PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

• 1 Учебники
• 2 Механика
  • 2.1 Кинематика
  • 2.2 Динамика
  • 2.3 Законы сохранения
  • 2.4 Статика
  • 2.5 Механические колебания и волны
• 3 Термодинамика и МКТ
  • 3.1 МКТ
  • 3. 2 Термодинамика
• 4 Электродинамика
  • 4.1 Электростатика
  • 4.2 Электрический ток
  • 4.3 Магнетизм
  • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
• 5 Оптика. СТО
  • 5.1 Геометрическая оптика
  • 5.2 Волновая оптика
  • 5. 3 Фотометрия
  • 5.4 Квантовая оптика
  • 5.5 Излучение и спектры
  • 5.6 СТО
• 6 Атомная и ядерная
  • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
  • 6.2 Ядерная физика
• 7 Общие темы
• 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
2. разработки уроков, тем;
3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны

---

Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение

---

Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны

---

Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО

---

Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы

---

Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ — Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

Открытый урок физики в 8-м классе по теме «Сила тока»

Тема урока: «Сила тока»

Тип урока: комбинированный (урок объяснения нового материала)

Цели урока:

• Образовательная: ввести новую физическую величину-силу тока, систематизировать знания через различные виды деятельности;
• Развивающая: учащиеся устанавливают, что сила тока в различных участках последовательной цепи одинакова, способствовать развитию познавательной деятельности с помощью различных упражнений;
• Воспитательная: учащиеся убеждаются в необходимости научиться измерять силу тока, способствовать развития мышления, памяти, внимания, культуры письменной и устной речи.

Задачи урока:

• Образовательная: Выявить имеющиеся знания по данной теме.
• Воспитательная: Подчеркнуть взаимосвязь силы тока и электрического заряда в электрической цепи.
• Развивающая: Продолжить работу по развитию внимания и умения логически и творчески мыслить. Продолжить формировать умение решать задачи

Оборудование:

• мультимедийная приставка,
• компьютер,
• две лампы,
• источник тока,
• ключ,
• соединительные провода,
• раздаточный материал.

Демонстрации: взаимодействие параллельных проводников при замыкании цепи

ХОД УРОКА

I.  Мотивационный-ориентировочный этап

1. Организационный момент

В начале урока обеспечивается рабочая обстановка, организация внимания учеников. Объявляется тема и цель урока.

2. Создание ситуации успеха (проверка домашнего задания)

а) Индивидуальные задания для учащихся

Ученик 1 (работает у доски) Упр. 13(2) Начертить схему цепи, содержащей один гальванический элемент и два звонка, каждый из которых можно включать отдельно
Дополнительное задание: покажите направление тока в данной цепи при замыкании ключа.

Ученик 2 (работает у доски) Упр. 13(5) Нарисуйте схему цепи карманного фонаря (рис. 51 учебника) и назовите части этой цепи. Какие элементы фонаря отмечены цифрами 1-3? Дополнительное задание: Покажите направление упорядоченного движения свободных электронов при замыкании цепи.

Ученики 3, 4. 5 выполняют самостоятельную работу по раздаточному материалу (карточки  1, 2, 3)

Карточка 1

1. Каково направление кратковременного тока, возникающего в проводнике, которым соединены заряженные электроскопы?

______________ О______________
                                                    

2. Как надо поступить, чтобы изменить направление тока в гальванометре?

Карточка 2

1. Назовите, что изображено на схеме? Укажите направление электрического тока на электрической схеме.

1                 2

Карточка 3

Ученик  6 выполняет практическую работу (демонстрационный стол). Собрать электрическую цель по схеме, изображенной на доске.

Дополнительное задание: Как изменить направление тока в цепи?

б) Фронтальный опрос. (Вопросы проектируются на экран с помощью мультимедиа)

Вопросы для проверки:

– Опишите характер движения свободных электронов металле.

– Что представляет собой электрический ток в металлах?
– Проведите сравнение электрического тока с течением воды в водопроводе.
– Какое направление условно приняли за направление электрического тока в проводнике

в) Проверка выполнения индивидуальных заданий.

Учащиеся 3, 4, 5 сдают работы учителю на проверку.

