11. Вопросы к зачету по теме: «Законы постоянного тока»

Вопросы для подготовки к зачету по теме «Законы постоянного тока.»

25. Электрический ток. Условия существования электрического тока. Сила тока.

26. Закон Ома для участка электрической цепи без Э.Д.С. Зависимость электрического сопротивления от материала, геометрических размеров и температуры.

27. Последовательное и параллельное соединение проводников.

28. Э.Д.С. источника тока. Закон Ома для полной цепи.

29. Тепловое действие тока. Закон  Джоуля – Ленца. Работа и мощность электрического тока.

30. Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимости полупроводников.

Ответы.

Часть 1. Основные физические величины, единицы их измерения, формулы для нахождения.

 

Часть 2. Основные понятия.

1. Постоянный электрический ток. Направление тока.

Электрический ток —  это упорядоченное движение заряженных частиц

.

За направление электрического тока принято направление движения положительных свободных зарядов.

2. Условия существования электрического тока.

Для существования электрического тока в проводнике необходимо создать в нем и длительное время поддерживать электрическое поле.

Условия существования электического тока:

1.  свободных зарядов внутри проводника,

2. Наличие разности потенциалов на концах проводника (создание электрического поля внутри проводника)

3. Сила тока (определение, обозначение, формула, ед. измерения).

Сила тока —  скалярная физическая величина, равная отношению заряда q, переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени t, к этому интервалу времени.

Сила тока обозначается I.

Единица измерения силы тока — А (ампер)

3. Напряжение (определение, обозначение, формула, ед. измерения).

Напряжение — это физическая величина, характеризующая действие электрического поля на заряженные частицы, численно равно работе электрического поля по перемещению заряда из точки с потенциалом φ1 в точку с потенциалом φ2.

 

Напряжение обозначается U.

Единица измерения напряжения — В (вольт)

4. Сопротивление (определение, обозначение, формула, ед. измерения).

Сопротивление — это физическая величина, характеризующая противодействие электрическому току в проводнике, которое обусловлено внутренним строением проводника и хаотическим движением его частиц.

 

Сопротивление обозначается R.

Единица измерения сопротивления — 

Ом (ом)

5. Зависимость электрического сопротивления от материала, геометрических размеров и температуры.

Электрическое сопротивление проводника зависит от размеров и формы проводника и от материала, из которого изготовлен проводник.

S – площадь поперечного сечения проводника
l – длина проводника
ρ – удельное сопротивление проводника.

Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади его поперечного сечения.

Величину ρ, характеризующую зависимость сопротивления проводника от материала, из которого он сделан, и от внешних условий, называют удельным сопротивлением проводника. Оно численно равно сопротивлению проводника длиной 1 м и площадью сечения 1 мм² , изготовленного из данного вещества. Единица удельного сопротивления в СИ [1 Ом*м = 1 Ом*мм²/м]

Сопротивление проводника зависит и от его состояния, а именно от температуры.

Эта зависимость выражается формулой  или 

α – температурный коэффициент сопротивления. Для всех чистых металлов .

При нагревании чистых металлов их сопротивление увеличивается, а при охлаждении – уменьшается.

6. Закон Ома для участка цепи без ЭДС (определение, формула).

Закон Ома для участка цепи — сила тока в участке цепи прямопропорциональна напряжению на концах этого участка и обратнопропорциональна его сопротивлению.

7. Последовательное соединение проводников (чертеж, законы).

При последовательном соединении проводников:

1. Сила тока во всех проводниках одинакова:

   I₁ = I₂ = I

2. Общее напряжение

U на обоих проводниках равно сумме напряжений U₁ и U₂ на каждом проводнике:

   U = U₁ + U₂

3. При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

   R = R₁ + R₂

8. Параллельное соединение проводников (чертеж, законы).

При параллельном соединении проводников:

 1. Напряжения U₁ и

U₂на обоих проводниках одинаковы:

    U₁ = U₂ = U

2. Сумма токов I₁ + I₂, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи:

    I = I₁ + I₂

3. При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

 или для двух проводников 

9. ЭДС источника тока (определение, обозначение, формула, ед. измерения).

ЭДС — электродвижущая сила —

это физическая величина, равная отношению работы сторонних сил при перемещении заряда от отрицательного полюса источника тока к положительному к величине этого заряда.

ε — ЭДС

Aст — работа сторонних сил

q — заряд

ЭДС обозначается ε.

Единица измерения ЭДС — В (вольт)

10. Закон Ома для полной цепи, содержащей ЭДС (определение, формула).

