ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 100. Что называют электрическим током (§57)? Электрическим

называют упорядоченное движение заряженных частиц.
В этом определении выражение «упорядоченное» означает,

что заряды, создающие ток, должны двигаться в определенном направлении. Например, в металлах в нормальных условиях свободные электроны движутся беспорядочно (хаотически). Для того, чтобы заряды в проводнике двигались упорядоченно, надо создать в нем электрическое поле.

различных средах обеспечивается различными заряженными частицами:
- ток в металлах представляет

собой направленное движение свободных электронов;
- ток в растворах солей и кислот – это направленное движение ионов, которые образуются в результате электролитической диссоциации;
- ток в газах осуществляется движением электронов и положительных ионов, которые можно создать различными способами;
- ток в полупроводниках, занимающих по своим электропроводным свойствам промежуточное положение между проводниками и диэлектриками, создается отрицательными частицами – электронами и положительными - дырками.
Для того, чтобы в проводнике существовал электрический ток, необходимо наличие электрически заряженных частиц и электрического поля, под действием которого частицы приходят в направленное (упорядоченное) движение.
В диэлектрике, например, даже при наличии электрического поля тока не будет, т. к. там нет свободных зарядов.

тока заключается в том, чтобы создать и поддерживать в проводнике

электрическое поле.
В источнике электрического тока силами неэлектрического происхождения совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Эти разделенные заряды накапливаются на полюсах источника тока. Один полюс заряжается положительно, другой – отрицательно.
Если полюсы источника тока соединить проводником, то в нем создается электрическое поле, действующее на заряженные частицы с силой и приводящее их в упорядоченное движение. В проводнике возникает электрический ток.

виды энергии – механическая, химическая, внутренняя, световая - которые превращаются

в электрическую энергию. Например, в электрическую энергию превращается:
- механическая энергия в электрофорной машине;
- внутренняя энергия в термоэлементах;
- химическая энергия в гальванических элементах (батарейках) и аккумуляторах;
- солнечная энергия в солнечных батареях, которые покрыты полупроводниковым веществом.

101(прод.). Каково основное назначение источника тока (§58)?

Гальвани (1737-1798), проводя опыты над лягушкой, обнаружил сокращение мышц лягушки

при замыкании их через два различных металла. Эффект был такой же, как и при подаче на мышцы электрического разряда.

в виду совершенно другое, поместил ее на столе, на котором

находилась электрическая машина при полном разобщении от кондуктора последней и довольно большом расстоянии от него. Когда один из моих помощников острием скальпеля случайно очень легко коснулся внутренних бедерных нервов этой лягушки, то немедленно все мышцы конечностей стали так сокращаться, что казались впавшими в сильнейшие тонические судороги. Другой помощник заметил, что это удается тогда, когда из кондуктора машины извлекается искра. Удивленный новым явлением, он тотчас же обратил на него мое внимание, хотя я замышлял совсем другое и был поглощен своими мыслями. Тогда я зажегся невероятным усердием и страстным желанием исследовать это явление и вынести на свет то, что было в нем скрыто".

Гальвани, пришел к выводу, что причиной сокращения мышц является электрический

ток, возникающий вследствие прикосновения металла к влажному телу лягушки, лежащей на поверхности из другого металла. Именно контакт двух разнородных металлов стал своеобразным источником тока.
Элемент Вольта (гальванический элемент) состоит из двух металлических пластин, медной и цинковой, опущенных в водный раствор серной кислоты. В результате взаимодействия металлов с кислотой медная пластина становится положительно заряженной, а цинковая – отрицательно заряженной. На рис.: 1–цинковый сосуд, 2-угольный стержень, 3-смесь марганца с углем, 4-клейстер муки и нашатыря, 5-смола.

тока по проводникам сопровождается различными действиями. Это:
- тепловое действие тока;

проводники, по которым течет ток, нагреваются; это лежит в основе работы электрической лампы накаливания, электроплитки, утюга, электронагревателей;
- химическое действие тока; проявляется при прохождении тока в жидкостях; это лежит в основе хромирования, никелирования, получения чистой меди, алюминия;
- магнитное действие тока; это лежит в основе работы электромагнитов, электрических звонков, электроизмерительных приборов, электромагнитных реле, громкоговорителей.

совокупность различных устройств и соединяющих их проводников, по которым может

протекать электрический ток.
Электрическая цепь чаще всего состоит из следующих элементов:
- источника тока (электрической энергии);
- потребителя электроэнергии;
- соединительных проводников;
- приборов для управления электрическим током (выключателей).

