acestui cilindru. Daca normala exterioara bazei cilindrului are vectorul unitar  , formand unghiul  cu directia vitezei, atunci aria unei sectiuni a cilindrului, perpendiculara pe directia vitezei, este S.cos  iar volumul cilindrului            v.t S.cos  =  

Sarcina electrica totala din interiorul cilindrului este:

                                                            Q = q N                                               (12.2)

iar intensitatea curentului:

                                                            I = q N                                                    (12.3)

Relatia (12.3) poate fi scrisa sub forma:

                                                            I =                                                            (12.4)

Unde:

                                                                                                                     (12.5)

se numeste densitate de curent.

Viteza   din relatiile de mai sus reprezinta viteza de miscare ordonata imprimata de campul electric, care se suprapune peste miscarea haotica de agitatia termica. In realitate purtatorii de sarcina au viteze diferite, astfel ca in locul vitezei    se poate introduce viteza medie  _m  si relatia (12.5) va lua forma:

                                                            _m                                                      (12.6)

Daca in mediul considerat exista mai multe tipuri de purtatori de sarcina, notand cu  n_i  numarul purtatorilor de tip  i  din unitatea de volum, avand sarcina  q  si viteza medie  v_i  atunci densitatea curentului total va fi:

                                                                                                                                                                                                                                                (12.7)  

INTREBARI

1.Purtatorii de sarcina din  conductori, electroliti, gaze ionizate, semiconductori sunt (enumerarea respecta enumerarea materialelor din acest enunt):

a)      electronii, electronii si ionii pozitivi, ionii pozitivi si negativi, electronii si golurile,

b)      electronii, ionii negativi si ionii pozitivi, electronii ionii pozitivi si negativi, electronii si golurile,

c)      electronii, ionii negativi si ionii pozitivi, electronii si ionii negativi, electronii si golurile,

d)      electronii si golurile, ionii negativi si ionii pozitivi, electronii ionii pozitivi si negativi, electronii ,

e)      electronii, ionii negativi si ionii pozitivi, electronii si ionii pozitivi , electronii si golurile.

2. Sa se precizeze exprimarile echivalente:

            a) cantitatea de caldura degajata la trecerea curentului electric printr-un conductor este proportionala cu patratul intensitatii curentului, cu rezistenta circuitului si cu timpul in care curentul strabate circuitul,

            b) cantitatea de caldura degajata la trecerea curentului electric printr-un conductor este invers proportionala cu patratul intensitatii curentului, cu rezistenta circuitului si cu timpul in care curentul strabate circuitul,

c) cantitatea de caldura degajata la trecerea curentului electric printr-un conductor este proportionala cu patratul intensitatii curentului, si invers proportionala cu rezistenta circuitului si cu timpul in care curentul strabate circuitul,

            d) cantitatea de caldura degajata la trecerea curentului electric printr-un conductor este proportionala cu rezistenta circuitului, cu timpul in care curentul strabate circuitul si invers proportionala cu patratul tensiunii,

            e) cantitatea de caldura degajata la trecerea curentului electric printr-un conductor este proportionala cu rezistenta circuitului, cu timpul in care curentul strabate circuitul si invers proportionala cu tensiunea.

            3.Expresia formei locale a legii lui Ohm este:

            a) j = l.R

b) j =

c) j =

            d)

                e) 

            4. Cum se poate exprima un curent stationar?

            a)  div  = 0

                b)  = 0 

            c) Curentul electric stationar se poate stabili numai in circuitele inchise.

            d) In cazul unui curent stationar liniile de curent sunt intotdeauna curbe inchise.

            e) div  =           

            5. Intensitatea curentului electric poate fi exprimata prin urmatoarele expresii sau formulari:

            a) Deplasarea ordonata a sarcinilor electrice,

            b)  I =                          

            c)  I = q N

            d)   I =

                e)   I =