Ученик 1. Схема цепи изображена на доске, показано направление тока. За направление тока принято направление от положительного полюса источника к отрицательному. Поэтому при замыкании цепи направление тока будет таким, как показано стрелками.

Преподаватель: Что произойдет, если один ключ замкнуть, а второй оставить разомкнутым?

Ученик: ‘Га лампа, которая включена последовательно с замкнутым ключом, будет гореть, а вторая нет.

Дополнительные вопросы задают учащиеся.

Ученик  2. Схема цепи карманного фонаря изображена на доске. Упорядоченное движение свободных электронов направлено от отрицательного полюса источника к положительному. Оно указано на чертеже стрелками для случая, когда цепь замкнута. Цифрами 1 обозначены батареи гальванических элементов, 2 –  лампа, 3 –  ключ.

Дополнительные вопросы задают учащиеся.

Ученик 6. Цепь состоит из батареи гальванических элементов, двух ламп и ключа. Все приборы соединены последовательно. Чтобы изменить направление электрического тока необходимо поменять провода на клеммах источника тока.

Учащиеся в тетрадях записывают число и изображают схему цепи.

Ученик замыкает цепь.

II. Исполнительский этап

1. Групповая самостоятельная работа

Учащиеся работают с текстом учебника А.В.Перышкин «Физика» 8 кл.

Дискретный подход

Вопросы к ДЭЗ

От чего зависит интенсивность действия электрического тока?

Что такое сила тока?

Как выражается сила тока через электрический заряд и время?

Формула силы тока

Что принимают за единицу силы тока?

Как называется эта единица в СИ?

Какие дольные и кратные амперу единицы силы тока вы знаете?

Получите наименование единицы силы тока

Получите обозначение единицы силы тока

Выведите формулу для вычисления электрического заряда (количества электричества)

 

	ДЭЗ (доминирующий элемент знаний)	Источник знаний	Вопросы к ДЭЗ
I	Интенсивность (степень действия) электрического тока зависит от заряда, прошедшего по цепи в 1с.	Стр. 84	От чего зависит интенсивность действия электрического тока?
2	Электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника в 1с, определяет силу тока в цепи	Стр. 85	Что такое сила тока?
3	Сила тока равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t.	Стр. 85	Как выражается сила тока через электрический заряд и время?
4	I = q/t	Стр. 85	Формула силы тока
5	За единицы силы тока принимают силу тока, при которой отрезки таких параллельных проводников длиной 1 м взаимодействуют с силой 2*10 Н (0,0000002 Н)	Стр. 8б	Что принимают за единицу силы тока?
6	В Международной системе (СИ) эту единицу силы тока называют ампером	Стр. 86	Как называется эта единица в СИ?
7	Миллиампер (1мА = 0,001А) микроампер (1 мкА = 0,000001А) килоампер (1 кА =  1000А)	Стр. 86	Какие дольные и кратные амперу единицы силы тока вы знаете?
8	[1] = 1л]/|т] = заряд/время	Стр. 86	Получите наименование единицы силы тока
9	[I] = [q]/[t] = A c =  Кл	Стр. 86	Получите обозначение единицы силы тока
10	Q = lt	Стр. 87	Выведите формулу для вычисления электрического заряда (количества электричества)

2. Взаимообучение

ДЭЗ (доминирующий элемент знаний)

Интенсивность (степень действия) электрического тока зависит от заряда, прошедшего по цепи в 1с.

Электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника в 1с, определяет силу тока цепи

Сила тока равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t.

I = q/t

За единицы силы тока принимают силу тока, при которой отрезки таких параллельных проводников длиной 1 м взаимодействуют с силой 2*10 Н (0,0000002 Н)

В Международной системе (СИ) эту единицу силы тока называют ампером Миллиампер (1мА = 0,001А) микроампер (1 мкА = 0,000001 А) килоампер (1 кА =  1000А)

[I] = [ q]/[I] = заряд/время

[I] = [q]/ [ t] = A c  =  Кл

Q = I t

 

Обозначение (и назначение) физической величины	Формула для вычисления физической величины	Единицы физической величины	Формула в обобщенном математическом виде
Силатока[I]	[I] =  [q]/ [t]	А	C = А/В
Электрический заряд [q]	[q]  = [I] [t]	Кл	А = ВС
Время [t]	[t] = [q]/[I]	с	В = А/С

Учащиеся выбирают задание, делятся на группы. (Учащиеся работают с текстом учебника А.В.Перышкин «Физика» 8 кл.)

