Сила тока и заряд формула: 404 — Страница не найдена — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Сила и плотность тока. Линии тока

Сила тока I для тока, протекающего через некоторую площадь сечения проводника S эквивалентна производной заряда q по времени t и количественно характеризует электрический ток.

Определение 1

Таким образом выходит, что сила тока — это поток заряженных частиц через некоторую поверхность S.

Определение 2

Электрический ток является процессом движения как отрицательных, так и положительных зарядов.

Перенос заряда одного знака в определенную сторону равен переносу заряда, обладающего противоположным знаком, в обратном направлении. В ситуации, когда ток образуется зарядами и положительного, и отрицательного знаков (dq+ и dq−), справедливым будет заключение о том, что сила тока равна следующему выражению:

I=dq+dt+dq-dt.

В качестве положительного определяют направление движения положительных зарядов. Ток может быть постоянным, когда ни сила тока, ни его направление не претерпевают изменений с течением времени, или, наоборот, переменным. При условии постоянства, формула силы тока может выражаться в следующем виде:

I=q∆t,

где сила тока определена в качестве заряда, который пересекает некоторую поверхность S в единицу времени. В системе СИ роль основной единицы измерения силы тока играет Ампер (А).

1A=1 Кл1 с.

Плотность тока. Связь плотности тока с зарядом и силой тока, напряженностью

Выделим в проводнике, в котором протекает ток, малый объем dV случайной формы. С помощью следующего обозначения υ определим среднюю скорость движения носителей зарядов в проводнике. Пускай n0 представляет собой концентрацию носителей заряда. На поверхности проводника выберем пренебрежительно малую площадку dS, которая расположена ортогонально скорости υ (рис. 1).

Рисунок 1

Проиллюстрируем на поверхности площадки dS очень короткий прямой цилиндр, имеющий высоту υdt. Весь массив частиц, которые располагались внутри такого цилиндра за время dt пересекут плоскость dS и перенесут через нее, в направлении скорости υ, заряд, выражающийся в виде следующего выражения:

dq=n0qeυdSdt,

где qe=1,6·10-19 Кл является зарядом электрона, другими словами отдельной частицы или же носителя тока. Разделим приведенную формулу на dSdt и получим:

j=dqdSdt,

где j представляет собой модуль плотности электрического тока.

j=n0qeυ,

где j является модулем плотности электрического тока в проводнике, в котором заряд переносится электронами. В случае, если ток появляется как результат движения нескольких типов зарядов, то формула плотности тока может быть определена в виде следующего выражения:

j=∑niqiυii,

где i представляет собой носитель заряда. Плотность тока — это векторная величина. Снова обратим внимание на рисунок 1. Пускай n→ представляет собой единичный перпендикуляр к плоскости dS. В случае, если частицы, переносящие заряд, являются положительными, то переносимый ими заряд в направлении нормали больше нуля. В общем случае переносимый в единицу времени элементарный заряд может быть записана в следующем виде:

dqdt=j→n→dS=jndS.

Формула приведенная выше справедлива также в том случае, когда плоскость площадки dS неортогональная по отношению к вектору плотности тока. По той причине, что составляющая вектора j→, направленная под прямым углом к нормали, через сечение dS электричества не переносит. Исходя из всего вышесказанного, плотность тока в проводнике окончательно запишем, применяя формулу j=n0qeυ в таком виде:

j→=-n0qeυ→.

Таким образом, плотность тока эквивалентна количеству электричества, другими словами заряду, который протекает за одну секунду через единицу сечения проводника. В отношении однородного цилиндрического проводника справедливым будет записать, что:

j=IS∆t,

где S играет роль площади сечения проводника. Плотность постоянного тока равна по всей площади сечения проводника. Для двух разных сечений проводника (S1,S2) с постоянным током справедливо следующее равенство:

j1j2=S2S1.

Основываясь на законе Ома для плотности токов можно записать такое выражение:

j→=λE→,

где λ обозначает коэффициент удельной электропроводности. Определив плотность тока, мы имеем возможность выразить силу тока в следующем виде:

I=∫SjndS,

где интегрирование происходит по всей поверхности S любого сечения проводника. Единица плотности тока Aм2.

Нужна помощь преподавателя?

Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Описать задание

Линии тока

Определение 3

Линии, вдоль которых движутся заряженные частицы, носят название линий тока.

Направления движения положительных зарядов также определяются в качестве направлений линий тока. Изобразив линии тока, можно получить наглядное представление о движении электронов и ионов, которые формируют собой ток. Если внутри проводника выделить трубку с током, у которой боковая поверхность состоит из линий тока, то движущиеся заряженные частицы не будут пересекать боковую поверхность данной трубки. Такую трубка представляет собой так называемую трубку тока. К примеру, поверхность металлической проволоки в изоляторе будет определяться как труба тока.

