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【普物】31章整理
2024-11-02

目录#

物理量#

I(电流):单位时间通过某截面的电荷量 标量 截屏2024-10-17 11.17.39 j(电流密度矢量):单位时间通过单位截面的电荷量 矢量 截屏2024-10-17 11.20.45 有时候简单模型(如下面欧姆定律微观形式的推导),我们有i=Aj△i = △A * j,其中jj为电流密度矢量,A△A为电流密度矢量在某截面上的面积。

电流连续方程#

截屏2024-10-17 11.21.45

欧姆定律#

截屏2024-10-17 11.24.44

微分电阻R#

截屏2024-10-17 11.23.51 G 电导 = 1/R 单位:西门子(S)

ρ 电阻率 / σ 电导率

二者和电阻的关系:截屏2024-10-17 11.25.58 电阻率:和材质、温度有关系 和温度关系:截屏2024-10-17 11.28.01

欧姆定律的两种形式#

1.微分形式#

截屏2024-10-17 11.29.04

2.积分形式#

截屏2024-10-17 11.29.11

电功和电功率#

截屏2024-10-17 11.31.25

焦耳定律#

截屏2024-10-17 11.31.33

欧姆定律的微观解释#

欧姆定律的微观解释:热运动、碰撞

  • 相关概念/物理量:
    • λ 平均自由程 mean free path
    • T 平均自由时间mean free time
    • vtv_t 平均热运动速度 mean thermal speed
    • u 平均漂移速度 mean drift speed
    • n 电子密度(单位体积) 补充关系:λ=vtTλ = v_t * T 平均漂移速度(u)的公式为什么除以二:近似为匀加速直线运动,刚开始撞到质子,所以v=0(实质是求平均思想) 上面的公式一个重要之处在于,指出了电导率和电子微观运动的关系!
  • 求drift speed:

Q:为什么开关一开灯就亮了?

电源内部欧姆定律#

概念:

  • Source (a Seat) and Electromotive Force[电源和非静电力(emf), 电动势Ɛ]
  • Terminal Voltage of a Seat[电源的路端电压]

路端电压:静电场把单位正电荷从正极移到负极所做功。

  • VS电动势 截屏2024-10-18 11.20.46 电池内部K>EK>E(模长)

电源内部的欧姆定律微观表达式 && 电动势计算:

含源电路欧姆定律:#

Voltmeter (伏特计) & Amperemeter (安培计)

  • 伏特计改装,串连一个大电阻,叫扩程电阻
  • 安培计改装,并连一个小电阻,叫分流电阻
  • 伏特表串联分压,安培表并联分流
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2024-11-02
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