вентилятор
Удачи на экзаменах!

Физика - Электрический ток. Напряжение.



Привет! Сегодня поговорим о том, что такое электрический ток и напряжение.


Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.



Электрический ток


Если говорить об электрическом токе в общем, то можно сказать:


Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц под действием электрического поля.




Вопрос: Можно ли тепловое движение электронов в проводнике назвать электрическим током?


Ответ: Нет. Тепловое движение электронов — это НЕупорядоченное, хаотичное движение электронов. А электрический ток — это именно упорядоченное движение заряженных частиц.


Хоть в металлах электрический ток представляет собой направленное движение электронов, но исторически сложилось, что в электрических схемах принято считать, что электрический ток идёт от плюса к минусу.


Существуют различные материалы: которые проводят электрический ток (проводники), не проводят электрический ток (диэлектрики), и проводят электрический ток при определённых условиях (полупроводники).


Сила тока


На сколько сильный поток заряженных частиц в проводнике, показывает физическая величина — сила тока. Силу тока можно вычислить по формуле:


Электрический ток, формула


I — сила тока, измеряется в амперах (A); q — заряд, который прошёл через некоторое поперечное сечение в проводнике за время Δt. Заряд измеряется в Кулонах (Кл); время измеряется в секундах (с).


1 ампер


Задача (Формула силы тока)

За какое время через поперечное сечение проводника при силе тока 200мА пройдёт заряд, равный 30 Кл.



Решение задачи

Действия электрического тока


1) Тепловое: при прохождении электрического тока проводник нагревается.
2) Химическое: при прохождении электрического тока изменяется химический состав проводника.
3) Магнитное: вокруг проводника с током образуется магнитное поле.

Пример магнитного действия:


Магнитное действие электрического тока

Разместим провода параллельно друг другу на небольшом расстоянии. Если в этих проводах электрический ток будет течь в одном направлении, то провода начнут притягиваться к друг другу. Если электрический ток будет течь в разных направлениях, то провода начнут отталкиваться друг от друга.





По определению 1948 года:


Ампер — сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2⋅10−7 H.


Эту единицу силы тока называют ампером (А). Так она названа в честь французского учёного Андре Ампера.


Новое определение от 2019 года использует формулу, которую мы рассматривали выше:


Ампер - это единица измерения скорости потока электронов или тока в электрическом проводнике. Один ампер тока представляет собой один кулон электрического заряда (6,24⋅1018 носителей заряда), проходящий мимо определенной точки за одну секунду.


Силу тока в цепи измеряют прибором, называемым амперметром.


Амперметры




Вопрос: На рисунке изображена шкала амперметра. Какова цена деления амперметра и предел измерения прибора? Запишите показание прибора.


Задача на цену деления амперметра

Ответ:

Найдём цену деления. Посчитаем количество делений между двумя ближайшими числами, к примеру 0,5 и 1. Получается 4 деления. Тогда цена деления равна:


Вычисляем цену деления амперметра

Разницу двух ближайших чисел делим на количество делений между ними.


Всего делений в приборе 15. Значит, предел измерения данного прибора можно найти:


Предел измерения = 15 ⋅ 0,125 A = 1,875 А

Вычислим текущее показание прибора. От ближайшего числа 1 три деления.


Текущее показание = 1 + 3 ⋅ 0,125 A = 1,375 A




При измерении сила тока амперметр включают в цепь последовательно c тем прибором, силу тока в котором измеряют.

Амперметр включается в цепь последовательно

На схемах амперметр обозначается следующим образом:


Обозначение амперметра в электрических схемах




Напряжение


Электрический ток возникает благодаря электрическому полю. Напряжение — это физическая величина, характеризующая электрическое поле.


Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую.

Формула напряжения

Единица напряжения названа вольтом (B) в честь итальянского учёного Алессандро Вольта.


1 вольт

Напряжение можно измерить с помощью прибора, называемым вольтметром.


вольтметры




Вольтметр в цепь подключается параллельно тому прибору, где мы хотим измерить напряжение.

вольтметр включается параллельно

В электрических схемах вольтметр выглядит следующим образом.


Схема подключения вольтметра




Задачи на закрепление


Задача (Лампочка в фонарике)

Напряжение на лапочке в фонарике 6 В. Какой заряд прошёл через нить накала лампочки, если при этом была совершена работа 636 Дж.


Решение задачи 2



Задача (Сравниваем заряды)

Одинаковые ли электрические заряды пройдут через поперечное сечение проводника за 6 с при силе тока 2,5 А и за пол минуты при силе тока 0,5 A?


Решение задачи 3



Задача (Закрепление)

Напряжение на концах проводника 15 В. Какая сила тока в проводнике, если за 10 с совершена работа 150 ДЖ?


Решение задачи 4



Задача (Комбинируем формулы)

Сколько энергии потребляет электрический обогреватель каждую секунду при напряжении 220 В, если сила тока в спирали 5 А.


Решение задачи 5


21-03-2023 в 14:00:40






Поддержать сайт:


Похожая статья:

Физика – электромагнитные явления (основы)

В этой статье повторим основы электромагнитных явлений....

Категория: Физика  Подкатегория: Электричество
Дата: 25-04-2023 в 18:01:55 0



Оставить коментарий:



Напишите email, чтобы получать сообщения о новых комментариях (необязательно):


Задача против робота. Расположите картинки горизонтально:




Нажимая кнопку Отправить, Вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности сайта.