Пример 1

Сила тока в проводнике равномерно возрастает от 0 до 5 А на протяжении 20 с. Определите заряд, который прошел через поперечное сечение проводника за данный отрезок времени.

Решение

В качестве основы решения данной задачи возьмем формулу, которая характеризует собой силу тока, то есть:

I=dqdt.

Таким образом, заряд будет найден как:

q=∫t1t2Idt.

В условии задачи сказано, что сила тока изменяется равномерно, а это означает то, что мы можем записать закон изменения силы тока в следующем виде:

I=kt.

Найдем коэффициент пропорциональности в приведенном выражении, для чего необходимо запишем закон изменения силы тока еще раз для момента времени, при котором сила тока эквивалентна I2=3А (t2):

I2=kt2→k=I2t2.

Подставим выражение выше в I=kt и проинтегрируем в соответствии с q=∫t1t2Idt, получим формулу такого вида: q=∫t1t2ktdt=∫t1t2I2t2tdt=I2t2∫t1t2tdt=t22t1t2=I22t2t22-t12.

В качестве начального момента времени возьмем момент, когда сила тока эквивалентна нулю, другими словами t1=0, I1=0 A; t2=20, I2=5 А. Проведем следующие вычисления:

q=I22t2t22=I2t22=5·202=50 (Кл).

Ответ: q=50 Кл.

Пример 2

Определите среднюю скорость движения электронов в проводнике, молярная масса вещества которого эквивалентна μ, поперечное сечение проводника S. Сила тока в проводнике I. Примем, что на каждый атом вещества в проводнике приходится два свободных электрона.

Решение

Силу тока (I) в проводнике можно считать постоянной, что позволяет нам записать следующее выражение:

I=q∆t=Nqe∆t,

где заряд q определим как произведение числа электронов проводимости в проводнике, на заряд одного электрона qe, представляющего собой известную величину. ∆t играет роль промежутка времени, за который через поперечное сечение проводника проходит заряд q. Найти N можно, если применять известное в молекулярной физике соотношение:

N’NА=mμ=ρVμ,

где N′ играет роль количества атомов в проводнике, объем которого V, плотность ρ, а молярная масса μ. NA представляет собой число Авогадро. По условию задачи N=2N′. Найдем из N’NА=mμ=ρVμ число свободных электронов: N=2ρVμNA.

Подставим выражение, приведенное выше, в I=q∆t=Nqe∆t, в результате чего получим:

I=2ρVμNAqe∆t=2ρqeNASlμ∆t,

где объем проводника найден как V=Sl, где l — длина проводника. Выразим ее.

l=μ∆tI2ρqeNAS.

Среднюю скорость движения электронов или, другими словами, скорость тока в проводнике можно определить следующим образом: υ=l∆t=μI2ρqeNAS.

Ответ: υ=μI2ρqeNAS.

Урок 7. свободные и вынужденные электромагнитные колебания. колебательный контур — Физика — 11 класс

Физика, 11 класс

Урок 7. Свободные и вынужденные электромагнитные колебания. Колебательный контур

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) электромагнитные колебания, колебательный контур;

2) универсальность основных закономерностей колебательных процессов для колебаний любой физической природы;

3) гармонические колебания;

4) физический смысл характеристик колебаний.

5) графики зависимости электрического заряда, силы тока и напряжения от времени при свободных электромагнитных колебаниях.

6) определение по графику характеристик колебаний;

7) аналогия между механическими и электромагнитными колебаниями.

8) формула Томсона.

Глоссарий по теме

Электромагнитными колебаниями называют периодические изменения со временем заряда, силы тока и напряжения.

Электромагнитные колебания бывают двух видов — свободные и

вынужденные.

Свободными колебаниями называют колебания, возникающие в колебательной системе за счет первоначально сообщенной этой системе энергии.

Вынужденные электромагнитные колебания — это периодические изменения заряда, силы тока и напряжения в цепи под действием переменной электродвижущей силы от внешнего источника.

Система, состоящая из конденсатора и катушки индуктивности, присоединенной к его обкладкам, называется колебательным контуром.

Период электромагнитных колебаний – промежуток времени, в течение которого ток в колебательном контуре и напряжение на пластинах конденсатора совершает одно полное колебание.

Частота колебаний – число колебаний в единицу времени.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Мякишев Г.Я.,Буховцев Б.Б.,Чаругин В.М. Физика.11 класс. Учебник для общеобразовательных организаций. М.: Просвещение, 2014. – С. 74 — 82.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. -М.: Дрофа, 2009. – С. 126 – 128.

Основное содержание урока

Колебательным контуром называется система, состоящая из конденсатора и катушки, присоединенной к его обкладкам, в которой могут происходить свободные электромагнитные колебания

Электромагнитные колебания в контуре происходят с большой частотой и определять его характеристики без осциллографа невозможно.