I Группа выясняет, как обозначается сила тока, находит формулу для ее вычисления

II Группа выясняет, что принято за единицу измерения силы тока

III Группа выясняет как измеряют силу тока. От группы выступает 1 ученик.

Первая группа: Т.к. сила тока характеризует электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за единицу времени, то для вычисления силы тока необходимо заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за промежуток времени t, поделить на этот промежуток времени.
(Обозначение и формула фиксируется на доске и в тетрадях)

Вторая группа: На Международной конференции по мерам и весам в 1948 г. было решено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с током. (Рисунок 59 учебника появляется на экране. ) Гибкие проводники при прохождении электрического тока могут притягиваться и отталкиваться. Сила притяжения между проводниками зависит от длины проводников, расстояния между ними, среды в которой они находятся и от силы тока.
За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки параллельных проводников длиной 1 м на расстоянии 1 м в вакууме взаимодействуют с силой 2*10″7 Н. Эту единицу называют
ампером, в честь французского физика и математика Андре Мари Ампера. (Его портрет появляется на экране) Обозначение: 1А.

П: Велик ли ток в 1 ампер? Посмотрите на таблицу, вы видите данные технического справочника (изображение на экране).

Сила тока

• в электрической бритве 0,08 А
• в карманном радиоприемнике 0,1 А
• в фонарике 0,3 А
• в велосипедном генераторе 0,3 А
• в электрической плитке 3-4 А
• в двигателе троллейбуса 160-200 А

Системно-функциональный подход (физические величины)

Обозначение (и назначение) физической величины	Формула для вычисления физической величины	Единицы физической величины	Формула в обобщенном математическом виде
Сила тока[1]	[I] =  [q]/ [t]	А	С = А/В
Электрический заряд [q]	[q] =  [I] [t]	Кл	А = ВС
Время [t]	[t] = [q]/[I]	с	В = А/С

 

Обязательные знания о физической величине	Физическая величина сила тока
1. Формула	1 =  g/t, где  I – сила тока, g – электрический заряд, t – время, прохождение заряда через поперечное сечение проводника
2. Словесная I формулировка	1 =  g/t, силой тока называется физическая величина, равная отношению электрического заряда, прошедшая через поперечное сечение проводника ко времени его прохождения
3. Физический смысл	1 =  g/t, сила тока показывает какой электрический заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за единицу времени
4. Единица физической величины	1 =  g/t – за единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки таких параметров проводников длиной 1 м взаимодействие с силой 2–10–3
5. Единица физической величины в СИ	1 =  g/t, за единицу силы тока в СИ принята такая сила тока, при котором тело за одну секунду проходит электрический заряд один Кулон
6. Наименование единицы в СИ	[I] =  [g] / [t] =  Кулон/секунду.  =  Кл/с – наименование единицы скорости в СИ кулон в секунду обозначение единиц силы тока – Кл/с

Сила тока, проходящая через тело человека, считающая безопасной 1 мА(0,001 А)
Сила тока, приводящая к серьезным поражениям организма – 100 мА (0,1 А).
Через единицу силы тока определяется единица электрического заряда – 1 Кл.

1 кулон – это электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, при силе тока 1 ампер за время 1 секунд

III. Рефлексивно-оценочный этап

– Что же нового вы узнали на уроке?

У: Обозначение силы тока, формулу для ее вычисления, единицы измерения

П: А для чего нужно уметь это делать?

У: В повседневной жизни нас окружают электрические приборы, а мы пользуемся ими, значит необходимо знать, какой должна быть сила тока в электрической цепи, чтобы эти приборы работали в нормальном режиме.

П: На цоколе лампы карманного фонаря написано 0,28 А, что это значит?