называют физическую величину, равную отношению заряда q, проходящего через поперечное

сечение проводника за промежуток времени t, к этому промежутку времени: . 107. В каких единицах измеряется сила тока (§62)? Сила тока – физическая величина, она имеет числовое значение и единицу. За единицу силы тока 1 А принимают такую силу тока, при которой отрезки параллельных проводников длиной 1 м, находящиеся на расстоянии 1 м друг от друга, взаимодействуют силой 2·10-7 Н. Единицу силы тока в честь французского ученого Андре Ампера (1775-1836) называют ампером (1 А). Единица силы тока 1 А является основной единицей СИ. На практике часто используют дольные и кратные единицы силы тока, как миллиампер (1мА = 0,001 А), микроампер (1 мкА = 0,000001 А), килоампер (1 кА = 1000 А).

с помощью которого измеряют силу тока в цепи. Работа амперметра основана

на электромагнитном действии тока. Измеряемый ток проходит по катушке, закрепленной на осях в магнитном поле. Чем больше сила тока в катушке, тем сильнее она взаимодействует с магнитом, тем больше угол поворота стрелки прибора. На схемах амперметр изображают кружком с буквой А в центре.

Амперметр включается в цепь последовательно с тем участком, силу тока

в котором нужно измерить. Амперметр включается в цепь с учетом полярности клемм: клемму «+» надо обязательно соединить с проводом, идущим от положительного полюса источника тока, а клемму «-» - с отрицательным.

характеризующую способность источника тока создавать электрическое поле, приводящее в движение

заряженные частицы, т. е. создавать электрический ток в цепи. Чем больше напряжение источника тока, тем больший электрический ток возникает в замкнутой цепи. 110. В каких единицах измеряется напряжение (§64)? Напряжение в честь итальянского ученого Вольта измеряется в вольтах (1 В). На практике используют также дольные и кратные единицы: милливольт (1 мВ = 0,001 В), микровольт (1мкВ = 0,000001 В), киловольт (1 кВ = 1000 В), мегавольт (1 МВ = 1 000 000 В).

к силе тока в цепи, называют электрическим напряжением:

. 1 вольт = 1 ватт/1 ампер. 1 В=1 Вт/1 А.

(§65)? Вольтметром называют прибор, с помощью которого измеряют напряжение на полюсах

источника тока или на каком-либо участке цепи. На схемах вольтметр изображают кружком с буквой V в центре. Вольтметр подключается параллельно тому участку цепи, на котором измеряют напряжение. Вольтметр включается в цепь с учетом полярности клемм: клемму «+» надо обязательно соединить к измеряемому участку со стороны провода, идущего от положительного полюса источника тока, а клемму «-» - со стороны отрицательного полюса.

или просто сопротивлением называют физическую величину, характеризующую свойство проводника оказывать

сопротивление электрическому току. 113. В каких единицах измеряется сопротивление (§66)? Единицу сопротивления в честь немецкого ученого Георга Ома (1787-1854), открывшего основной закон электрической цепи, назвали ом (1 Ом). 1 Ом – это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах 1 В сила тока равна 1 А: . На практике используют дольные и кратные единицы сопротивления: миллиом (1 мОм = 0,001 Ом), килоом (1 кОм = 1000 Ом), мегаом (1 МОм = 1 000 000 Ом).

сопротивление проводника прямо пропорционально его длине, обратно пропорционально площади его

поперечного сечения и зависит от материала проводника: , где l - длина проводника, S - площадь поперечного сечения проводника, ρ - удельное сопротивление проводника.

материал, из которого сделан проводник. Удельное сопротивление проводника равно сопротивлению

проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м2. Удельное сопротивление проводника измеряется в СИ в Ом·м. Однако в справочниках часто приводится в . Наименьшим удельным сопротивлением обладают такие металлы, как серебро, медь, золото, алюминий.

позволяющие плавно регулировать силу тока в цепи. Перемещая ползунок в

ту или иную сторону, регулируют сопротивления реостата. При увеличении сопротивления реостата сила тока в цепи уменьшается, а при уменьшении - сила тока увеличивается.

величины: сила тока I, напряжение U и сопротивление R характеризуют

электрический ток и его действия. Между этими величинами существует зависимость, которую установил 1826 г. Георг Ом. Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению: Этот закон, являющийся основным законом электрической цепи, называют законом Ома для участка цепи.

