Учебник - Основы теории электричества (1238774), страница 41
Текст из файла (страница 41)
сггп д ьоулево тепло, выл<.!ясмое т(жом 1 каждом эси:мен)( обь< чл и)нцкд«пкз, равно Г!(Чи<. рибот снл электри(еского ноля и сил, сторонних в этом элсмситс объема. Как укап>вцло< >, н цачз,<н 4 38, об!цая работа кулон<еых сил стациозарного полн пост<пи(ных тою>н лодж<и равняться нулн), ибо, в противном лучас, энгр!.Ия з)ого полн уменьшалась бы и оно не м(нлп бы быть стационариых<. Стало бы .ь.
Пбпас ко.!и !(<пво джоулсиз тепла, выделнюшсгося зо всей цепи тока, должно рзннягьси рзбо)< с)орониих э. л, с. И. Зсйс)вительно, примшпп( (3<).! ) <,о в< сй,шипе псрцзвстклеипо(о замкну;ого проводника и прииян ио внимаиис, ч!о н иоле постоянных токов Е обладает потенциалом. Полу. шм иа основании (38.7): 7Ю«:с) р (39.7) (то являс)ся мз1<'з!Н1«'и'гю)й <()орму.п!ровк( й выскц)янноГО тОлькО что положсиия. 3. (тобы получить прсдстзилсиис и г!ревращеиичх энергии в цепи тока, предположим, что все с горонпие э.
д. с. сосрсдоточспы в одном из участков а 1 этой цепи ). Сгало быть, работа этих . л. с, буде. сонер(паться лишь н этом участке и, т(жда как выделение )епла Г>узс(ст происходить во всех участках пепи. Так как общее количество выделяемой теплоты з) равно работе э.
д. с., со<)к.ш!о нчшых ио у<л<шию в )чш"!к( а, го с энергетичс- СКОЙ ТОЧКИ ЗРЕНИИ РО,П, ЭДСК)Р>Р<ЕСКОГП )ОКЗ СШ)'1Н(с'5 Ь !КР(НОСУ О)ДЗНЗСМай СТОРОННИМИ СИЛЯМИ ЭНСРГИИ П О) и ТСНИ ! Услс(КИ ЦЕПИ. Пусть, нзпрнч< р. мы и(<ы м лс'10 (' 1!срязнгтпл(нн1вм замкнутым киззилин(йнь(м проводником, Грипп!(цми )П1зс>< Он и и ! КотороГо являк)тся точки ! и 2 (рис.
40), и г(с!ь сосрсдот):сина>1 я у:асскс а э. д. с. Ф"" ') Меж<со «ре« сэьюь ссбе, на«рачер, сс ь:с с у«с()<с цепь ь»люэе«а«кум>э«сор пл« динамо п,«то«а«ос.о <оьа. ) Для про«соты шс <с,<ь.псссяссс'м пуле<с <сверясь лишь ьзюоте Лжо)ля, преп<бросая теплотами Пелыье «1'о<ко»» ицнравл(на ог ! к 4> Р=$Е, Р((в= ~Е,"Р((и=ю "Р>0, 1 тзк что. сшласно (38.5), !!).= Р( — Рз+ (~веп= ~о' — (4),— Р,), где Г!» сеть сопротивление участка а. Так как, с другой стороиы, согласно (38.7), Е=!(Я. + !)ь) =т"'=ж.', .<О <Р -<Р>=8'" — И =ЛЬ=д >() ).
))в+ )Ь Во «внешнем» участке Ь действуют ли(нь кулоновы силы электрического поля, так что полспкительные заряды булут стекать по Ь от большего потеипиала чс к мсныпему потенциалу <р!. Это должно Г>ыло бы повести к выравниванию н>тспциалов и прекра!ц< нию тока, если бы нз участке а не действовали сторонние э. д. с., которые гонят положительные зарялы по участку а от ! к 2, т. е. от мсныпего потенциала к большему, против действуннцих в этом участке кулоновых сил электростатического ноля.
