8-恒定电流.ppt

电流强度是标量，所谓“电流的方向”是指电流的流向； 电流方向：正电荷定向运动的方向。 即：总是沿着电场方向，从高电势处指向低电势处。 [例2] 已知所示的电路中，电动势 ?1 = 3.0V、 ?2 = 1.0V ，内阻r1 = 0.5? 、 r2 = 1.0? ，电阻R1 = 10.0? 、R2 = 5.0? 、R3 = 4.5? 、R4 = 19.0? 。试求电路中电流的分布。 解： 随意假定各段电路中各支路电流的方向，如图 选择节点，由基尔霍夫第一定律，得 选择回路，写出相应的基尔霍夫第二方程组 对于ABCDEA回路，有 对于AEDCA回路，有 整理上述三个方程，得 解方程组，得 “+”说明与设定方向一致，“-”说明与设定方向相反 §4 电子发射和热电效应 一、逸出功和电子发射 金属表面 金属内部的电子不受力的作用而成为自由电子； 逸出功：金属表面层内的电子要从金属表面逸出，必须克服正离子合力的阻力所做的功。 金属表面层内的电子由于受到指向金属内部的合力的作用，阻止了电子从金属表面逸出。 逸出功的大小不但与金属材料有关，还与金属表面状态有关，绝大多数物质的逸出功的数量在1～6eV。 电子发射：为了使金属表面层内的电子能够从金属表面逸出，至少需要供给电子数量上等于逸出功的能量。 电子发射的类型：热电子发射、二次电子发射、场致发射、光电发射等。 热电子发射：当金属的温度达到1000 0C以上时，开始显著地有电子由金属中逸出的过程。 二次电子发射：靠电子流或离子流轰击金属表面而产生电子的过程。 场致发射：靠外加电场引起的电子发射的过程。 光致发射：光照射金属表面引起的电子发射的过程。 二、温差电效应 在两种不同导体或半导体组成的闭合回路中，当两个接点温度不同时，则在该回路中形成电流，即产生电动势（热电动势）的现象。 温差电动势由两部分组成：佩尔捷电动势和汤姆逊电动势 ------ 塞贝克效应（热电效应） 温差电动势： 佩尔捷电动势：是由于两种不同导体的自由电子密度不同而在接触处形成的电动势。 汤姆逊电动势：同一导体的两端因其温度不同而产生的一种热电势 1. 佩尔捷效应与佩尔捷电动势 佩尔捷效应：当外加电流通过两种不同金属A和B间的接触面时，会出现吸热或放热的现象。 ------ 接触电动势 佩尔捷电动势： 因两种金属的自由电子数密度不同，接触时自由电子会发生扩散，在接触面上形成的电动势 k：波尔兹曼常数； e：单位电荷电量； nAT、nBT：温度T时，导体A、B的电子密度。 2. 汤姆逊效应和汤姆逊电动势 汤姆逊效应：当外加电流通过一个两端有温度差的金属棒时，会出现吸热或放热的现象。 汤姆逊电动势： 因同一金属棒内温度不均匀会产生热扩散，其两端因其温度不同而在金属棒内形成的电动势 ?A：汤姆逊系数 3. 热电偶闭合回路的热电势（温差电动势） 热电偶：两种不同导体或半导体的组合 当热电偶给定后，温差电动势的大小由两个接头处的温度决定 灵敏度 热电势中，温差电势比接触电势小很多，可忽略不计 热电偶的总电势 实际应用中，热电势与温度之间关系是通过热电偶分度表来确定的。分度表是在参考端温度为0℃时，通过实验建立起来的热电势与工作端温度之间的数值对应关系，以供使用时查阅。 对于各种不同金属组成的热电偶，温度与热电势之间有着不同的函数关系。 对于已选定的热电偶，当参考端温度T0恒定时，有 热电偶的热电动势就只与温度T成单值函数关系，即 第三章 恒定电流 基本内容 1. 电流及其导电规律 2. 电源及其电动势 3. 基尔霍夫定律 4. 电子发射和热电效应 电流：大量带电粒子的定向运动 §1 电流及其导电规律 形成电流的带电粒子统称为载流子 一、电流和电流密度 传导电流形成的条件： 导体内必须有可以移动的载流子 导体两端存在电场 1. 电流 电流强度：单位时间内通过某截面的电量 或 讨论 电流强度I是对任意截面而言的；只表明单位时间通过该截面的总电荷量。 大小：通过垂直于载流子运动方向的单位面积的电流强度 2. 电流密度矢量 方向：该点处正载流子运动方向，即该点场强的方向 讨论 （1）电流强度与电流密度的关系 通过导体中任一有限截面S的电流强度为 （2）电流场与电流线 导体中用电流密度来描述电流的分布。由于在导体中各点 j 有不同的数值和方向，这就构成了个矢量场，即电流密度场，简称电流场； 电流场的分布可以用电流线来形象描述； 电流线满足两个规定； 恒定电流：指电流场不随时间变化，即电流场中每一点的电流密度j的大小和方向不随时间变化。 电流强度I就是通过某一面积的电流密度的通量 （3）电流的连续性方程 在导体中任取一个闭合