Развертка получаемая на экране осциллографа схожа с той, что вычерчивает маятник с песочницей над движущимся листом бумаги при колебаниях математического маятника.

Чтобы в колебательном контуре возникли колебания, необходимо сообщить колебательному контуру энергию, зарядив конденсатор от источника тока.

Энергия, полученная конденсатором заключена в электрическом поле обкладок

где — заряд конденсатора, C – его электроемкость.

Между обкладками конденсатора возникает разность потенциалов .

При разрядке конденсатора энергия электрического поля превращается в энергию магнитного поля, определяемая по формуле

где – индуктивность катушки, – сила переменного тока.

Полная энергия колебательного контура равна

Когда конденсатор разрядится полностью, вся энергия электрического поля превращается в энергию магнитного поля. Когда сила тока и созданное им магнитное поле начинает уменьшаться, возникает ЭДС самоиндукции, стремящийся поддержать ток, и начинается перезарядка конденсатора. При свободных колебаниях через промежутки времени, равные периоду колебаний, состояние системы в точности повторяется. Полная энергия такой системы любой момент времени равно максимальной энергии электрического поля или максимальной энергии магнитного поля.

q, u и i — мгновенные значения заряда, напряжения и силы тока. При отсутствии сопротивления в контуре полная энергия электромагнитного поля не изменяется. Колебания затухающие, сопротивление катушки и проводников превращают энергию электромагнитного поля во внутреннюю энергию проводника.

Электромагнитные колебания в контуре имеют сходство со свободными механическими колебаниями. Характер периодического изменения различных величин одинаков. При механических колебаниях периодически изменяются координата тела x и проекция его скорости , а при электромагнитных колебаниях изменяются заряд q конденсатора и сила тока i в цепи.

Индуктивность катушки L аналогична массе тела m, при колебаниях груза на пружине, кинетическая энергия тела , аналогична энергии магнитного поля тока .

Роль потенциальной энергии выполняет энергия заряда конденсатора:

Координата тела аналогична заряду конденсатора.

Полная энергия колебательного контура, в любой момент времени, равна сумме энергий магнитного и электрического полей:

Производная полной энергии по времени равна нулю при R = 0. Следовательно, равна нулю сумма производных по времени от энергий магнитного и электрического полей:

то есть

Знак « — » минус в этом выражении означает, что, когда энергия магнитного поля возрастает, энергия электрического поля убывает и наоборот. Физический смысл этого выражения заключается в том, что скорость изменения энергии магнитного поля равна по модулю и противоположна по направлению скорости изменения электрического поля.

Электрический заряд и сила тока, при свободных колебаниях с течением времени изменяются по закону синуса или косинуса, то есть совершают гармонические колебания.

Циклическая частота для свободных электрических колебаний:

Период свободных колебаний в контуре равен:

Формула Томсона.

Период свободных электрических колебаний в колебательном контуре зависит от индуктивности катушки и емкости конденсатора.

Частотой колебаний называется величина, обратная периоду колебаний:

Частоту свободных колебаний называют собственной частотой колебательной системы.

Заряд конденсатора изменяется по гармоническому закону:

где – амплитуда колебаний заряда. Сила тока также совершает гармонические колебания:

где – амплитуда колебаний силы тока. Колебания силы тока опережают по фазе колебания заряда на .

Разбор типовых тренировочных заданий

Задача 1. Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью 2 мкФ и катушки индуктивности. В контуре происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице приведена зависимость энергии W, запасённой в конденсаторе идеального колебательного контура, от времени t.

t, нс	0	125	250	375	500	625	750	875	1000
W, мкДж	0	3,66	12,5	21,34	25,0	21,34	12,5	3,66	0,00

t, нс	1125	1250	1375	1500	1625	1750	1875	2000	2125
W, мкДж	3,66	12,5	21,34	25,0	21,34	12,50	3,66	0,00	3,66

На основании анализа этой таблицы выберите два верных утверждения.

1) Период электромагнитных колебаний в контуре равен 1 мкс.

2) Период электромагнитных колебаний в контуре равен 2 мкс.

3) Индуктивность катушки равна примерно 13 нГн.

4) Максимальное напряжение на конденсаторе равно 5 В.

5) Максимальное напряжение на конденсаторе равно 50 кВ.

Решение. При электромагнитных колебаниях в контуре происходит периодическое превращение энергии электрического поля конденсатора в энергию магнитного поля катушки и обратно, при этом максимальная энергия, запасенная в катушке, равна максимальной энергии, запасенной в конденсаторе

Период колебаний конденсатора равен 1000 нс, но период электромагнитных колебаний в контуре в два раза больше и составляет 2000 нс = 2 мкс.

