-欧姆定律焦耳-楞次定律-公开课件（讲义）.pptVIP

§10-3 欧姆定律 焦耳-楞次定律 1. 欧姆（G.S.Ohm)定律 理论上可以证明电流密度和电场强度的关系为 上式称为欧姆定律的微分形式， ? 叫做电导率。 设自由电子的平均漂移速为 ，导体内某点处单位体积内的自由电子数为n，则电流密度 欧 姆 取一段细长的均匀载流导线AB，长为l，横截面积为S，这段导线上不存在非静电力。 其中 是这段导线的电阻。 上式又可写成 欧姆定律：导体两端的电势差与通过导体的电流成正比。 欧姆（G.S.Ohm)定律 电导 电导的单位：西门子（S） 电阻率 电阻率的单位：??m 欧姆（G.S.Ohm)定律 电阻基准 2. 焦耳-楞次定律 焦耳热：电流通过导体时放出的热量叫做焦耳热。 焦耳热的成因：自由电子在电场作用下，因电场力对电子做功，经过一段自由程后，将获得定向动能，这部分能量在电子与晶格相碰撞的过程中不断地传给金属的晶格，使晶格的热运动加剧而温度升高，从而以焦耳热的形式散布出来。 焦耳-楞次定律 楞次 焦耳 热功率密度：单位时间、单位体积内的焦耳热。 单位时间内电场力对一个自由电子做功 设单位体积内有 n 个自由电子，则单位时间内的总功 由 和 上式称为焦耳-楞次定律的微分形式，表明焦耳热的热功率密度与场强平方成正比，也与电导率成正比。 焦耳-楞次定律 焦耳-楞次定律 电流的功率为 在t 时间内电流的功也即导体放出的热量为 把焦耳-楞次定律应用于一段导线，其体积为Sl，在 t 时间内，电场的焦耳热为 焦耳-楞次定律 根据欧姆定律，导体发热可写为 上式就是焦耳-楞次定律的表达式，是焦耳、楞次各自独立地从实验中发现的。 焦耳-楞次定律 例题10-１ 一铜质导线的截面积为3?10-6m2，-其中通有电流10A。试估算导线中自由电子平均漂移速率的数量级。 解： 设每个铜原子有一个自由电子，那么铜线内单位体积中的自由电子数为n=NAρ/M，式中NA是阿伏加德罗常数，M是铜的摩尔质量，而ρ是铜的密度，即 欧姆（G.S.Ohm)定律 自由电子的定向漂移速度为 欧姆（G.S.Ohm)定律 虽然自由电子的平均漂移速度远小于热运动的平均速度，但是电键一接通，以光速传播的电场就迅速地在导线中建立起来，驱使所有的自由电子作定向漂移，因此导线中的电流几乎同时产生。 欧姆（G.S.Ohm)定律