推导出视电阻率微分形式公式
时间: 2023-09-09 19:04:25 浏览: 540
### 回答1:
电阻率 $\rho$ 是电阻 $R$、导体长度 $L$ 和导体截面积 $A$ 之间的比值,即 $\rho = \frac{RA}{L}$。对该式两边同时取微分,得到:
$$\frac{d\rho}{dt} = \frac{d}{dt}(\frac{RA}{L})$$
应用乘法法则和商法则,可以得到:
$$\frac{d\rho}{dt} = \frac{d(\frac{R}{L})}{dt}A + \frac{d(\frac{A}{L})}{dt}R$$
如果假定导体截面积 $A$ 是恒定的,那么第二项为零。对于大多数材料,电阻率 $\rho$ 与温度 $T$ 有关。因此,可以将上式写成:
$$\frac{d\rho}{dT} = \frac{d(\frac{R}{L})}{dT}A$$
根据欧姆定律,$R=\rho\frac{L}{A}$,因此可以得到:
$$\frac{d(\frac{R}{L})}{dT} = \frac{1}{L}\frac{d}{dT}(\frac{\rho L}{A}) = \frac{1}{L}(\frac{d\rho}{dT} - \frac{\rho}{A}\frac{dA}{dT})$$
将其代入前面的公式中,得到:
$$\frac{d\rho}{dT} = \frac{1}{L}(\frac{d\rho}{dT} - \frac{\rho}{A}\frac{dA}{dT})A$$
化简可得:
$$\frac{d\rho}{dT} = \frac{\rho}{AL}\frac{dA}{dT}$$
这就是视电阻率的微分形式公式。
### 回答2:
要推导出视电阻率的微分形式公式,首先需要了解视电阻率的定义和表示方式。
视电阻率是指在电路中通过的电流和电压之比。表示为ρ = R*l/A,其中ρ表示电阻率,R表示电阻,l表示电阻的长度,A表示电阻的横截面积。
现在我们来推导出视电阻率的微分形式公式:
假设电阻的长度l和横截面积A都是变化的量,并且都是连续可微的。设l的微分为dl,A的微分为dA。
根据视电阻率的定义,我们可以得到:
ρ = R*l/A
对ρ进行微分得到:
dρ = d(R*l/A)
根据商法则,我们可以得到:
dρ = (l*dR+A*dL)/A^2
由于电阻R、长度l和横截面积A都是变量,所以都有微分。我们可以将dR和dl分别写成R的微分dR和l的微分dl,将dA写成A的微分dA。
代入上式,得到:
dρ = (l*dR+A*dl)/A^2
对上式进行整理和化简,得到最终的微分形式公式为:
dρ = (dR/A - ρ*dA/A)
这就是推导出的视电阻率的微分形式公式。通过这个公式,我们可以计算在电路中通过微小的电流和电压变化时,视电阻率的微小变化量。
### 回答3:
视电阻率是表征物质导电性能的物理量。假设在一根长度为L,截面积为A的导体中有电流I流过,根据欧姆定律,电压U与电流I之间存在线性关系:U = RI,其中R为电阻。视电阻率ρ是导体材料固有的物理性质,与导体的尺寸无关,视电阻率与电阻R之间的关系可以表示为:R = ρL/A 。
如果考虑导体材料的微小变化,即将导体截面分为很多微小的面积元dA,根据电流的连续性,通过每个微小面积元dA的电流也是相同的,设为dI。根据导体内部电压的连续性,每个微小面积元dA产生的微小电压也是相同的,设为dU。则有dU = R*dI。
对于一个任意形状的微小面积元dA,可以将其视为一个具有微小长度dl的导体,该导体在电流I的作用下产生的微小电压为dU。则微小长度dl所对应的微小电阻为dR = ρ*dl/dA。将上述两个微小电阻之间的关系代入,可得:dU = (ρ*dl/dA)*dI。
对导体的整个长度L和整个截面A进行积分,将dU和dI分别从0到U和从0到I积分,得到总的电压U和总的电流I。将上述微小电阻之间的关系代入,可得:U = ∫ρdl/A * I。
根据导体电阻率的定义,可将总的电阻率表示为:R = ∫ρdl/A。将总的电流I在导体长度L上进行积分,由于导体内部电阻率是常数,可以提出来,得到R = ρL/A * I。
将总的电阻R与总的电压U之间的关系代入,可得:U = R * I。
综上所述,可以推导出视电阻率的微分形式公式为:dU = ρ*dl/A * dI。
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