Утверждение 2 — верно, утверждение 1 — неверно.

Воспользуемся формулой Томсона и выразим индуктивность катушки:

Утверждение 3 — неверно.

Максимальное напряжение на конденсаторе равно

Значение находим из таблицы =25 мкДж

Утверждение 4 верно, 5 — неверно

2. Емкость конденсатора колебательного контура С=1мкФ, индуктивность катушки L=0,04 Гн, амплитуда колебаний напряжения U_m=100 В.

В данный момент времени напряжение на конденсаторе u=80 В. Найти:

1. амплитуду колебаний силы тока I_m;

2. полную энергию W;

3. энергию электрического поля W_эл;

4. энергию магнитного поля W_м;

5. мгновенное значение силы тока i.

Дано:

С=1 мкФ=0,000001Ф

L=0,04 Гн

U_m=100 В

u=80 В

Найти: I_m; W; W_эл; W_м; i.

Решение

Из закона сохранения энергии максимальные энергии конденсатора и катушки индуктивности равны

Откуда

Полная энергия равна

Энергия электрического поля в момент, когда напряжение на конденсаторе

Из закона сохранения энергии выразим :

Мгновенное значение силы тока выразим из формулы:

Протекание тока — Основы электроники

Электрический ток это есть медленное движение потока электронов в область положительного заряда из области отрицательного заряда. В качестве единицы измерения силы тока используют ампер (А). Названа эта единица в честь французского ученого Андре Мари Ампера. Один ампер это сила тока, возникающая в проводнике при перемещении заряда через заданную точку величиной в один кулон за одну секунду.
Следующая формула показывает соотношение между силой тока и зарядом за секунду:

I=Q/t

где I — сила тока в амперах, Q — величина электрическо¬го заряда в кулонах, t — время в секундах.

Пример. Чему будет равна сила тока в цепи, если через заданную точку в цепи прошло 12 кулон заряда за 4 секунды.
Решение.
Q=12 Кл;
T=4 с;
I=Q/t=12/4=3 (А).

Рассмотрим протекание тока по проводнику. Обычно носителями заряда в цепи являются отрицательно заряженные электроны. Тогда ток это есть поток отрицательно заряженных электронов. Так исторически сложилось, что направление протекания тока не совпадает с направлением потока электронов, то есть противоположно. Однако в свое время было открыто, что когда электроны перемещаются от одного атома к другому, то возникают положительные заряды, названные дырками. (рис 2.2).

Можно сказать, что дырка это место на оболочке, откуда ушел электрон. Дырки перемещаются в направлении противоположном потоку электронов (рис 2.3).

В том случае, если электроны берутся с одного конца проводника и добавляются на другой конец проводника, то по проводнику будет течь ток. В результате медленного движения свободных электронов по проводнику, они сталкиваются с атомами, при этом освобождая другие электроны. Эти освободившиеся электроны движутся к положительному заряженному концу проводника, так же сталкиваясь с другими атомами. Это перемещение (или его еще называют дрейф) происходит как следствие отталкивания зарядов. К тому же положительно заряженный конец проводника, где присутствует дефицит электронов, притягивает отрицательно заряженные электроны.
Так вследствие «работы» законов взаимодействия электрических зарядов происходит медленный дрейф электронов. Хотя отдельные электроны сталкиваются с атомами и освобождают другие электроны, скорость которых достигает скорости света.
Для наглядности возьмем полую трубу и заполним ее шариками (рис. 2.4.).

Если добавить шарик в один конец трубы, то из второго конца шарик выталкивается. Отдельные шары тратят для перемещения некоторое время, но частота их столкновений иногда будет достаточно высокой.

Устройство, которое забирает электроны с положительно заряженного конца проводника и отдает их в отрицательно заряженный конец проводника, называют источником напряжения. В сравнении с системой водопровода источник напряжения может рассматриваться как своего рода насос (рис. 2.5).

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!

Формула заряда конденсатора через силу тока

Калькуляторы рассчитывают параметры разрядки и зарядки конденсатора от источника постоянной ЭДС через сопротивление.

Калькуляторы рассчитывают параметры разрядки и зарядки конденсатора от источника постоянной ЭДС через сопротивление. Формулы, по которым идет расчет, приведены под калькуляторами.

Заряд конденсатора от источника постоянной ЭДС

Разряд конденсатора через сопротивление

Понять приводимые ниже формулы поможет картинка, изображающая электрическую схему заряда конденсатора от источника постоянной ЭДС (батареи):

Итак, при замыкании ключа К в цепи пойдет электрический ток, который будет приводить к заряду конденсатора.
По закону Ома сумма напряжений на конденсаторе и резисторе равна ЭДС источника, таким образом:

При этом заряд и сила тока зависят от времени. В начальный момент времени на конденсаторе нет заряда, сила тока максимальна, также как и максимальна мощность, рассеиваемая на резисторе.