Закон Ома для полной цепи — сила тока в цепи прямо пропорциональна ЭДС источника и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи

R – сопротивление внешнего участка цепи

r – сопротивление внутреннего участка цепи (источника тока)

11. Тепловое действие тока. Закон  Джоуля – Ленца.

12. Работа электрического тока (определение, формулы, обозначение, ед. измерения).

Работа электрического тока — это физическая величина, которая показывает, сколько электрической энергии (т.е. энергии электрического поля), превратилось в другие виды энергии

A = U·I·t

A = I²·R·t

A = U²·t/R

Работа обозначается

А.

Единица измерения работы — Дж (джоуль)

13. Мощность электрического тока (определение, формулы, обозначение, ед. измерения).

Мощность электрического тока — это физическая величина, которая показывает, какая работа совершается за единицу времени.

Мощность электрического тока равна отношению работы тока к интервалу времени, за которое эта работа была совершена.

Мощность электрического тока обозначается Р.

Единица измерения мощности — Вт (ватт)

14. Тепловое действие тока. Закон Джоуля-Ленца (определение, формула).

При протекании тока по участку цепи, обладающему сопротивлением, энергия электрического тока преобразуется во внутреннюю энергию проводника – в тепло. Закон преобразования работы тока в тепло был экспериментально установлен независимо друг от друга Дж. Джоулем и Э. Ленцем и носит название закона Джоуля–Ленца.

Закон Джоуля-Ленца — работа электрического тока, протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R, преобразуется в тепло Q, выделяющееся на проводнике.

Q = A = R·I²·t

15. Электрический ток в полупроводниках.

Полупроводниками называются вещества, удельное сопротивление которых убывает с повышением температуры.

Рассмотрим качественно механизм электрического тока в полупроводниках на примере германия (Ge).

Атомы германия имеют четыре слабо связанных электрона на внешней оболочке. Их называют валентными электронами. В кристаллической решетке каждый атом окружен четырьмя ближайшими соседями. Связь между атомами в кристалле германия является ковалентной, то есть осуществляется парами валентных электронов. Каждый валентный электрон принадлежит двум атомам.

Валентные электроны в кристалле германия гораздо сильнее связаны с атомами, чем в металлах; поэтому концентрация электронов проводимости при комнатной температуре в полупроводниках на много порядков меньше, чем у металлов. Вблизи абсолютного нуля температуры в кристалле германия все электроны заняты в образовании связей. Такой кристалл электрического тока не проводит. При повышении температуры некоторая часть валентных электронов может получить энергию, достаточную для разрыва ковалентных связей. Тогда в кристалле возникнут свободные электроны (электроны проводимости). Одновременно в местах разрыва связей образуются вакансии, которые не заняты электронами.

Вакансии, которые не заняты электронами получили название дырок.

Вакантное место может быть занято валентным электроном из соседней пары, тогда дырка переместиться на новое место в кристалле. При заданной температуре полупроводника в единицу времени образуется определенное количество электронно-дырочных пар.

Если полупроводник помещается в электрическое поле, то в упорядоченное движение вовлекаются не только свободные электроны, но и дырки, которые ведут себя как положительно заряженные частицы. Поэтому ток I в полупроводнике складывается из электронного I_n и дырочного I_p токов: I = I_n + I_p

Электрическим током в полупроводниках называется направленное движение электронов к положительному полюсу, а дырок к отрицательному .

16. Собственная и примесная проводимость полупроводников (определения).

Концентрация электронов проводимости в полупроводнике равна концентрации дырок: n_n = n_p. Электронно-дырочный механизм проводимости проявляется только у чистых (то есть без примесей) полупроводников.

Собственной электрической проводимостью полупроводников называется электронно-дырочный механизм проводимости, который проявляется только у чистых (то есть без примесей) полупроводников.

Примесной проводимостью называется проводимость полупроводников при наличии примесей.

Необходимым условием резкого уменьшения удельного сопротивления полупроводника при введении примесей является отличие валентности атомов примеси от валентности основных атомов кристалла.

17. Полупроводники n-типа. Донорная примесь (определения).

Донорской примесью – называется примесь из атомов с валентностью, превышающей валентность основных атомов полупроводникового кристалла.

Проводимость, при которой основными носителями свободного заряда  являются электроны  называется электронной.

Полупроводник, обладающий электронной проводимостью, называется полупроводником n-типа.

18. Полупроводники p-типа. Акцепторная примесь (определения).

Акцепторной примесью – называется примесь из атомов с валентностью меньшей, чем валентность основных атомов полупроводникового кристалла , способных захватывать электроны.

Проводимость, при которой основными носителями свободного заряда  являются дырки,  называется дырочной проводимостью.