У: Это значит, что лампа рассчитана на силу тока не более 0,28 А. ! I:

IV. Объяснение нового домашнего задания: § 37, Упр. 14 (1, 2, 3)

V. Подведение итогов урока

Оценки за урок выставляются учащимся в группах, комментируются. Учитель объявляет оценки за индивидуальную работу по карточкам.

9.8: Current — Physics LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

46936

• OpenStax
• OpenStax

Цели обучения

• Определение электрического тока, силы тока и скорости дрейфа
• Опишите направление потока заряда в обычном токе.

Электрический ток

Электрический ток определяется как скорость, с которой течет заряд. Большой ток, например, используемый для запуска двигателя грузовика, перемещает большое количество заряда за короткое время, в то время как слабый ток, например, используемый для работы ручного калькулятора, перемещает небольшое количество заряда в течение короткого времени. длительный период времени. В форме уравнения  электрический ток  \(I\) определяется как заряд, проходящий через заданную площадь за время \(\Delta t\). (Как и в предыдущих главах, начальное время часто принимается равным нулю, и в этом случае \(\Delta t=t\).) (См. Рисунок \(\PageIndex{1}\).) Единицей СИ для тока является ампер  (A), названный в честь французского физика Андре-Мари Ампера (1775–1836). Поскольку \(I=\Delta Q / \Delta t\), мы видим, что ампер равен одному кулону в секунду:

\[1 \mathrm{~A}=1 \\mathrm{C} / \mathrm{s} \nonumber \]

Не только предохранители и автоматические выключатели имеют номинал в амперах (или амперах), но и многие электрические Техника.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Текущая скорость потока заряда. Ампер — это поток в один кулон через площадь за одну секунду.

Пример \(\PageIndex{1}\): Расчет токов: ток в аккумуляторе грузовика и портативном калькуляторе

(a) Какой ток возникает, когда аккумулятор грузовика приводится в движение? Заряд 720 C за 4,00 с при запуске двигатель? б) Сколько времени потребуется заряду 1,00 Кл, чтобы пройти через карманный калькулятор, если через него протекает ток 0,300 мА?

Стратегия

Мы можем использовать определение тока в уравнении \(I=\Delta Q / \Delta t\), чтобы найти ток в части (a), поскольку заряд и время заданы. В части (b) мы меняем определение тока и используем заданные значения заряда и тока, чтобы найти требуемое время.

Решение для (a)

Ввод заданных значений заряда и времени в определение тока дает

\[\begin{align}
I &=\frac{\Delta Q}{\Delta t} =\frac{720\mathrm{C}}{4. 00\mathrm{~s}}=180\mathrm{C} / \mathrm{s} \\
&=180 \mathrm{~A} .
\end{aligned} \nonumber\]

Обсуждение для (a)

Это большое значение тока иллюстрирует тот факт, что большой заряд перемещается за небольшой промежуток времени. Токи в этих «стартерах» довольно велики, поскольку при приведении чего-либо в движение необходимо преодолевать большие силы трения.

Решение для (b)

Решение соотношения \(I=\Delta Q / \Delta t\) для времени \(\Delta t\) и ввод известных значений заряда и тока дает 9{3} \mathrm{~s}.
\end{aligned} \nonumber\]

Обсуждение для (b)

Это время чуть меньше часа. Небольшой ток, используемый ручным калькулятором, требует гораздо больше времени для перемещения меньшего заряда, чем большой ток стартера грузовика. Так почему же мы можем работать с нашими калькуляторами всего через несколько секунд после их включения? Это потому, что калькуляторы требуют очень мало энергии. Такие малые требования к току и энергии позволяют портативным калькуляторам работать от солнечных батарей или работать много часов от небольших батарей. Помните, что в калькуляторах нет движущихся частей, как в двигателе грузовика с цилиндрами и поршнями, поэтому технология требует меньших токов.