Во время зарядки конденсатора, напряжение на нем изменяется по закону

где величину

называют постоянной времени RC-цепи или временем зарядки конденсатора.
Вообще говоря, согласно уравнению выше, заряд конденсатора бесконечно долго стремится к величине ЭДС, поэтому для оценки времени заряда конденсатора используют величину
— это время, за которое напряжение на конденсаторе достигнет значения 99,2% ЭДС.
Заряд на конденсаторе:

Энергия, запасенная в конденсаторе:

Работа, выполненная источником ЭДС:

Одним из важных элементов электрической цепи является конденсатор, формулы для которого позволяют рассчитать и подобрать наиболее подходящий вариант. Основная функция данного устройства заключается в накоплении определенного количества электроэнергии. Простейшая система включает в себя два электрода или обкладки, разделенные между собой диэлектриком.

В чем измеряется емкость конденсатора

Одной из важнейших характеристик конденсатора является его емкость. Данный параметр определяется количеством электроэнергии, накапливаемой этим прибором. Накопление происходит в виде электронов. Их количество, помещающееся в конденсаторе, определяет величину емкости конкретного устройства.

Для измерения емкости применяется единица – фарада. Емкость конденсатора в 1 фараду соответствует электрическому заряду в 1 кулон, а на обкладках разность потенциалов равна 1 вольту. Эта классическая формулировка не подходит для практических расчетов, поскольку в конденсаторе собираются не заряды, а электроны. Емкость любого конденсатора находится в прямой зависимости от объема электронов, способных накапливаться при нормальном рабочем режиме. Для обозначения емкости все равно используется фарада, а количественные параметры определяются по формуле: С = Q / U, где С означает емкость, Q – заряд в кулонах, а U является напряжением. Таким образом, просматривается взаимная связь заряда и напряжения, оказывающих влияние на способность конденсатора к накоплению и удержанию определенного количества электричества.

Для расчетов емкости плоского конденсатора используется формула:
в которой ε = 8,854187817 х 10 -12 ф/м представляет собой постоянную величину. Прочие величины: ε – является диэлектрической проницаемостью диэлектрика, находящегося между обкладками, S – означает площадь обкладки, а d – зазор между обкладками.

Формула энергии конденсатора

С емкостью самым тесным образом связана другая величина, известная как энергия заряженного конденсатора. После зарядки любого конденсатора, в нем образуется определенное количество энергии, которое в дальнейшем выделяется в процессе разрядки. С этой потенциальной энергией вступают во взаимодействие обкладки конденсатора. В них образуются разноименные заряды, притягивающиеся друг к другу.

В процессе зарядки происходит расходование энергии внешнего источника для разделения зарядов с положительным и отрицательным значением, которые, затем располагаются на обкладках конденсатора. Поэтому в соответствии с законом сохранения энергии, она не исчезает бесследно, а остается внутри конденсатора в виде электрического поля, сосредоточенного между пластинами. Разноименные заряды образуют взаимодействие и последующее притяжение обкладок между собой.

Каждая пластина конденсатора под действием заряда создает напряженность электрического поля, равную Е/2. Общее поле будет складываться из обоих полей, возникающих в каждой обкладке с одинаковыми зарядами, имеющими противоположные значения.

Таким образом, энергия конденсатора выражается формулой: W=q(E/2)d. В свою очередь, напряжение выражается с помощью понятий напряженности и расстояния и представляется в виде формулы U=Ed. Это значение, подставленное в первую формулу, отображает энергию конденсатора в таком виде: W=qU/2. Для получения окончательного результата необходимо использовать определение емкости: C=q/U, и в конце концов энергия заряженного конденсатора будет выглядеть следующим образом: W_эл = CU 2 /2.

Формула заряда конденсатора

Для выполнения зарядки, конденсатор должен быть подключен к цепи постоянного тока. С этой целью может использоваться генератор. У каждого генератора имеется внутреннее сопротивление. При замыкании цепи происходит зарядка конденсатора. Между его обкладками появляется напряжение, равное электродвижущей силе генератора: U_c = E.

Обкладка, подключенная к положительному полюсу генератора, заряжается положительно (+q), а другая обкладка получает равнозначный заряд с отрицательной величиной (- q). Величина заряда q находится в прямой пропорциональной зависимости с емкостью конденсатора С и напряжением на обкладках Uc. Эта зависимость выражается формулой: q = C x Uc.

В процессе зарядки одна из обкладок конденсатора приобретает, а другая теряет определенное количество электронов. Они переносятся по внешней цепи под влиянием электродвижущей силы генератора. Такое перемещение является электрическим током, известным еще как зарядный емкостной ток (Iзар).

