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:

1. Включают параллельно проводнику, на котором измеряют напряжение
2. 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:

1. От длины проводника L.
2. От площади поперечного сечения проводника S
3. От материала из которого состоит проводник
4. 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