На рисунке \(\PageIndex{2}\) показана простая схема и стандартное схематическое представление батареи, проводящего пути и нагрузки (резистора). Схемы очень полезны для визуализации основных особенностей схемы. Одна схема может отображать множество ситуаций. Схема на Рисунке \(\PageIndex{2}\)(b), например, может представлять что угодно: от аккумулятора грузовика, подключенного к фаре, освещающей улицу перед грузовиком, до небольшой батареи, подключенной к фонарику-ручке, освещающему замочную скважину. в дверь. Такие схемы полезны, потому что анализ одинаков для самых разных ситуаций. Нам нужно понять несколько схем, чтобы применить концепции и анализ ко многим другим ситуациям.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): (a) Простая электрическая цепь. Замкнутый путь для протекания тока обеспечивается проводящими проводами, соединяющими нагрузку с клеммами батареи. (b) На этой схеме батарея представлена ​​двумя параллельными красными линиями, проводники показаны прямыми линиями, а зигзаг представляет собой нагрузку. Схема представляет большое разнообразие подобных схем.

Обратите внимание, что направление тока на рисунке \(\PageIndex{2}\) от положительного к отрицательному. Направление обычного тока – это направление, в котором будет течь положительный заряд . В зависимости от ситуации могут перемещаться положительные заряды, отрицательные заряды или и то, и другое. В металлических проводах, например, ток переносится электронами, то есть движутся отрицательные заряды. В ионных растворах, таких как соленая вода, движутся как положительные, так и отрицательные заряды. Это верно и для нервных клеток. Генератор Ван де Граафа, используемый для ядерных исследований, может производить ток чисто положительных зарядов, таких как протоны. На рисунке \(\PageIndex{3}\) показано движение заряженных частиц, образующих ток. Тот факт, что обычный ток считается направленным в сторону положительного заряда, можно проследить до американского политика и ученого Бенджамина Франклина в 1700-х годах. Он назвал тип заряда, связанного с электронами, отрицательным задолго до того, как стало известно, что они несут ток во многих ситуациях. Франклин, по сути, совершенно не знал о мелкомасштабной структуре электричества.

Важно понимать, что в проводниках, ответственных за производство тока, существует электрическое поле, как показано на Рисунок \(\PageIndex{3}\). В отличие от статического электричества, где проводник, находящийся в равновесии, не может иметь в себе электрического поля, проводники, по которым течет ток, имеют электрическое поле и не находятся в статическом равновесии. Электрическое поле необходимо для подачи энергии для перемещения зарядов.

ВЫПОЛНЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ: ИССЛЕДОВАНИЕ НА ДОМУ — ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК ИЛЛЮСТРАЦИЯ

Найдите соломинку и горошины, которые могут свободно перемещаться в соломе. Положите соломинку на стол и наполните ее горошком. Когда вы вставляете одну горошину с одного конца, другая горошина должна выскочить с другого конца. Эта демонстрация представляет собой аналогию электрического тока. Определите, что сравнивается с электронами и что сравнивается с запасом энергии. Какие еще аналогии вы можете найти для электрического тока?

Обратите внимание, что поток гороха основан на физическом столкновении горошин друг с другом; электроны текут за счет взаимно отталкивающих электростатических сил.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Ток \(I\)  – это скорость, с которой заряд проходит через площадь \(A\), например через поперечное сечение провода. Условный ток определен для движения в направлении электрического поля. (а) Положительные заряды движутся в направлении электрического поля и в том же направлении, что и обычный ток. б) Отрицательные заряды движутся в направлении, противоположном электрическому полю. Обычный ток направлен в сторону, противоположную движению отрицательного заряда. {-19{-}}{\mathrm{s}}.
\end{aligned} \nonumber\]

Обсуждение

Заряженных частиц, движущихся даже в малых течениях, так много, что отдельные заряды не замечаются, как не замечаются отдельные молекулы воды в потоке воды. Еще более удивительно то, что они не всегда продолжают двигаться вперед, как солдаты на параде. Скорее они похожи на толпу людей с движением в разных направлениях, но общей тенденцией двигаться вперед. В металлической проволоке происходит множество столкновений с атомами и, конечно же, с другими электронами.

Резюме раздела

Глоссарий

электрический ток

скорость, с которой течет заряд, \(I=\Delta Q / \Delta t\)

ампер

(ампер) единица силы тока в СИ; 1 А = 1 Кл/с

---

Эта страница под названием 9.8: Current распространяется под лицензией CC BY 4. 0 и была создана, изменена и/или курирована OpenStax.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   ОпенСтакс

   Лицензия

   СС BY

   Версия лицензии

   4,0

2. Теги

   На этой странице нет тегов.

