Сила тока. Плотность тока. Закон Ома. Электрическое сопротивление. Электродвижущая сила
2. Сила тока. Плотность тока. Закон Ома для участка цепи. Электрическое сопротивление. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной
цепи.3. Георг Ом
Да, электричество – мойзадушевный друг,
Согреет, развлечет,
прибавит света.
Опыты, проведенные Омом показали, что сила
тока, напряжение и сопротивление – величины,
связанные между собой.
Электрический ток – упорядоченное
(направленное) движение заряженных частиц.
Электрический ток в металлах представляет
собой упорядоченное движение свободных
электронов.
Сила тока – физическая величина,
показывающая какой заряд проходит через
поперечное сечение проводника за единицу
времени.
q
В СИ [I] = А (Ампер)
I
t
Если в условии задачи речь идет о количестве
свободных электронов N, переносимых через
поперечное сечение проводника, то может
пригодиться формула:
19
q Ne , где e 1,6 10 Кл — модуль заряда
электрона; или I ne S , где n – концентрация
свободных электронов.
Если в условии задачи упоминается плотность
тока, то может пригодиться формула:
I
j
S
j
ne
или
l
t , l- длина
, где
проводника.
А
В СИ [j]= м 2 , плотность тока
Напряжение – физическая величина,
показывающая какую работу совершает
электрическое поле по перемещению
единичного положительного заряда из одной
точки поля в другую.
A
U q
В СИ [U]=В (Вольт)
Сопротивление – физическая величина,
характеризующая свойство проводника
препятствовать прохождению электрического
тока.
l
R , R – сопротивление проводника,
S
— удельное сопротивление материала,
из которого сделан проводник (табличная величина),
l — длина проводника,
S – площадь поперечного сечения
проводника.
В СИ [R]=Ом
9. Закон Ома для участка цепи
Сила тока в участке цепи прямопропорциональна приложенному к нему
напряжению и обратно пропорциональна и
обратно пропорциональна сопротивлению этого
участка.
U
I
R
1.
Вычислите силу тока в спирали электрической
плитки, включенной в сеть с напряжением 220В,
если сопротивление спирали равно 100 Ом.
2. Сила тока , проходящая через нить лампы 0,3 А,
напряжение лампы 6 В. Какое электрическое
сопротивление нити лампы?
3. Сила тока в цепи 2 А, сопротивление резистора 110
Ом. Чему равно напряжение в цепи?
12. Вывод 1:Закон Ома для участка цепи:
сила тока в участке цепи прямопропорциональна напряжению
на концах этого участка и
обратно пропорциональна его
сопротивлению.
13. Вольт-амперная характеристика проводника
График, выражающий зависимостьсилы тока от напряжения, называется
вольт-амперной характеристикой
проводника.
15. Вывод 2:Закон Ома для полной цепи:
• Закон Ома для участка цепирассматривает только данный участок
цепи, а закон Ома для полной цепи
рассматривает полное сопротивление всей
цепи.
• Оба закона Ома показывают зависимость
силы тока от сопротивления – чем больше
сопротивление, тем меньше сила тока и
наоборот.
16. Закон Ома для полной цепи
Я брал куски цилиндрической проволоки произвольнойдлины из различных материалов и помещал их
поочередно в цепь…
Георг Ом
…открытие Ома было скептически воспринято в научных
кругах. Это отразилось и на развитии науки – скажем, законы
распределения токов в разветвленных цепях были выведены
Г. Кирхгофом лишь двадцать лет спустя, — и на научной
карьере Ома
Вопрос
1. Какие величины
связывает закон Ома?
2. Как формулируется
закон Ома?
3. Напишите формулу
закон Ома
4. Напишите единицы
измерения
5. Вывод
Закон Ома для
участка цепи
Закон Ома для
полной цепи
Любые неэлектростатические силы, действующие на заряженные
частицы, принято называть сторонними силами. Т.о. на заряды
внутри источника, помимо кулоновских, действуют сторонние силы
и осуществляют перенос заряженных частиц против кулоновских.
