Учи физику!опыты, эксперименты, теория, практика, решения задач. Напряжение сила тока и сопротивление

Постоянный электрический ток. Сила тока, напряжение, электрическое сопротивление.

Вещества, в которых имеются свободные заряженные частицы, называют проводниками электрического тока (металлы, электролиты, плазма). Например, в металлах свободными электрическими зарядами является часть электронов. В отсутствии электрического поля в проводнике движение свободных зарядов является хаотичным. Если в проводнике создать электрическое поле, то на свободные заряды будет действовать электрическая сила ( сила Кулона) и заряды начнут двигаться направленно.

Направленное движение электрических зарядов называют электрическим током.В металлах электрический ток – это направленное движение свободных электронов.Под скоростью электрического тока понимают скорость распространения по проводнику электрического поля. Эта скорость равна 300 000 км/с.

Для создания электрического поля в проводниках используют источники тока.

В источнике тока за счет неэлектрических сил происходит разделение положительных и отрицательных зарядов и накопление их на полюсах источника тока.

Электрическая цепь – это соединённые между собой проводниками источники тока, потребители тока и приборы управления током.

О наличии тока в проводнике можно судить по его действиям.

1. Тепловому – ток, проходя по проводникам нагревает их.

2. Химическому – при прохождения тока по раствору а электродах выделяются вещества, находящиеся в растворе.

3. Световому – ток, проходя по газу вызывает его свечение.

4. Магнитному – около проводника с током появляется магнитное поле.

Сила тока. Амперметр.

Пусть через поперечное сечение проводника S за время t прошел заряд q.

q = Ne , где е = 1,6 ∙10-19 Кл – элементарный электрический заряд, N – элементарных зарядов( число электронов).

I = q/t - сила тока, физическая величина, показывающая какой заряд проходит через поперечное сечение проводника в единицу времени. [I]си = Кл/с = А (Ампер)

Если сила тока и его направление с течением времени не меняются, то ток называют постоянным.При постоянной силе тока через любые поперечные сечения в единицу времени проходит одинаковый заряд.

Амперметр – физический прибор для измерения силы тока.

Правила включения амперметра:

1. Включают последовательно с тем проводником, в котором хотят узнать силу тока.

2. Включают соблюдая полярность.

Напряжение. Вольтметр.

Электрическое поле, направленно перемещая электрический заряд по проводнику, совершает работу.

U = A/q – напряжение на проводнике – это физическая величина, которая показывает какую работу совершает электрическое поле, перемещая по проводнику заряд в 1 Кл. [U]си = В( Вольт)

Вольтметр – физический прибор, для измерения напряжения на проводнике.

Правила включения вольтметра:

Включают параллельно проводнику, на котором измеряют напряжение
Включают соблюдая полярность.

Электрическое сопротивление.

Для данного проводника, при данной температуре отношение напряжения на проводнике к силе тока в проводнике есть величина постоянная. Её называют электрическим сопротивлением проводника.

R = U/I-сопротивление проводника.

[R]си = В/А = Ом

Сопротивление проводника объясняется тем, что электроны, создающие ток, двигаясь направленно, взаимодействуют с ионами кристаллической решетки, из за этого скорость упорядоченного движения ( скорость дрейфа) у них снижается.

Удельное сопротивление. Реостаты.

Опытным путём установлено, что сопротивление проводника зависит:

От длины проводника L.
От площади поперечного сечения проводника S
От материала из которого состоит проводник
От температуры проводника.

R = ρL/S – сопротивление проводника при данной температуре., где ρ- удельное сопротивление проводника( в таблице).

ρ= RS/L [ρ]си = Ом ∙м2/м = Ом ∙м

ρ – это физическая величина, показывающая, какое сопротивление имеет данный проводник длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 мм2

Проводник с определенным сопротивлением называют резистором. Зависимость сопротивления от длины проводника использована в реостатах. Реостат – физический прибор, служащий для регулирования силы тока в электрических цепях. Чем больше длина проводника, тем больше сопротивление, а следовательно меньше сила тока в цепи.

3.Решите задачу: какой объем занимают 2 моль идеального газа при условиях, соответствующих фотосфере Солнца. Температура фотосферы Солнца 6000 К, давление 125 Па.

Решение: из закона PV=νRT, выражаем V= νRT/Р. Подставляя данные и учитывая универсальную газовую постоянную R=8,31 Дж/моль К, получаем значение для объёма.

Ответ:797,76 м3.

Билет №12

cyberpedia.su

Экзамен по физике за 8 класс. Сила тока, напряжение, сопротивление. « Учи физику!

13. Сила тока, напряжение, сопротивлениеЭлектрический ток в металлах

Металлы в твёрдом состоянии, как известно, имеют кристаллическое строение. Частицы в кристаллах расположены в определённом порядке, образуя пространственную решётку.

В узлах кристаллической решётки металла находятся положительные ионы, а в пространстве между ними движутся свободные электроны, т.е. несвязанные с ядрами своих атомов.

Отрицательный заряд всех свободных электронов по абсолютному значению равен положительному заряду всех ионов решётки. Движутся электроны беспорядочно, но, если создать электрическое поле, то они будут двигаться под действием электрических сил и образуется электрический ток.

Итак, электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.

