Постоянный ток. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Постоянный ток - электрический ток, плотность к-рого

не зависит от времени. Микроскопич. природа П. т. состоит в направленном перемещении дискретных заряж. частиц, но макроскопически он может рассматриваться как непрерывный процесс, аналогичный течению жидкости или газа. Чаще всего П. т. обусловлен движением зарядов в токопроводящих средах. Стационарный поток заряж. частиц в пустоте также представляет собой П. т.

Закон сохранения электрич. заряда диктует для П. т. условие

= 0. Это практически всегда (исключая умозрит. примеры экзотич. топологий) ведёт к замкнутости линий плотности П. т. (часто их наз. просто линиями тока). Тогда замкнутой оказывается и цепь в целом. В силу того же закона каждое разветвление цепи подчинено Кирхгофа правилам .В обычных условиях вектор

. пропорционален напряжённости электрич. поля

, а сила тока / в конечном проводнике - приложенному напряжению U (Ома закон). Ири сильных полях эта линейная зависимость может нарушаться, соответственно говорят о нелинейных явлениях в электрич. цепях.

Протекание П. т. сопровождается выделением джоуле-ва тепла в проводнике (джоулевы потери ).Тепловая мощность тока Q определяется Джоуля - Ленца законом,(R - сопротивление проводника). Для компенсации этих энергетич. потерь в цепь П. т. включается источник электродвижущей силы, (эдс). Компенсация достигается за счёт механич., тепловой энергии (генераторы тока, магнитогидродинамические генераторы), энергии хим. реакций (хим. источники тока), тепловой диффузии носителей тока (см. Термоэдс ),фотоэффекта (солнечные батареи)и т. д. Только при наличии сверхпроводимости (Л = 0) П. т. могут циркулировать по цепям без указанной компенсации.

Согласно Максвелла уравнениям ,проводник с П. т. создаёт вокруг себя магн. поле. В частном случае протяжённых линейных проводников это поле вычисляется по Био - Савара закону. Магн. поле тока можно значительно сконцентрировать и усилить, если свить линейный проводник в спираль (соленоид ).Замкнутый на себя тороидальный соленоид с П. т. не создаёт внеш. магн. поля, но обладает т. н. анапольным моментом, (см. Анаполъ).

П. т. широко применяется для электролиза в хим. пром-сти и металлургии, на транспорте (тяговые электродвигатели). Источники П. т. используются в прецизионных измерит. приборах, для питания малошумящей электронной аппаратуры, бытовых радиоприёмников и т. д. В энергетике линии электропередач на П. т. имеют ряд преимуществ перед традиционным, поскольку менее подвержены разл. рода потерям. Из-за неудобства трансформации напряжений П. т. они пока не получили достаточно широкого распространения, хотя представляются перспективными.

Литература по постоянному току

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.