соединение, когда конец одного проводника соединяется с началом другого, его

конец – с началом третьего и т. д. Примером последовательного соединения является елочная гирлянда, где электрический ток последовательно (поочередно) обходит все лампы. Недостатком такого соединения является то, что если одна лампа перегорает – ток прекращается во всей цепи.

из двух участков (двух ламп), то выполняются следующие законы: - сила

тока в любых участках цепи при последовательном соединении одна и та же: I1 = I2 = I. - общее сопротивление цепи при последовательном соединении равно сумме сопротивлений отдельных проводников: R = R1 + R2. - полное напряжение в цепи при последовательном соединении равно сумме напряжений на отдельных участках цепи: U = U1 + U2.

соединение, при котором все проводники одним своим концом присоединяются к

одной точке цепи (т. А), а вторым - к другой точке (т. В). Способ параллельного соединения проводников встречается чаще, чем последовательного. Например, вольтметр присоединяют параллельно к измеряемому участку; все бытовые потребители включаются параллельно. Одним из достоинств параллельного соединения является то, что при отключении любого из участков цепи по остальным ток продолжает течь.

из двух участков (двух ламп), то выполняются следующие законы: -

напряжение на концах всех параллельно соединенных проводников одно и то же: - сила тока при параллельном соединении проводников в неразветвленной части цепи равна сумме силы тока в отдельных участках цепи: - обратная величина общего сопротивления при параллельном соединении проводников равна сумме обратных величин сопротивлений отдельных участков: Если параллельно соединены два участка, то общее сопротивление вычисляется по формуле: Если сопротивление обоих проводников одинаковое, то общее сопротивление будет в 2 раза меньше: Если одинаковых проводников несколько (n), то общее сопротивление станет в n раз меньше:

произведению напряжения на силу тока в цепи: P=UI. Единицей мощности является

ватт (1 Вт). Ее можно выразить через электрические единицы – ампер и вольт: 1 Вт = 1 В∙А. Понятие мощности используется для введения понятия напряжения: электрическим напряжением называют физическую величину, равную отношению мощности электрического тока к силе тока в цепи:

Фен для волос 450-2000 Вт. 2. Дрель 400-800 3. Утюг 500-2000 4.

Электроплита 100-6000 5. Тостер 600-1500 6. Кофеварка 800-1500 7. Обогреватель 1000-2400 8. Пылесос 400-2000   9. Радио 50-250 10. Телевизор 100-400 11. Холодильник 150-600 12. Кондиционер 1000-3000 13. Компьютер 400-750 14. Электрочайник1 000-2000 15. Вентиляторы 750-1700 16. Электролампы 20-250 17. Стиральная машина 1500-3500    

тока в проводнике (потребителе) можно по формуле: P = UI,

измерив силу тока и напряжение с помощью амперметра и вольтметра. Значение мощности также можно вычислить, используя сопротивление потребителя: Для измерения мощности электрического тока существует специальный прибор – ваттметр, в котором объединены принцип действия амперметра и вольтметра.

на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка,

силы тока и времени, в течение которого совершается работа: A = UIt. Если известна мощность потребителя электроэнергии, работа равна мощности, умноженной на время, в течение которого совершается эта работа: A = Pt. Единицей работы является джоуль (1 Дж). Ее можно выразить через электрические единицы: 1 Дж = 1 Вт 1 с = 1 В А · с. В практике работу часто выражают в других единицах: ватт-час (1 Вт · ч), киловатт-час (1 кВт · ч). Задача (ответ: Ап=22 800 кДж)

работы электрического тока можно воспользоваться: - ваттметром и часами (A

= Pt); - амперметром, вольтметром и часами (A = UIt). В реальной жизни работу электрического тока измеряют счетчиками электрической энергии.

по проводнику (закон Джоуля-Ленца) (§75)? Нагревание проводников при прохождении электрического тока

происходит потому, что разогнавшиеся под действием электрического поля свободные электроны в металлах (или ионы в жидкостях) сталкиваются с молекулами или атомами проводника и отдают им свою энергию, которая переходит во внутреннюю энергию проводника. Количество теплоты, выделяющееся при прохождении тока по проводнику, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени: Q = I2Rt. Эта зависимость была обнаружена английским ученым Джоулем и русским ученым Эмилем Христиановичем Ленцем. Поэтому данный закон называют законом Джоуля-Ленца.