Так как, согласно последнему уравнению, )Г',7!', <! — йч, то зарялы эти действительно булут двигаться по и «против» разности потенциалов <)э — <)ч и по направленик> э. л. с. Р«е. 41 Рис. 4О Итак, э. д. с. непрерывно «нагнетает» заряды по а от ! к 2, откуда оии огшть стекают по Ь к ! и т. д Работа кулоиовых сил электрического поля в участке а будет отрицательной, в участке Ь положительной, в сумме же равна иулн> (кзк при всяком лвижеиии зарядов в потенциальном поле по замкнутому пути). Работа же сторонних э. д.
с. (Положительная) булет совершаться лишь иа участке а. При этом в участке п будет выделяться ') Таким образом, разность потенциалов на «овцах участка цепи, к которому приложена сторонняя э. д. е., всюбше говоря, меньше этой енлы и может считаться равной ей лишь в том случае, если сопротивление И этого участка исчезаюше мало по сравнению е «внешним» еопретпвленпем )<с». Точны же равенство величин <Г» — ос а (Гр» осушеетвляетея в том случае, если цепь разомкпута (П»= о). Ф зэ! ИРЕВРЛИИИ<И5! >пп<РГИИ в ц1'1<И ТОКА !5! количество тепло>ы, эквивалентное алгебраической гумме иолонъительной работы э.
д. с. и отрицат<льной рабо<ы сил поля; изб>ыток >ке работы э. л. г. иад количеством этой теплоты будет выделяться таком в участке 1>. 4, !'ассмотрим, наконец, случай, когда в цепи тока имеется не один, з двз уча" < кз а и и', в которых приложены сторонние э. д. с з '„" и я'„"., ияправлспныг противоположно друг яру<у. Гели )г'„," - >г,",>г, то г и. Г>уд<.г вз> рзв.>си >з). кзк укззаио пз рис 4! Н учасгкг и направление >ока буде> совпадать с направлением з.
д. с, т".~,'г, которая будгг, следовзг<льно, совершать полпэгагг>сира> роботу 3 с', Р, тогда кзк э. д, с. )Р'„ч' будет совершать о>1>н<(агельи<1н) работу 1Ф,",Р; наконец, в цепи тока буде< выделяться К<=11!.=т (с>' Р— ~РР) <51ииин теплот! 1 в < дпииць ар<мгпи. ! яким образом, работа '>. д. <ъ в \ч<ц гк< а будет ид>и.
Ио и<явь>х, на выделенно теплоты и, во-вторых, на пр<одоленис сопротивления, окз>ь<ваемого т<жу э.д. с. 0';,'", в участке а', в нем, >аким образом, ток будет совершат> положительную работу 1У'„'"". Другими словами, в цепи бущг происходить игрено< энергии от и к а' с потерями Г> иа тепло. 1зк будет ИГктоягь дело, например. в том глуча<'. если в а будет вкл>очеи дшимо- и.п< гальвани искпй эл<л<евт, и в и' электромотор (врзшеиис ко>орого сопроиождзсгги появлением з д. с. Ицдукпин, направленных прогна тока, гм. главу ъ'!) или заряжаемый током аккумулятор.
5. Закончим нггш>лькнми ззм<чаииямп об>пего хзрактгра о так называомьгь лоигнкп<мх э. л, г. ->ти «гтор<пшиет э. д. г. возпикзют в погрзпичнол< слое м< ж,<у соп(шкзгз<ощпмигя проводниками различного химического согтзиз; вели <ип> иъ Яви<о<1 о> хпмич<ской природы соприкшзю>цихси ПРОВОЦНПШР> (З 1;>Кж< Ь ДРУ<ИХ фи>ИЧСГЬИХ ЪсГЛОВИй, ШИРИ<И Р ГСЧПЕРЯтУРЫ!. ио н<' Р> формы и р»змгра проводников. Толщииз слоя. в котором действуют э>и к<ш>»кгныг э л.