Течение зарядного тока в цепи происходит практически за тысячные доли секунды, до того момента, пока напряжение конденсатора не станет равным электродвижущей силе генератора. Напряжение увеличивается плавно, а потом постепенно замедляется. Далее значение напряжения конденсатора будет постоянным. Во время зарядки по цепи течет зарядный ток. В самом начале он достигает максимальной величины, так как напряжение конденсатора имеет нулевое значение. Согласно закона Ома I_зар = Е/R_i, поскольку к сопротивлению Ri приложена вся ЭДС генератора.

Формула тока утечки конденсатора

Ток утечки конденсатора вполне можно сравнить с воздействием подключенного к нему резистора с каким-либо сопротивлением R. Ток утечки тесно связан с типом конденсатора и качеством используемого диэлектрика. Кроме того, важным фактором становится конструкция корпуса и степень его загрязненности.

Некоторые конденсаторы имеют негерметичный корпус, что приводит к проникновению влаги из воздуха и возрастанию тока утечки. В первую очередь это касается устройств, где в качестве диэлектрика использована промасленная бумага. Значительные токи утечки возникают из-за снижения электрического сопротивления изоляции. В результате нарушается основная функция конденсатора – способность получать и сохранять заряд электрического тока.

Основная формула для расчета выглядит следующим образом: I_ут = U/R_d, где I_ут, – это ток утечки, U – напряжение, прилагаемое к конденсатору, а R_d – сопротивление изоляции.

В чем измеряется емкость конденсатора

Формула энергии конденсатора

Формула заряда конденсатора

Формула тока утечки конденсатора

Как найти общую силу тока в проводнике формулой

Электрическим током в электротехнике называется движение заряженных частиц по какому-либо проводнику. Эта величина не характеризуется лишь количеством энергии электричества, проходящей через проводник, так как за один и тот же проводник можно пропустить ток как разной, так и равной силы за разные промежутки времени. Именно поэтому не все так просто, как кажется. Рекомендуется ознакомиться с более развернутыми определениями электротока, чему он равен и как вычисляется. В этой статье будет объяснено, как найти силу тока в проводнике, будет дана формула этого уравнения.

Сила тока – что это

Рассматривая количество электроэнергии, которое протекает через определенный проводник за различные временные интервалы, станет ясно, что за малый промежуток ток протечет более интенсивно, поэтому нужно ввести еще одно определение. Оно означает силу тока, протекающую в проводнике за секунду времени.

Основные величины, характеризующие поток электронов

Если сформулировать определение на основе всего вышеперечисленного, то сила электротока – это количество электроэнергии, проходящее через поперечное сечение проводника за секунду. Маркируется величина латинской буквой «I».

Гальванометр для измерения небольшой силы тока

Важно! Специалисты определяют силу электротока, равную одному амперу, когда через поперечное сечение проводника проходит один кулон электричества за одну секунду.

Часто в электротехнике можно увидеть другие единицы измерения силы электротока: миллиамперы, микроамперы и так далее. Связано это с тем, что для питания современных схем таких величин будет вполне достаточно. 1 ампер – это очень большое значение, так как человека может убить ток в 100 миллиампер, и потому электророзетка для человека ничуть не менее опасна, чем, к примеру, несущийся на скорости автомобиль.

Схема, определяющая рассматриваемое понятие

Если известно количество электроэнергии, которое прошло через проводник за конкретный промежуток времени, то силу (не мощность) можно вычислить по формуле, изображенной на картинке.

Когда электросеть замкнута и не имеет никаких ответвлений, через каждое поперечное сечение за секунду протекает одно и то же количество электричества. Теоретически это обосновывается так: заряд не может накапливаться в определенном месте, и сила электротока везде одинакова.

Виды токов

Источники тока

Источником электротока называется такой электротехнический прибор, который конвертирует определенный вид энергии в электрическую. Такие устройства делятся на физические и химические.

Принцип действия химических источников основан на преобразовании химической энергии в электрическую. Это преобразование происходит самостоятельно и не требует участия извне. В зависимости от возобновляемости элементов и типа реакций, они делятся на:

Первичные (батарейки) Первичные источники нельзя использовать второй раз, если они разрядились, так как химические реакции, протекающие в них, необратимы. Они делятся на топливные и полутопливные элементы. Топливные аналогичны батарейкам, но химические вещества в них заправляются отдельно, как продукты химической реакции они выходят наружу. Это помогает им работать долгое время. Полутопливные включают в себя один из химических элементов, а второй постепенно поступает на протяжении всего использования. Их срок службы определяется запасом невозобновляемого вещества. Если для такого элемента возможна регенерация через зарядку, то он возобновляет свои возможности как аккумулятор.