Электрический заряд и электрический ток

Рассмотрим, что происходит внутри короткого отрезка изоляции из ПВХ. медный провод. Электроны свободно перемещаются между атомами меди. Каждый электрон имеет отрицательный заряд, и когда мы получаем их кучу течь по проводу в одном направлении, мы получаем поток заряда, называемый током. Если ток течет только в одном направлении, это называется постоянный ток или DC .

— 20 AWG —— 20 AWG —

Если он течет туда и обратно, мы называем его переменным током или переменным током .

— 20 AWG —— 20 AWG —

Заряд измеряется в кулонах. Требуется огромное количество электронов, чтобы равняться одному кулону. На самом деле требуется примерно 6,2х10 ¹⁸ . Глядя на это с противоположной точки зрения, один электрон имеет отрицательный заряд, равный -1,6×10 ^-19 кулонов (-1,6×10 ^-19 С).

Один кулон заряда, протекающего в секунду, равен одному амперу тока. Однако на самом деле, произнося слово «ампер», я чувствую себя художником-импрессионистом, пишущим строку ямбического стиха, чтобы описать покрытую росой листву прохладным весенним утром. Если вы хотите быть настоящим ламповым музыкантом, вам нужно сказать «усилитель». Одна тысячная часть ампера (0,001 А) — это «миллиампер» (1 мА).

Требуется расход 6,2×10 ¹⁸ электронов в секунду для получения одного ампера тока. К счастью, хорошие проводники имеют много электронов, доступных для этой задачи. Например, в металлической меди в одном кубическом метре имеется 8,5×10 90 248 28 90 249 свободных электронов. Хорошо, может быть, мы не используем целый кубический метр меди в ламповом усилителе, но даже меньшие куски имеют более чем достаточно свободных электронов для удовлетворения наших потребностей.

---

Новый! Электроника гитарного усилителя: Fender Deluxe — от передней панели телевизора до узкой панели, от коричневой до черной реверберации

---

В электронных лампах электроны перетекают от нагретого катода к ненагретой пластине, поэтому можно подумать, что ток будет течь в этом направлении. Ведь это то направление, в котором физические частицы действительно движутся. Увы, это не так. Электроны заряжены отрицательно, и с точки зрения тока отрицательно заряженные частицы, движущиеся в одном направлении, имеют тот же эффект, что и положительные заряды, движущиеся в противоположном направлении. Таким образом, мы говорим, что «положительный» ток течет от пластины к катоду. Сначала это странная концепция, но к ней легко привыкнуть. Нам просто нужно представить, что ток вызван положительно заряженными частицами, каждая из которых имеет заряд +1,6×10 ^-19 С, текущая в направлении, противоположном потоку электронов.

Проблема

Провод 20AWG длиной 1 см соединяет две клеммы регулятора скорости вашего Fender Tremolux 6G9. Его медно-металлический проводник содержит 4,4×10 90 248 20 90 249 свободных электронов, способных проводить ток. Какой заряд представляют эти свободные электроны?

Раствор

Общий заряд равен количеству электронов, умноженному на заряд, приходящийся на один электрон:

(4,4×10 ²⁰ )(-1,6×10 ^-19 С) = -70С

Не хилая для крохотной длины провода!

---

Электроника гитарного усилителя: основная теория — освоить основы проектирования предусилителя, усилителя мощности и блока питания.

---

Проблема

Благодаря невероятно проницательной наблюдательности вы замечаете, что 1,25×10 ¹⁶ Каждую секунду электроны текут от катода к пластине вашего предусилителя 12AX7. Сколько ампер тока это представляет? В каком направлении?

пластина-решетка-катод

раствор

1,25×10 ¹⁶ электронов представляют собой заряд

(1,25×10 ¹⁶ )(-1,6×10 ^-19 °С) = -0,002°С

Это означает, что от катода к пластине течет -0,002C в секунду. С точки зрения тока это то же самое, как если бы от пластины к катоду текло +0,002C в секунду. Это равно 0,002 А или 2 мА. Таким образом, мы имеем 2 мА тока, протекающего от пластины к катоду.

