Stały prąd elektryczny
1. Natężenie prądu
2. Wektor gęstości prądu
,
wektor ten nakierowany jest w kierunku ruchu ładunków dodatnich,
- powierzchnia prostopadła do j
gdzie:
- ilość elektronów przewodzenia w jednostce objętości,
- średnia szybkość uporządkowanego ruchu elektronów
3. Prawo Ohma dla części obwodu
gdzie:
I - natężenie prądu,
U - różnica potencjałów,
R - opór elektryczny.
4. Prawo Ohma w postaci różniczkowej
gdzie:
γ - przewodnictwo właściwe,
ρ - opór właściwy.
5. Prawo Joule'a-Lenza w postaci różniczkowej
gdzie:
w - gęstość mocy cieplnej
6. Prawo Wiedemanna-Franza
gdzie:
κ - współczynnik przewodnictwa cieplnego,
T- temperatura bezwzględna,
k - stała Boltzmanna,
e - ładunek elektronu.
7. Zależność oporu właściwego ρ przewodnictwa od temperatury
gdzie:
α - temperaturowy współczynnik oporu.
8. Prawo Ohma w formie całkowitej dla obwodu całkowitego
gdzie:
R - opór zewnętrzny,
r - opór wewnętrzny źródła prądu o sile elektromotorycznej E.
9. Prawo Joule'a -Lenza w formie całkowej
10. I prawo Kirchhoffa
Algebraiczna suma natężeń prądów schodzących się w węźle wynosi 0. Prądy wpływające do węzła przyjęto są za dodatnie, natomiast wypływające z węzła z ujemne.
11. II prawo Kirchhoffa
Suma algebraiczna iloczynów natężeń prądów przez opory
w zamkniętym konturze, wybranym w sposób dowolny ze złożonego obwodu, równa się algebraicznej sumie pojawiających się w tym konturze sił elektromotorycznych
Przy rozwiązywaniu zadań obiera się jaki tylko chcemy kierunek obchodzenia obwodu (na przykład zgodnie z ruchem wskazówek zegarka). Dla wszelkich elementów obwodu obiera się dowolnie kierunki prądów. Te prądy. gdzie kierunek zgadza się z kierunkiem obchodzenia obwodu, uważamy za dodatnie. Natomiast prądy płynące przeciwnie - za ujemne.
Siły elektromotoryczne uważa się za dodatnie, jeśli produkują one prądy zgodne z kierunkiem obejścia.
Jeśli w wyniku uzyskuje się rozwiązanie ujemne na wartość natężenia prądu znaczy to, iż rzeczywisty kierunek prądu jest przeciwny do kierunku uprzednio wybranego.
12. I prawo elektrolizy (Pierwsze prawo Faraday'a)
gdzie:
M - masa substancji wydzielonej na elektrodzie,
k - równoważnik elektrochemiczny substancji,
q - ładunek, który płynął przez elektrolit.
13. II prawo elektrolizy (drugie prawo Faraday'a)
gdzie:
A - masa atomowa,
Z - wartościowość wydzielonego pierwiastka,
F - stała Faraday'a
14. Różnica potencjałów w zjawisku Halla
gdzie:
B - indukcja pola magnetycznego,
I - natężenie prądu,
d - wymiar liniowy próbki w kierunku wektora B,
R - stała Halla.
15. Kontaktowa różnica potencjałów na granicy dwóch metali 1 oraz 2
,
gdzie:
- praca wyjścia swobodnych elektronów z metali,
k - stała Boltzmanna,
- stężenia elektronów przewodnictwa w metalach.
16. Siła termoelektryczna
,
gdzie:
- różnica temperatur złącz,
α - współczynnik, który uzależniony jest od typu stykających się metali.
17. Wzór Peltiera
gdzie:
Q - ilość ciepła wydzielona w złączu w wyniku zjawisku Peltiera,
q - ładunek, który płynął przez złącze,
P - współczynnik proporcjonalności (współczynnik Peltiera).
18. Liczba par jonów, które rekombinują w jednostce czasu, w jednostce objętości gazu
gdzie:
r - współczynnik rekombinacji,
n - liczba par jonów które są w jednostce objętości gazu.
19. Wzór Richardsona
,
gdzie:
- gęstość prądu nasycenia w zjawisku emisji termoelektrycznej,
B - stała uniwersalna
gdzie:
A - praca wyjścia elektronu z metalu,
k - stała Boltzmanna,
T - temperatura bezwzględna metalu.