Полупроводник с дырочной проводимостью называется полупроводником p-типа.

Расширения для Joomla

Подробности

Просмотров: 23857

Некоторые формулы электротехники Закон Ома для участка цепи постоянного тока

1. 2. Некоторые формулы электротехники Закон Ома для участка цепи постоянного тока

U = //?,

где U— напряжение на участке цепи, В; /— сила тока на этом участке, А; /? — сопротивление участка цепи, Ом.

Сопротивление проводника где р — удельное сопротивление, Ом-м; / — длина проводника, м; S — площадь поперечного сечения проводника, м².

Формула зависимости сопротивления проводника от температуры

/?, = R, [l + a(f — Г_о)],

где R, и /?,_о — сопротивления проводника соответственно при температурах t и t₀, °C; а — температурный коэффициент сопротивления Ом/°С.

Общее сопротивление цепи: при последовательном соединении сопротивлений

R — R + /?₂ + /?₃+…+/?«, паи паоаллельном соединении

+    к.. + —

/?,    /?2 R,j

Общая емкость конденсаторов: при последовательном соединении

О    Су

при параллельном соединении

С = С, + С_г + С₂+… +C_N.

Мощность постоянного тока, Вт,

Р = и/.

Энергия электрической цепи, Дж,

W = Pt,

где Р — мощность, Вт; t — время, с.

Количество теплоты, выделяющееся в проводнике, Дж,

А = PRt,

где / — сила тока, A; R — сопротивление проводника, Ом; t — время прохождения тока, с.

Закон Ома при переменном токе U = IZ,

где Z — полное сопротивление, Ом.

Z = J/P ₊ (X_L-Х_с)²    —L),

где X_L = mL — индуктивное сопротивление, Ом; Х_с = —— — ыС

емкостное сопротивление, Ом; со — угловая частота, с^—’, ш = 2л/, где f— частота переменного тока, Гц; L — индуктивность, Гн; С — емкость, Ф.

Индуктивность катушки, Гн: без железного сердечника

_{L =} class=»font5″>1,256rAS ₁₀_₈ /

где п — число витков катушки; S — площадь среднего сечения обмотки, составляющей катушку, см²; / — длина катушки, см;

с железным сердечником

£ = Ц ^1|256”’⁵ jo »,

/

где и — магнитная проницаемость материала сердечника, Гн/м. Закон электромагнитной индукции: э. д. с., наведенная в

катушке, В,

Е = 4,44 fwBS,

где / — частота, Гц; w — число витков в катушке; В — индукция магнитного поля в стали магнитопровода, Тл; S — площадь сечения магнитопровода, м².

Подъемная сила электромагнита, Н,

F = 3978S²S10²,

где В — магнитная индукция, Тл; S — площадь сечения электромагнита, м².

Частота вращения магнитного поля электрической машины, об/мин,

60Г

где р — число пар полюсов машины.

Мощность однофазного переменного тока:

активная, Вт,

Р = UI cos tf,

реактивная, вар,

О = U! sin ср,

полная, В’А,

S = UI = Jp² + &.

Мощность трехфазного переменного тока: активная, Вт,

Р — л/з U!costp.

реактивная, вар,

О = 7з U! sirup,

полная, В-А,

S = V? (У/ = Jp² + Q²,

где U, / — линейные напряжения и ток; (р — угол сдвига фаз между векторами токов и напряжений одноименных фаз.

Коэффициент мощности

cosip

S и I z’

где U_A, f_A — активные составляющие напряжения и тока. Соотношения между напряжениями и токами в трехфазной

системе:

при соединении звездой

U„ = V3 Уф, /_я = /_Ф,

при соединении треугольником

(Ул “ (Уф, /_л — л/з /ф,

где и_л, U® — линейное и фазное напряжения; /_л, /_ф — линейный и фазный токи.

§ 38–2902. Применимость формулы.

Код округа Колумбия

(a) Формула должна применяться к ассигнованиям из операционного бюджета для учащихся-резидентов округа Колумбия в DCPS и государственных чартерных школах округа Колумбия. Подсчет студентов, к которому применяется Формула, не включает студентов, зачисленных в частные учебные заведения, предоставляющие услуги специального образования, оплачиваемые округом Колумбия, или студентов-нерезидентов, на которых распространяется требование об оплате обучения в соответствии с главой 3 настоящего раздела.