с.. столь ма.>з. что г дог<а>очной с<<не<и,н> точности можно считать пх гогр<до>очгиными иа поверхности соприкосновения пооводникон. ((<Миг;о<, 1<о гопротивл<.п<к 1))<т, испьггывасмос т<и<оъ< при прохождении ч<ргз б<гкоигчио т<шкью <ювгрхност> сш>рнкос<пик пня проводников 1 и ", равно пулю, полу шм из (Ж5! >шя двух съи>жных >очек. лежащих по разным гторонзъ< позер>пн>гтп сопрпкоснов<ния: Е12 <Рэ Р! Стало быть, кои>витии>< э.
д. с. Ио,шсрживас> между проводниками 1 и 2 рзпнук) гй конгзктнук> разиогть (или скачок) потенциалов р> — <(1'), Рклп пз н«кольких посл< лова>сльно щ>сдиненных проводников (1, 2,,"> и т. д.) рз:<личной химической природы составить ззмкнуту<о пгпь, то на кпждой поверхности пъ соирнкскповення (1, 2), (2, 3) и т. д. будут действовать контактные э. д. г. Ф<тт, эгх)<' и Т.
д. Сила тока в цгпн, согласно второму закону Кирхго$а (3(55й, буд< 1 определяться суммой этих э. д. с. (ъзк известно, всг провод>шки могут быть подразделены на два класса. ((роводппки первом) класси, к которым относя<си вс<' металлы, обладакп тем свойг>вом, >то в .побой ш пи, составленной только из этих проводников. Ксл ълтстзт <слъмгчлы<, тт<л <лз к>л поттнцисзс оду<т<ослкссттся су<исс>восснитм Рс грс иске Ра чв.<с чросщ<пи<ос л<ч<йнсго элтктричссксгс слоя (4 14) .
Олнслч самое су<цестковсиит хвойно<с слоя изтлмимгсю всзитсг с<чровних снз, чпи <укугствии которых двойной слой супгсстсомпь нт можс<: Р>»пссопыгчжчмт тзрялм <ТР ласжкм с<к>винить«я з нзссчво веял Рсли)чнс ~ мя алгебраическая сумма контактных э. д. с. всегда равна нулю, если только все участки цепи находятся при одинаковой температуре '), Стало быть, ток в подобной замкнутой цепи при отсутствии э д, с, нного происхождения (например, термоэлектрических) возникнуть не может. Нз этого следует, в частности, что контактные э. д. с.
между любыми тремя проводниками первого класса связаны соотношением с стР слстР+ с с>Р ибо, образовав из этих проводников замкнутую цепь, мы должны получить ~ЯР+ 8 эсзтР+ <эзт>Р= От а с<<зг, очевидно, равно — эгъ<Р. Эти соотношения дак>т право при изучении токов в цепи металлических проводников не принимать во внимание контактные э, д. с. между ними, Если же, однако, в цепь входят проводники второго класса, к которым в первую очередь относятся электролиты, то сумма контактных э.
д. с., вообще говоря, будет отлична от нуля, и в цепи возникнет ток. На этом свойстве проводника второго рода основано устройство гальванических элементов и аккумуляторов, ко~орые представляк>т собою совокупность последовательно соединенных проводников первого и второго рода. С энергетической точки зрения это различие проводников первого и второго рода сводится к тому, что при прохождении тока через цепь проводников перво<;о рода общая работа контактных э. д. с.
равна нули>, тогда как при наличии в цепи проводников второго рода работа эта, вообще говоря, отлична от нуля. Эта работа контактных э. д. с. совершается за счет химической энергии проводников второго рода, прохождение тока по которым всегда сопровождается химическими реакциями в них. Так, например, обыкновенный свинцовый аккумулятор состоит из двух погруженных в раствор серной кислоты свинцовых пластин, одна из которых покрыта слоем перекиси свинца РЬОт. При замыкании цепи, в которую вклк>чеи аккумулятор, контактные э.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