Батарейки – как первичные химические источники тока

Вторичные (аккумуляторы) перед использованием проходят цикл зарядки. Заряд, который они получают в процессе, можно транспортировать вместе с устройствами. После расходования заряда возможна его регенерация за счет зарядки и обратимости химической реакции. Также к вторичным относятся возобновляемые элементы, которые механическим или химическим путем заряжаются и восстанавливают способность питать приборы. Они разработаны таким образом, что после определенного срока требуют замены определенных частей для продолжения реакции.

Виды источников питания электрическим током

Важно! Следует понимать, что разделение на батарейки и аккумуляторы условно. Свойства аккумулятора могут проявляться, например, у щелочных батарей, которые можно реанимировать при определенной степени заряда.

Также по типу реагентов химические источники делятся на:

Кислотные.
Солевые.
Щелочные.

Физические же источники электротока основаны на преобразовании механической, а также ядерной, тепловой или световой энергии в электрическую.

Промышленный генератор трехфазного тока

Сила тока – чему равна, в каких единицах она измеряется, как найти силу тока по формуле

Как уже стало понятно, сила электротока – это физическая величина, показывающая заряд, который проходит через проводник за единицу времени. Основная формула для ее вычисления выглядит так: I = q/t, где q – это заряд, который идет по проводнику в кулонах, а t – это временной интервал в секундах.

Рассчитать силу электротока можно и с помощью закона Ома. Он гласит, что эта величина равна напряжению сети в вольтах, деленному на ее сопротивление в омах. В связи с этим имеет место формула такого рода — I = U/R. Этот закон применим для расчета значений постоянного тока.

Чтобы вычислить переменные параметры электричества, нужно разделить найденные величины на квадратный корень из двух.

К сведению! Это более практичный метод измерения, и им приходится пользоваться часто, так как все приборы в доме или в офисе работают от розеток, которые подают переменный ток. Делается это из-за того, что с ним легче работать, его удобнее трансформировать.

Закон Ома в таблице

Важно! Наглядный пример работы переменного электротока можно наблюдать при включении люминесцентных ламп. Пока они полностью не загорятся, они будут моргать, потому что ток двигается в них то туда, то сюда.

Единицей измерения силы тока является ампер. Он определяется как сила неизменяющегося тока, который проходит по бесконечным параллельным проводникам с наименьшим круговым сечением (с минимальной площадью кругового сечения), отдаленным друг от друга на 1 метр и расположенным в безвоздушном вакуумном пространстве. Это взаимодействие на одном метре длины этих проводников, равное 2 × 10 в минус 7-й степени Ньютона. Если в проводнике за одну секунду времени проходит один кулон заряда, то сила тока в нем равна одному амперу.

Аккумуляторы являются вторичными источниками, но неразрывно связаны с батарейками

Зачем нужно измерять силу тока

Силу тока в проводнике или на участке электрической цепи измеряют для того, чтобы иметь понятие о характеристиках данного проводника или цепи. Так как сила тока – один из основных параметров электричества, он неразрывно связан с другими значениями по типу напряжения и сопротивления. Более того, как уже стало понятно, три этих величины могут пропорционально определять друг друга.

Солнечная панель также является источником, преобразующим световую энергию

Расчеты силы электротока делаются в разных случаях:

При прокладке электрических сетей.
При создании приборов.
В образовательных целях.
При выборе подходящих деталей для совершения тех или иных действий.

Схема устройства генератора тока

Электроприбор для измерения силы тока

Для измерения силы электротока используют специальный прибор под названием амперметр. Если требуется измерить токи самых разных сил, то прибегают к использованию миллиамперметров и макроамперметров. Чтобы измерить им требуемую величину, его подключают в цепь последовательно. Ток, который проходит через устройство, будет изменяться им, и данные будут выведены на цифровой дисплей или аналоговые шкалы.

Важно! Стоит помнить, что включать амперметр можно на любом участке сети, поскольку сила тока в простой замкнутой цепи без ответвлений одинакова во всех точках.

Современные тестеры и мультиметры содержат функцию измерения силы электротока, поэтому нет необходимости прибегать к габаритным приборам, предназначенным для промышленного использования

Силу тока в домашних условиях можно измерить с помощью мультиметра

Таким образом, сила электротока – это основополагающая характеристика движущихся частиц. Она не только дает понять, какое в сети напряжение и сопротивление, но и определяет другие важные величины по типу ЭДС и т. д.

Основы электроники. Часть 1. Заряды, потенциалы, напряжение, ток, сопротивление…

Часть 1. Заряды, потенциалы, напряжение, ток, сопротивление…
Часть 2. Как работают конденсаторы. Основные параметры конденсаторов.