(b) Формула должна применяться только к ассигнованиям из операционного бюджета из Общего фонда округа Колумбия для DCPS и государственных чартерных школ; за исключением того, что Формула не применяется к:

(1) В 2022 и 2023 финансовом году финансирование, выделенное школе DCPS для выполнения требования § 38-2907.01(a)(2), о предоставлении школе не менее 95% средств, выделенных на Формулу за предыдущий год;

(2) Средства из федеральных или других источников дохода;

(3) Средства, ассигнованные другим агентствам и фондам правительства округа;

(4) Любая программа, управляемая DCPS, которая предоставляет специальные образовательные услуги, направление и услуги по оценке для детей в возрасте до 5 лет 11 месяцев («дети, отвечающие требованиям»), если программа обслуживает детей, соответствующих критериям, которые еще не поступили в школу. система или обучаются на дому; или

(5) Бонусные выплаты IMPACTplus.

(c) Формула должна применяться только к государственным чартерным школам до тех пор, пока количество учащихся DCPS не будет проверено независимым подрядчиком, который проведет перепись числа учащихся DCPS. Подсчет должен включать информацию, указанную в § 38-1804.02(b).

(26 марта 1999 г., Закон округа Колумбия 12-207, § 103, 45 DCR 8095; 13 ноября 2021 г., Закон округа Колумбия 24-45, § 4002(b), 68 DCR 010163; 21 сентября 2022 г., Закон округа Колумбия. 24-167, § 4002(а), 69 DCR 009223.)

Предыдущие кодификации

Изд. 1981 г., §31-2902.

Чрезвычайное законодательство

Временные (90 дней) поправки к этому разделу см. в § 4002(a) Закона о чрезвычайной поддержке бюджета на 2023 финансовый год от 2022 года (Закон округа Колумбия 24-470, 13 июля 2022 г., 69).ДКР 008707).

Временные (90 дней) поправки к этому разделу см. в § 4002(b) Закона о чрезвычайной поддержке бюджета на 2022 финансовый год от 2021 года (Закон округа Колумбия 24-159, 23 августа 2021 г., 68 DCR 008602).

Для временного добавления главы см. примечание к § 38-2901.

Для временной (90-дневной) поправки к разделу см. § 2(b) Закона о чрезвычайных поправках к Единой формуле финансирования на одного студента от 2000 г. (Закон округа Колумбия 13-485, 18 декабря 2000 г., 48 DCR 20).

Для временной (90-дневной) поправки к разделу см. § 2(b) Единой формулы финансирования на одного учащегося для государственных и чартерных государственных школ Закон о внесении чрезвычайных поправок от 2001 г. (Закон округа Колумбия 14-18, 16 марта 2001 г., 48 DCR 2691 ).

Временное законодательство

Раздел 2(b) Закона округа Колумбия 13-262, этот раздел переписан следующим образом:

«(a) Формула должна применяться к ассигнованиям из операционного бюджета для учащихся-резидентов округа Колумбия в DCPS и государственных чартерных школах округа Колумбия. Подсчет студентов, к которому применяется Формула, не включает студентов, зачисленных в частные учебные заведения, предоставляющие услуги специального образования, оплачиваемые округом Колумбия, или студентов-нерезидентов, на которых распространяется требование об оплате обучения в соответствии с 38-302–38-306. Только для целей обучения взрослых, как определено в разделе 102(1), Формула применяется к Университету округа Колумбия (UDC).

«(b) Формула должна применяться только к ассигнованиям из операционного бюджета из Общего фонда округа Колумбия для DCPS, для государственных чартерных школ и для программы обучения взрослых государственных чартерных школ UDC. Он не распространяется на средства из федеральных или других источников доходов, а также на средства, ассигнованные другим агентствам и фондам правительства округа».

«(c) Отменено».

Раздел 4(b) Закона округа Колумбия 13-262 при условии, что срок действия закона истекает через 225 дней после его вступления в силу.

Раздел 2(b) Закона округа Колумбия 14-6, в подразд. (a) добавил в конце следующее: «Только для целей обучения взрослых, как это определено в разделе 102 (1), Формула должна применяться к Университету округа Колумбия (UDC)». в подразд. (b) заменить «для государственных чартерных школ и для программы обучения взрослых УДК» на «и для»; и утратил силу пп. (с).

Раздел 4(b) Закона округа Колумбия 14-6 при условии, что срок действия закона истекает через 225 дней после его вступления в силу.

См. исторические и законодательные примечания после § 38-2901.

Примечания редактора

Раздел 4004 Закона округа Колумбия 23-16 предусматривал следующее: «Намерение Совета состоит в том, чтобы в 2019–2020 учебном году средства по формуле финансирования на одного учащегося, которые были бы выделены государственной чартерной школе Monument Academy, должны следовать студенты, зачисленные в Государственную чартерную школу Monument Academy на 2019 г.-2020 учебного года в государственные школы округа Колумбия или государственные чартерные школы, в которые они в конечном итоге зачисляются».

