скачать doc
Урок 1 Условия существования электрического тока. Сила тока. Закон Ома.
Если изолированный проводник поместить в электрическое поле Е, то на свободные заряды q в проводнике будет действовать сила F=Еq. В результате в проводнике возникает кратковременное перемещение свободных зарядов.
О
днако в проводниках может при определенных условиях возникнуть непрерывное упорядоченное движение свободных носителей электрического заряда. Такое движение называется электрическим током. Электрический ток - упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.
В металлах – электронов. За направление электрического тока принято направление движения положительных свободных зарядов (противоположно движению электронов).
Д
ля возникновения электрического тока необходимо:
наличие свободных зарядов (проводник)
создать электрическое поле, которое поддерживается источниками электрического тока.
замкнутая цепь.
Действия тока: тепловое, химическое, магнитное
Характеристика тока
Сила тока I - заряд q, прошедший через поперечное сечение проводника за 1с: I = q/t
С
ила тока в СИ измеряется в амперах (А). Сила тока измеряется амперметром.Напряжение U между двумя точками - работа поля по перемещению заряда между этими точками. U = A/q
Напряжение в СИ измеряется в вольтах (В)
Напряжение измеряется вольтметром.
З
акон Ома для участка цепиСила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению
В
ольт-амперная характеристика (ВАХ)Коэффициент пропорциональности R называется электрическим сопротивлением [R] = 1Ом.
Причиной электрического сопротивления является взаимодействие электронов при их движении по проводнику с ионами кристаллической решетки.
Э
лектрическое сопротивление металлов прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения: Коэффициент пропорциональности ρ – удельное сопротивление – зависит только от вида металла. [ρ] = 1Ом·м; 1Ом·м = 106Ом·мм2/м
Соединения проводников
При последовательном соединении проводников
Сила тока во всех проводниках одинакова: I1 = I2 = I
Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U1 и U2:
U = U1 + U2 = I(R1 + R2) = IR
Полное сопротивление всей цепи R равно сумме сопротивлений отдельных проводников R = R1 + R2
Общее сопротивление при соединении N одинаковых сопротивлений R равно Rобщ = NR
П
ри параллельном соединении проводников Напряжения U1 и U2 на обоих проводниках одинаковы:
U1 = U2 = U
Сумма токов I1 + I2, протекающих в проводникам, равна току в неразветвленной цепи: I = I1 + I2
Величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям каждого из проводников 1/R = 1/R1 + 1/R2
Общее сопротивление при соединении N одинаковых сопротивлений R равно Rобщ = R/N
Шунтирование амперметра
Iш = I - Ia
Uш = Ua; Iш/Ia = Ra/Rш
Rш = Ra Ia/Iш= Ra Ia/(I - Ia)
Если ток в цепи в N раз превышает предел измерения амперметра I = N Iа, то Rш = Ra/(N - 1)
Д
ополнительное сопротивление к вольтметруUд = U - Uв
Uд/Uв = Rд/Rв
Rд = Rв Uд/Uв= Rв (U - Uв)/Uв
Если напряжение в цепи в N раз превышает предел измерения вольтметра U = N Uв, то Rд = Rв(N - 1)
Работа и мощность постоянного тока
Электрическое поле на выделенном учестке совершает работу
A = (φ1 - φ2)Δq = Δφ12IΔt = UIΔt
U=IR
A = I2RΔt
Закон Джоуля–Ленца
Работа A электрического тока I, протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R, преобразуется в тепло ΔQ, выделяющееся на проводнике.
Q = I2RΔt
Мощность электрического тока
Мощность электрического тока Р = А/Δt = UI
Р = I2R P = U2/R