Скорость движения самих электронов в проводнике под действием электрического поля около 10 см/с, а его скорость распространения составляет почти скорость света 300000 км/с.

Сила тока

Сила тока – физическая величина, характеризующая интенсивность движения зарядов в проводнике и равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника в единицу времени.

I=q/t, где t – время, а q – заряд.

Единица обозначения – ампер.

1 ампер – физическая величина, при которой на каждый метр двух бесконечных проводников, находящихся в вакууме на расстоянии 1 метр друг от друга, действует сила 2*10^-7 Н.

q=It

[q]=1 ампер*1 сек. = 1 кулон.

Ток в 0,1 А – смертелен.

Амперметр

Амперметр – прибор, измеряющий силу тока. Он имеет проградуированную шкалу в амперах. На шкале амперметра обычно ставят букву А.

При включении амперметра в цепь следует соблюдать некоторые правила:

- соблюдение полярности;

- включение в цепь последовательно с тем потребителем, силу тока через который мы измеряем.

Электрическое напряжение

Напряжение – физическая величина, которая характеризует работа поля по перемещению заряда от одной точки до другой и равная отношению работы поля по перемещения заряда к величине этого заряда.

U=A/q, где А – работа, а q – заряд.

Единица измерения – вольт.

[U]=1 В.

Вольтметр.

Вольтметр – прибор, служащий для измерения напряжения. На шкале ставят букву V.

При включении вольтметра в цепь следует соблюдать некоторые правила:

- соблюдение полярности;

- включение в цепь параллельно с тем участком цепи, напряжение на котором мы измеряем.

Электрическое сопротивление

Проведем опыт с измерением силы тока и напряжения на участке цепи, мы можем сказать, что сила тока в проводнике пропорциональна напряжению на концах этого проводника.

Но если провести опыт, где взять два рода проводников, то увидим, что напряжение остаётся постоянным, а сила тока изменяется. Значит, сила тока зависит не только от напряжения, не и от свойств проводника. Эту зависимость можно объяснить тем, что разные проводники обладают разным электрическим сопротивлением.

Обозначается буквой R.

За единицу сопротивления приняли 1 Ом.

1 Ом – сопротивление такого проводника, в котором напряжение на концах 1 вольт, а сила тока 1 ампер.

1 Ом = 1 В/1 А

Существуют и другие единицы сопротивления:

1 мОм=0,001 Ом

1 кОм=1000 Ом

1 МОм=1000000 Ом

uchifiziku.ru

Сопротивление

Сила тока в проводнике зависит не только от напряжения электрического поля в нём. Она зависит ещё от самого проводника: от его формы, размеров, от того, из какого материала он сделан. При одном и том же напряжении поля токи в разных проводниках будут различными.

Возьмём кусок медной проволоки длиной в 100 метров с поперечным сечением в 4 квадратных миллиметра. Создадим на концах её напряжение в один вольт. Амперметр покажет в этом случае силу тока в 2,2 ампера.

При том же напряжении, в таком же куске железной проволоки ток будет равен только 0,44 ампера, а в такой же проволоке, но сделанной из нихрома (сплав никеля, железа и хрома) — всего лишь 0,03 ампера.

Медь, железо и нихром обладают различным электрическим сопротивлением. Сопротивление меди мало, железа — больше, а нихрома — очень велико.

Сопротивление зависит не только от материала проводника, но и от формы и размеров его. У толстой проволоки сопротивление меньше, чем у тонкой, у длинной — больше, чем у короткой. Чтобы понять, почему это так, надо выяснить, чем вызвано сопротивление проводников электрическому току. Об этом мы расскажем дальше.

За единицу сопротивления принято сопротивление такого проводника, в котором напряжение в один вольт создаёт ток в один ампер. Такое сопротивление называется один ом.

Итак, сила тока в проводнике зависит от напряжения поля на концах его и от сопротивления проводника. Чем больше напряжение, тем больше сила тока. Чем больше сопротивление, тем сила тока меньше.

Чтобы узнать, какова сила тока, надо разделить напряжение, созданное полем на концах проводника, на сопротивление этого проводника.

На практике силу тока обычно не вычисляют, а измеряют амперметром. Напряжение тоже измеряют. А зная напряжение и силу тока, не трудно уже вычислить сопротивление проводника.

Так как

напряжение

сила т о к а = напряжение /сопротивление ,

ТО

сопротивление =напряжение / сила т о к а ,

На зажимах дугового фонаря, изображённого на рис. 12, создано напряжение в 55 вольт. Через дугу идёт ток в 5 ампер. Значит, сопротивление горящей дуги равно

55 / 5 = 11 ом.

Электрическим сопротивлением обладают не только металлы, но и все другие тела.

Особенно велико сопротивление изоляторов (кварц, резина, стекло, фарфор и др.). Если бы в изоляторах абсолютно не было свободных зарядов (электронов, ионов), то сопротивление их было бы бесконечным. Самое высокое напряжение не вызывало бы в изоляторах тока.

На самом деле таких идеальных изоляторов не существует. В любом изоляторе имеется небольшое число оторвавшихся от своих мест электронов и ионов. Поэтому и в изоляторах при наложении поля возникает ток.

Токи в изоляторах так малы, что даже при высоких напряжениях их удаётся обнаружить лишь с помощью специальных,

Страница 1 of 212»

www.hep.by

Каталог товаров