Поддержка семей округа Колумбия во время нехватки детских смесей

8 июня 2022 г.

В феврале Abbott Laboratories осуществила добровольный отзыв своих детских смесей Similac, Alimentum и EleCare, произведенных на предприятии в Стерджисе, штат Мичиган. Этот добровольный отзыв с тех пор вызвал шок по всей стране и усилил уже существующую нехватку детских смесей. Соединенные Штаты в настоящее время находятся в опасности, пытаясь оправиться от этой чрезвычайной ситуации в области общественного здравоохранения. Многие продуктовые магазины и другие предприятия розничной торговли испытывают проблемы, связанные с нехваткой цепочек поставок, повышением цен и повышенным спросом на товары и услуги.

В отчете Datasembly за 2022 год, Последние данные о детских смесях , отмечается, что по состоянию на май уровень дефицита детских смесей по всей стране достиг 43%.

Что это означает для женщин, младенцев, детей (WIC) участников DC?

По данным государственного агентства DC Health WIC, в то время как многие штаты замечают меньше детских смесей на розничных полках, запасы DC ограничены, но стабильны. Персонал DC WIC сообщил об ограниченных, но доступных запасах Similac Advance, Enfamil Neuro Pro и Gerber Good Start. Однако была заметна нехватка чувствительных смесей, таких как Similac Sensitive, Enfamil Neuro Pro Sensitive, Gerber Good Start Gentle и смесей на основе сои (Similac Isomil, Enfamil Prosobee, Gerber Good Start Soy). Сотрудники WIC еженедельно отслеживают уровень запасов в различных торговых точках округа.

В то время как федеральное правительство работает над расширением доступа к детским смесям для получателей грантов WIC, DC Health работает с продуктовыми магазинами, а местные розничные продавцы получают обновленную информацию, чтобы жители не испытывали трудностей при использовании eWIC для совершения покупок. Следует также отметить, что DC WIC активно сотрудничает с общественными организациями для распространения пожертвованных или неиспользованных детских смесей.

Руководство по замене формул Учебное пособие и eWIC

Чтобы помочь родителям и опекунам найти и приобрести подходящую смесь для удовлетворения потребностей в питании их младенцев, DC WIC продолжает работать с местными получателями грантов WIC в Детской больнице, Unity Health Care, Mary’s Center и Университетской больнице Говарда, а также с местными розничные продовольственные магазины и общественные партнеры.

Кроме того, сотрудники DC WIC предоставили рекомендации для педиатров и акушеров-гинекологов с информацией о том, как родители и лица, осуществляющие уход, могут приобрести заменители детских смесей, если их утвержденный ассортимент недоступен.

Для родителей и опекунов, которые ищут заменители детских смесей, сотрудники DC WIC создали таблицу, призванную помочь покупателям детских смесей выбрать подходящую замену, если их обычная марка или разновидность отсутствуют в наличии.

Поскольку округ Колумбия полностью внедрил eWIC по всему округу, следует отметить, что если родители и лица, осуществляющие уход, обнаружат, что марки или разновидности детской смеси, утвержденной на их карточке WIC EBT, нет в наличии, им следует позвонить в местную клинику WIC во время работы. часов, чтобы переключиться на альтернативные бренды или размеры контейнеров. Если вам нужна помощь в нерабочее время и в выходные дни, позвоните по телефону 202-442-9.397 или перейдите на веб-сайт DC WIC и нажмите «Формула поиска неисправностей?» отправить онлайн-форму.

Совет для тех, кто ищет смесь

При отсутствии немедленного или известного прекращения нехватки в цепочке поставок и в то время, как внутреннее производство детских смесей пытается восстановиться, какой совет можно дать родителям и опекунам в поисках смеси?

• WIC рекомендует, чтобы младенцы, не находящиеся на грудном вскармливании, получали детскую смесь от производителя, одобренного FDA.
• Родители и опекуны должны знать, что из-за ограниченной доступности им, возможно, придется сменить торговую марку или состав (например, использовать порошок вместо концентрата).
• Не кормите детенышей коровьим молоком, если им меньше 12 месяцев. Младенцы могут перейти на коровье молоко, когда им исполнится 12 месяцев.
• Не производить детскую смесь в домашних условиях.
• Покупайте только то, что вам нужно. Во избежание «накопления» и для того, чтобы другие родители и опекуны имели доступ к смесям для своих детей и младенцев, покупайте только то количество и разнообразие, которые необходимы в данный момент.