---

Основы проектирования систем гитарных усилителей — спроектируйте свой усилитель, используя структурированную профессиональную методологию.

---

Проблема

4,1×10 ¹⁸ электронов в минуту проходит от источника питания экрана усилителя мощности до источника питания пластины усилителя мощности через дроссель. (Я уверен, что вы весело провели время, считая их!) Какова сила тока в миллиамперах?

пластины для экрана

Решение

Если разделить на 60, то 4,1×10 90 248 18 90 249 электронов в минуту равно 6,8×10 ¹⁶ электронов в секунду. Заряд, протекающий через дроссель, измеряется в кулонах в секунду. равно количество электронов в секунду, умноженное на заряд, приходящийся на один электрон:

(6,8×10 ¹⁶ с ^-1 )(-1,6×10 ^-19 Кл) = -0,011 Кл/с

Что касается тока, то это то же самое, что положительные заряды текут в противоположном направлении со скоростью +0,011 Кл/с, что составляет 11 мА. Таким образом, ток 11 мА протекает от питания пластины через дроссель к питанию экрана. Электроны, которые делают все это возможным, на самом деле текут в противоположном направлении.

Проблема

В вашем клоне Champ 5E1 используется провод 20AWG диаметром 0,812 мм для подключения напряжения питания пластины к пластинчатому резистору 100 кОм. Резистор пропускает ток 0,6 мА на холостом ходу при отсутствии гитарного сигнала. С какой скоростью электроны движутся по проводу? Не могли бы вы использовать проволоку большего диаметра, чтобы они текли быстрее?

20 AWG100 кОм

Решение

Радиус провода составляет половину диаметра, или 0,406 мм, что составляет 4,06х10 ^-4 метров. Мы получаем площадь, возводя радиус в квадрат и умножая на число Пи. Это означает, что в пересчете на квадратные метры поперечное сечение имеет площадь

(3,14)(4,06×10 ^-4 м) ² = 5,2×10 ^-7 м ²

Умножение площади поперечного сечения на длину дает нам количество кубических метров в проводе:

(5,2×10 ^-7 м ² )(1 м) = 5,2×10 ^-7 м ³

На кубический метр меди приходится 8,5×10 ²⁸ свободных электронов. Это означает, что в одном метре провода 20AWG содержится

(8,5×10 ²⁸ м ^-3 )(5,2×10 ^-7 м ³ ) = 4,4×10 ²²

электроны. Чтобы получить количество заряда в одном метре провода, мы умножаем на количество кулонов на электрон, что дает нам

(4,4×10 ²² )(-1,6×10 ^-19 °С) = -7,0×10 ³ °С

Глядя на это с противоположной точки зрения, это означает, что требуется

1/(7,0×10 ³ ) = 1,4×10 ^-4

метров провода, чтобы содержать заряд -1C. Это меньше миллиметра! И мы говорим о довольно тонком проводе. Мы знаем, что ток через цепь пластины равен 0,6 мА, что означает 6×10 ^-4 Кл заряд проходит через провод каждую секунду. (Это положительный ток от питания пластины через пластинчатый резистор к пластине трубки, как если бы по проводу двигались положительные заряды.)

Количество метров провода, содержащего заряд -0,0006 Кл, равно

(1,4×10 ^-4 )(6×10 ^-4 ) = 8×10 ^-8

Итак, это количество метров заряда, которое проходит по проводу каждую секунду. Таким образом, электроны дрейфуют по проводу со скоростью 8х10 ^-8 метров в секунду. Если бы вы использовали провод большего диаметра, то в поперечном сечении было бы больше электронов. Таким образом, электроны будут двигаться медленнее, чтобы производить тот же ток.

---

Электроника гитарного усилителя: моделирование цепей — узнайте, работает ли ваша конструкция, измеряя производительность в каждой точке усилителя.

---

Как показывает эта задача, электроны дрейфуют очень медленно. В данном случае всего 7,4 миллиметра за весь день! Однако важно помнить, что гитарные сигналы распространяются почти со скоростью света. Если мы подадим ток 0,6 мА на один конец провода, то 0,6 мА потечет с другого конца почти мгновенно. Только не ожидайте увидеть те же самые электроны, которые вы вложили.