→
Fк
+
А
→
Fк
е
е
→
Fст
—
В
Силы электростатического
происхождения не могут
создать и поддерживать на
концах проводника
постоянную разность
потенциалов
(электростатические силы
– консервативные силы)
происхождения, способные поддерживать разность
потенциалов на концах проводника
21.
Закон Ома для полной цепиСила тока (А)I
Сопротивление
нагрузки (Ом)
R r
Сила тока в цепи прямо
пропорциональна электродвижущей силе
источника тока и обратно
пропорциональна сумме электрических
сопротивлений внешнего и внутреннего
участков цепи.
ЭДСэлектродвижущая
сила источника тока
(В)
Внутреннее
сопротивление
источника тока
(Ом)
22. Если на участке цепи не действует ЭДС (нет источника тока)
U=φ1-φ2Если концы участка, содержащего источник тока, соединить,
то их потенциал станет одинаков
U=ε
В замкнутой цепи напряжение на внешнем и внутреннем ее
участках равно ЭДС источника тока
ε=Uвнеш+Uвнутр
23. Короткое замыкание
При коротком замыкании R → 0,сила тока
I
R r
I кз
r
24. Вычислите токи короткого замыкания
Источник токаГальванический
элемент
Аккумулятор
Осветительные
сети
ε,В
r, Ом
Iк.з., А
1,5
1
1,5
6
0,01
600
100
0,001
100 000
25.
Виды предохранителейПлавкие
Автоматические
Сетевые фильтры
Щитки автоматические
Щиток автоматический
26. Решение задач:
№1 Гальванический элемент с ЭДС E = 5,0 В ивнутренним сопротивлением r = 0,2 Ом замкнут на
проводник сопротивлением R = 40,0 Ом. Чему равно
напряжение U на этом проводнике?
№2 К аккумулятору с ЭДС 12 В
и внутренним сопротивлением r =0,5 Ом,
подключили лампочку сопротивлением R=100 Ом.
Определить силу тока в цепи.
№3 Определить ЭДС источника тока с внутренним
сопротивлением r = 0,3 Ом, если при подключении
к клеммам источника тока параллельно соединенных
резисторов R1=10 Ом и R2=6 Ом сила тока в цепи:
I=3 A.
27. Решение задач:
№1 Гальванический элемент с ЭДС E = 5,0 В ивнутренним сопротивлением r = 0,2 Ом замкнут на
проводник сопротивлением R = 40,0 Ом. Чему равно
напряжение U на этом проводнике?
Ответ: U = 4,97 В.
№2 К аккумулятору с ЭДС 12 В
и внутренним сопротивлением r =0,5 Ом,
подключили лампочку сопротивлением R=100 Ом.
Определить силу тока в цепи.
Ответ: 0,119 А
№3 Определить ЭДС источника тока с внутренним
сопротивлением r = 0,3 Ом, если при подключении
к клеммам источника тока параллельно соединенных
резисторов R1=10 Ом и R2=6 Ом сила тока в цепи:
I=3 A.
Ответ: 12,15В
28. Проведите аналогию
IR r
U
I
R
• 1 Формула выражающая закон Ома для замкнутой
цепи записывается как:
а) I=U/R
б) I
в)
I
R r
R r 2
г) I
R r
2.Ток короткого
формуле:
U
Ik
R
а)
б)
Ik r
в)
Ik
г)
U
Ik
r
r
замыкания
можно
рассчитать
по
31. Тест (готовимся к ЕГЭ)
3.ЭДС аккумулятора с внутреннимсопротивлением r =0,2 Ом, при
подключении к нему сопротивления
R=5 Ом равно…
По цепи протекает ток I=1,5 A.
А) 3 В
Б) 12В
В) 7,8 В
Г) 12,2В
32. Тест (готовимся к ЕГЭ)
4.Какое внутреннее сопротивление имеет источниктока с ЭДС 12 В, если при замыкании его
параллельно соединенными резисторами R 13
1
Ом и R 7 Ом в цепи протекает ток I=2 A.
