Введение. Электрический ток есть упорядоченное движение зарядов.Эти заряды в учениях о токах называются носителями тока

Электрический ток есть упорядоченное движение зарядов. Эти заряды в учениях о токах называются носителями тока. В металлах и полупроводниках носителями тока являются электроны, в электролитах и ионизованных газах – положительные и отрицательные ионы.

Одним из главных способов возбуждения электрического тока в телах является создание и поддержание в них электрического поля. Как показывает опыт, для многих тел (например, металлов) в широких пределах плотность электрического тока j пропорциональна напряженности электрического поля Е. Это – один из важнейших, хотя и не фундаментальных, законов электродинамики. Он называется законом Ома (1787-1854). Математически закон Ома выражается формулой:

(1)

где λ - постоянная для данного материала величина, называемая его удельной проводимостью или электропроводностью. Она зависит от физического состояния тела (температуры, давления и пр.).

Строго говоря, закон Ома справедлив лишь для физически однородных тел. Величина, обратная электропроводности, называется удельным сопротивлением материала:

(2)

Рассмотрим случай, когда электрические токи текут вдоль тонких проводов (проволок). Направление тока будет совпадать с направлением оси провода. Через поперечное сечение S провода вединицу времени проходит количества электричества

(3)

называемое силой тока и просто током. Если ток постоянен, то из-за сохранения заряда величина I будет одна и та же вдоль всего провода.

Пусть и – потенциалы концов 1 и 2 провода длиной

(4)

(5)

Величина, определяемая формулой (5), называется электрическим сопротивлением или просто сопротивлением провода. Формула (4) выражает закон Ома для участка цепи в интегральной форме, в отличие о формулы (1) выражающей этот же закон в дифференциальной форме.

Сопротивление проводника можно измерить двумя способами:

1. Измерение сопротивления по методу с точным измерением тока (основным измерительным прибором является амперметр).

2. Измерение сопротивления с точным измерением напряжения.

При измерении по первому методу используется схема №1, по второму схема №2.

При работе с данной схемой воспользуемся следующими формулами:

Где - общее сопротивление, - внутреннее сопротивление амперметра, U – показания вольтметра, I – показания амперметра.

Рассмотрим теперь схему 2:

Где - общее сопротивление, - внутреннее сопротивление амперметра, U – показания вольтметра, I – показания амперметра.

Точность расчетов по этим схемам определяется точностью амперметра и вольтметра.

Теперь если мы в качестве сопротивления возьмем проводник длинной , поперечным сечением S, то, зная R, сможем определить удельное сопротивление:

(6)