2
А) 26 Ом
Б) 1,45 Ом
В) 12 Ом
Г) 2,45 Ом
33. Ответы на тест:
• №1• Г
№2
В
№3
В
№4
Б
34. Рефлексия
А. Мне все понравилось. Я все понялБ. Мне понравилось, но я не все понял
В. Все как всегда, ничего необычного
Г. Мне не понравилось
35. Домашнее задание
§ 107-108 читать,упр 19 №5,6.Задача (на дом):
При подключении лампочки к батарее
элементов с ЭДС 4,5 В вольтметр
показал напряжение на лампочке 4 В, а
амперметр – силу тока 0,25 А. Каково
внутреннее сопротивление батареи?
Спасибо за урок!
36. Характеристики источника тока
37. Роль источника тока
Чтобы электрический ток в проводнике непрекращался, необходимо использовать
устройство, которое переносило бы заряды
от одного тела к другому в направлении,
противоположном
тому,
в
котором
переносятся заряды электрическим полем. В
качестве такого устройства используют
источник тока.
38. Источники электрического тока
Источник тока — это устройство, в котором происходит преобразованиекакого-либо вида энергии в электрическую энергию.
Существуют различные виды источников тока:
Механический источник тока
— механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.
К ним относятся : электрофорная машина (диски машины приводятся во
вращение в противоположных направлениях. В результате трения щеток
о
диски
на
кондукторах
машины
накапливаются
заряды
противоположного знака), динамо-машина, генераторы.
Тепловой источник тока
— внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию.
Например, термоэлемент — две проволоки из разных металлов
необходимо спаять с одного края, затем нагреть место спая, тогда
между другими концами этих проволок появится напряжение.
Применяются
в
термодатчиках
и
на
геотермальных
электростанциях.
Световой источник тока
— энергия света преобразуется в электрическую энергию.
Например, фотоэлемент — при освещении некоторых полупроводников
световая энергия превращается в электрическую. Из фотоэлементов
составлены солнечные батареи.
Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах,
видеокамерах.
Химический источник тока
— в результате химических реакций внутренняя энергия преобразуется в
электрическую.
Например, гальванический элемент — в цинковый сосуд вставлен угольный
стержень. Стержень помещен в полотняный мешочек, наполненный смесью
оксида марганца с углем. В элементе используют клейстер из муки на
растворе нашатыря. При взаимодействии нашатыря с цинком, цинк
приобретает отрицательный заряд, а угольный стержень — положительный
заряд. Между заряженным стержнем и цинковым сосудом возникает
электрическое поле. В таком источнике тока уголь является положительным
электродом, а цинковый сосуд — отрицательным электродом.
Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.
Источники тока на основе гальванических элементов применяются в
бытовых автономных электроприборах, источниках бесперебойного
питания.
Аккумуляторы — в автомобилях, электромобилях, сотовых телефонах.
40. Спасибо за внимание!
Определение внутреннего сопротивления и ЭДС источника электрического тока — Студопедия
Поделись с друзьями:
Приборы и принадлежности, используемые в работе:
- Источник электрической энергии.
- Амперметр.
- Вольтметр.
- Реостат.
- Ключ.
- Соединительные провода.
Цель работы:
1. Научится собирать, заданную электрическую схему.
2. Используя закон ОМА для всей цепи, определить опытным путём величину внутреннего сопротивления и ЭДС источника электрической цепи.
1.ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ.
Формула закона Ома для всей цепи имеет вид:
, (1)
где:
Е — ЭДС источника электрической энергии
R — сопротивление внешней части цепи
r — внутреннее сопротивление источника
I — сила тока в цепи.
Перепишем формулу (I) в виде:
(2)
(3)
Если в полной цепи менять внешнее сопротивление, то будут меняться величины I и U (ток в цепи и напряжение на внешней её части). Пусть при силе тока в цепи , напряжение на внешней цепи равно , а при силе тока равно . Тогда дважды запишем формулу (3).
(4)
Левые части у уравнений одинаковые, поэтому приравняем правые части:
откуда:
и получим формулу для нахождения г внутреннего сопротивления источника:
(5)
Подставив (5) в одно из уравнений системы (4), получим формулу для нахождения Е ЭДС источника:
;
(6)
2. ХОД РАБОТЫ.
1. Определить цену деления амперметра и вольтметра.
2. Собрать следующую схему:
При сборке схемы соблюдать следующие требования:
— Собирать схему только при разомкнутом ключе К.
— Приступать к включению схемы и измерениям только после того, как преподаватель или лаборант проверят, правильно ли собрана Ваша схема.
— При замыкании ключа особое внимание обратить на показания амперметра — он не должен зашкаливать.
3. Изменяя величину внешнего сопротивления реостатом, получить 7 различных значений силы тока и напряжения во внешней цепи.
4. По формуле (5) вычислить 7 различных значений внутреннего сопротивления источника.
5. По формуле (6) вычислить 7 различных значений ЭДС источника электрической энергии.
6. Результаты измерений I и U, а также вычислений r и Е занести в таблицу.
В таблице n — число делений, на которое отклонилась стрелка амперметра или вольтметра при очередном измерении.
В следующую колонку после n записывается сила тока или напряжение в цепи, которые вычисляются по формуле:
(цена деления);
U = nV × (цена деления).
Таблица результатов измерений и вычислений
Цена одного деления амперметра =…
Цена одного деления вольтметра =.
..
| № | Сила тока | Напряжение | Внутренние сопротивление | ЭДС источника | ||||||||||
| Дел | I | Дел | U | r | sr | E | ||||||||
| n | А | n | B | Ом | Ом | Ом | Ом | % | В | В | В | В | % | |
7.
Вычислить погрешности с которыми определены внутреннее сопротивление и ЭДС источника электрической энергии, по формулам:[13]
; sr = D rср/ rср × 100%
;
8. Значение погрешностей занести в таблицу и по результатам, полученным в лабораторной работе сделать вывод[14].
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПЕРВОГО УРОВНЯ.
1. Закон Ома для всей цепи (формула и формулировка).
2. Закон Ома при параллельном, последовательном и смешанном соединении одинаковых источников электрической энергии (формулы, схемы).
3. Определение цены деления многопредельного прибора.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ВТОРОГО И ТРЕТЬЕГО УРОВНЯ.
4. Закон Ома для участка цепи с ЭДС (3 случая и общий закон) и для всей цепи при нескольких ЭДС.
5. Что называется ЭДС источника электрической энергии? Единицы ЭДС.
6. Понятие внутреннего сопротивления источника.
7. Измерительные приборы вольтметр и амперметр[15].
Лабораторная работа № 8.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
ток, сопротивление и электродвижущая сила — информационная Общая физика
w3.org/1999/xhtml» cellspacing=»0″>Электрический ток в проводе, где носителями заряда являются электроны, является мерой количества заряда, проходящего через любую точку провода в единицу времени. В переменном токе движение электрических зарядов периодически меняется на противоположное; на постоянном токе нет. Во многих контекстах направление тока в электрических цепях принимается за направление потока положительного заряда, направление, противоположное фактическому дрейфу электронов. При таком определении ток называется обычным током.
Ток обычно обозначается символом I. Закон Ома связывает ток, протекающий по проводнику, с напряжением V и сопротивлением R; то есть V = IR. Альтернативная формулировка закона Ома: I = V/R.
посетите https://www.
britannica.com/science/electric-current, чтобы посмотреть видео об электрическом токе
Ток в газах и жидкостях обычно состоит из потока положительных ионов в одном направлении вместе с потоком отрицательных ионов. ионов в обратном направлении. Чтобы учесть общее влияние тока, его направление обычно принимают за направление положительного носителя заряда. Ток отрицательного заряда, движущийся в противоположном направлении, эквивалентен положительному заряду той же величины, движущемуся в обычном направлении, и должен учитываться как вклад в общий ток. Ток в полупроводниках состоит из движения дырок в обычном направлении и электронов в противоположном направлении.
Существуют токи многих других видов, например, пучки протонов, позитронов или заряженных пионов и мюонов в ускорителях частиц.
Электрический ток создает сопутствующее магнитное поле, как в электромагнитах. Когда электрический ток течет во внешнем магнитном поле, на него действует магнитная сила, как в электродвигателях.
Тепловые потери или энергия, рассеиваемая электрическим током в проводнике, пропорциональны квадрату силы тока.
Общепринятой единицей электрического тока является ампер, поток заряда в один кулон в секунду или 6,2 × 1018 электронов в секунду. Сантиметр-грамм-секунда единиц силы тока является электростатической единицей заряда (эсу) в секунду. Один ампер равен 3 × 109 эсу в секунду.
Коммерческие линии электропередач обеспечивают около 100 ампер для обычного дома; 60-ваттная лампочка потребляет около 0,5 ампер тока, а комнатный кондиционер — около 15 ампер. (Для получения дополнительной информации об электрическом токе см. электричество: постоянный электрический ток и электричество: переменный электрический ток.)
Сопротивление, в электричестве, свойство электрической цепи или части цепи, которая преобразует электрическую энергию в тепловую энергию при противодействии электрическому току. Сопротивление связано со столкновениями заряженных частиц, несущих ток, с неподвижными частицами, составляющими структуру проводников.
Сопротивление часто считают локализованным в таких устройствах, как лампы, нагреватели, резисторы, в которых оно преобладает, хотя оно свойственно каждому участку цепи, в том числе соединительным проводам и линиям электропередач.
Рассеивание электрической энергии в виде тепла, хотя и незначительное, влияет на величину электродвижущей силы или управляющего напряжения, необходимого для создания заданного тока в цепи. Фактически, электродвижущая сила V (измеряемая в вольтах) в цепи, деленная на силу тока I (ампер) в этой цепи, количественно определяет величину электрического сопротивления R. А именно, R = V/I. Таким образом, если 12-вольтовая батарея постоянно пропускает ток в два ампера по длине провода, провод имеет сопротивление шесть вольт на ампер, или шесть омов. Ом — общепринятая единица электрического сопротивления, эквивалентная одному вольту на ампер и обозначаемая заглавной греческой буквой омега, Ом. Сопротивление провода прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади его поперечного сечения.
Сопротивление также зависит от материала проводника. См. сопротивление.
Сопротивление проводника или элемента цепи обычно увеличивается с повышением температуры. При охлаждении до предельно низких температур некоторые проводники имеют нулевое сопротивление. В этих веществах, называемых сверхпроводниками, продолжают течь токи после устранения приложенной электродвижущей силы.
Величина, обратная сопротивлению 1/R, называется проводимостью и выражается в единицах обратного ома, называемых mho.
Электродвижущая сила , аббревиатура E или ЭДС, энергия на единицу электрического заряда, которая сообщается источником энергии, таким как электрический генератор или батарея. Энергия преобразуется из одной формы в другую в генераторе или аккумуляторе, поскольку устройство работает за счет переноса электрического заряда внутрь себя. Один вывод устройства заряжается положительно, другой — отрицательно. Работа, совершаемая над единицей электрического заряда, или энергия, получаемая при этом на единицу электрического заряда, называется электродвижущей силой.
Электродвижущая сила — это характеристика любого источника энергии, способного перемещать электрический заряд по цепи. В международной метрической системе он обозначается аббревиатурой E, но в народе также обозначается как ЭДС.
Несмотря на свое название, электродвижущая сила на самом деле не является силой. Он обычно измеряется в единицах вольт, что эквивалентно в системе метр-килограмм-секунда одному джоулю на кулон электрического заряда. В электростатических единицах системы сантиметр–грамм–секунда единицей электродвижущей силы является статвольт, или один эрг на электростатическую единицу заряда.
Закон Ома , описание зависимости между током, напряжением и сопротивлением. Величина постоянного тока через большое количество материалов прямо пропорциональна разности потенциалов или напряжению на материалах. Так, если напряжение V (в вольтах) между двумя концами провода, сделанного из одного из этих материалов, утроить, то и ток I (ампер) также утроится; и отношение V/I остается постоянным.
Отношение V/I для данного куска материала называется его сопротивлением R и измеряется в единицах, называемых омами. Сопротивление материалов, для которых справедлив закон Ома, не изменяется в огромных диапазонах напряжения и силы тока. Закон Ома может быть выражен математически как V/I = R. То, что сопротивление или отношение напряжения к току для всей или части электрической цепи при фиксированной температуре обычно постоянно, было установлено к 1827 г. в результате исследования немецкого физика Георга Симона Ома.
5При подключении к э
Вопрос
Обновлено:26/04/2023 ЭЛЕКТРИЧЕСТВО-Физика 20 видеоРЕКЛАМА
Text Solution
A
меньше I
C
больше I, но меньше 2I
D
больше 2I
Ответ
90 014 Пошаговое решение от экспертов, которое поможет вам в устранении сомнений и подсчете очков отличные оценки на экзаменах.Ab Padhai каро бина объявления ке
Khareedo DN Pro и дехо сари видео бина киси объявление ки rukaavat ке!
Похожие видео
Полное сопротивление R подключено к элементу внутреннего сопротивления r, максимальный ток протекает во внешнем сопротивлении, когда ток через внешнее сопротивление R независимо от того, подключены ли элементы параллельно или последовательно.
14928352
n одинаковых ячеек каждая из э.д.с. Е и внутреннее сопротивление r соединены последовательно. К этой комбинации последовательно подключено внешнее сопротивление R. Ток через R равен
16120902
В цепи ячейка с внутренним сопротивлением r подключена к внешнему сопротивлению R. Условие максимального тока, протекающего через ячейку:
30559193
ा जिसका वि० वा० बल E तथा आंतरिक प्रतिरोध r है , बाह्म प्रतिरोध R से जुड़ा है । प्रतिरोध के सिरों के विभवांतर V का R के साथ परिवर ्तन चित्र में किस से प्रदर्शित होगा ?94859418
िरों से जुड़ा है । सेल का टर्मिनल विभवांतर V है । सेल का आंतरिक प्रतिरोध है —
94859419
Постройте графики изменения переменного сопротивления R цепи I, подключенной к ячейки ЭДС E и внутреннего сопротивления r.
181218926
े सिरों से जुड़ा है | यदि सेल का टर्मिनल विभवान्तर | हो, तो सेल का आन्तरिक प्रतिरोध है —
642839476
n одинаковых элементов с ЭДС и внутренним сопротивлением r соединены последовательно.
Внешнее сопротивление R соединено последовательно с этой комбинацией. Ток через R равен:
643090569
Text Solution
Ячейка с ЭДС E и внутренним сопротивлением ® подключена к внешнему сопротивлению, R. Ячейка должна управлять максимальным ток через внешнее сопротивление R, только если
644163565
Ячейка ЭДС (E) и внутреннего сопротивления (r) подключена через внешнее сопротивление (R). Выведите условие максимального тока в цепи.
644165877
n одинаковых ячеек каждая из э.д.с. Е и внутреннее сопротивление r соединены последовательно. К этой комбинации последовательно подключено внешнее сопротивление R. Ток через R равен
644382070
Пять ячеек с ЭДС E и внутренним сопротивлением r пропускают одинаковую величину тока через внешнее сопротивление R независимо от того, соединены ли ячейки параллельно или последовательно. Тогда отношение ((R)/(r)) равно
644775144
Две одинаковые ячейки с ЭДС E и внутренним сопротивлением r, соединенные параллельно или последовательно, имеют одинаковый ток через внешнее сопротивление 2 Ом.