В небольшом цикле статей «Основы электроники» я попытаюсь на простых примерах, без длинных заумных формул (хотя совсем уж без них не обойтись), вихревых полей и квантовой физики объяснить основные понятия электроники: ток, напряжение, сопротивление и т.п. и объяснить как работают различные электронные компоненты: конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы и т.д. Надеюсь, что получится такое своеобразное руководство, которое поможет вам лучше понимать, как именно работает та или иная схема, что будет, если, например, изменить номиналы тех или иных её компонентов, о чём говорят те или иные осциллограммы и т.д. Это конечно не совсем с самого начала, но учебник за пятый класс я думаю переписывать смысла нет, начнём с шестого.

Итак, только то, что нам важно. Во-первых, ток. Ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. Каких частиц? Да без разницы, в металлах это электроны, в растворах — ионы, хоть заряженными шарами из катапульты кидайтесь, главное, что перенос зарядов из одного места в другое называется током. Заряд измеряется в кулонах (К) и обычно обозначается буквой q. Ну, ладно бог с ним, что такое ток мы разобрались, теперь встаёт вопрос, как оценить большой ток или маленький и как вообще его описать количественно. Для этого ввели понятие сила тока. Сила тока — это величина, показывающая сколько переносится заряда в единицу времени. Это как, например, расход воды из шланга, если мерить его в кубометрах в час. Расход тоже показывает какой объём воды переносится, например, в каком-то сечении трубы в единицу времени. Точно так же и сила тока. Она показывает сколько проходит заряда через то место, где мы измеряем силу тока, в единицу времени. Если в единицу времени переносится много заряда — ток большой, если мало — маленький. Сила тока измеряется в амперах (А) и обычно обозначается буквой I. В соответствии со сказанным выше, формула, определяющая связь между переносимым зарядом и силой тока будет выглядеть так: I=dq/dt.

Далее, что нужно для того, чтобы между какими-то двумя точками (телами, предметами …) начал протекать электрический ток? Во-первых, в этих точках должны быть свободные (то есть способные двигаться) заряды, во-вторых, между этими точками должна быть среда, по которой заряды могут двигаться, ну и наконец, в-третьих, должно быть что-то, что, собственно, заставит их направленно двигаться, то есть что-то, что приложит к зарядам силу и совершит работу по их переносу, потратит на это свою энергию (это может быть электрическое поле, магнитное поле, та же катапульта, не важно что, главное чтобы оно могло совершить работу по переносу заряда).

Возьмём какое-либо электрически нейтральное (т.е. такое, в котором одинаковое количество отрицательных и положительных зарядов) тело, в котором есть свободные отрицательные и положительные заряды. Они как-то там хаотично (т.е. не имея какого-то общего направления) двигаются по телу (броуновское движение), но при этом, в среднем, количество отрицательных и положительных зарядов в обоих половинах тела (да и вообще в любой части тела) остаётся одинаковым. Для примера, представьте себе облако мошкары. Все насекомые в нём как-то там довольно хаотично двигаются, но при этом в целом всё облако может стоять на месте, иметь одну и ту же форму и постоянно содержать примерно одинаковую концентрацию насекомых в любой своей части.

Предположим, что появилась некая внешняя сила (показана в виде человечков), которая стремится переместить свободные отрицательные заряды в левую часть тела, а свободные положительные заряды — в правую часть. При этом свободные заряды также как и раньше остаются подверженными и броуновскому движению тоже, но когда, например, отрицательные заряды летят вправо, наша внешняя сила их тормозит, а когда влево, то ускоряет (с положительными зарядами всё наоборот). Так вот, в этом случае в левой части тела образуется избыток отрицательных частиц, их становится больше, чем положительных, а в правой части тела образуется избыток положительных частиц. Соответственно, левая часть приобретает отрицательный заряд, а правая — положительный.

Для того, чтобы стало понятно как можно одновременно двигаться и хаотично и направленно — давайте снова обратимся к примеру с облаком мошкары. Вспомните, как это облако двигается. В нём нет такого, что все насекомые построились клином, как птицы, и летят в одном направлении, наоборот все мошки как и всегда двигаются хаотично, летая вперёд, назад, вверх и вниз по самым разнообразным траекториям. Но, в одну сторону они пролетают каждый раз чуть большее расстояние, чем в другую, и в итоге всё это облако хаотично летающей мошкары, в целом, вполне направленно двигается. Надеюсь теперь это стало понятнее, вернёмся к нашей внешней (сторонней) силе.

Эта внешняя сила может действовать во всём объёме тела или только на границе раздела каких-то двух сред из которых состоит тело, может действовать только на положительные или только на отрицательные заряды, величина её воздействия на заряженные частицы может определяться зарядом этих частиц, а может определяться, например, их массой, это неважно, главное, что есть некоторая сила, действие которой приводит к тому, что нарушается равномерное распределение зарядов по телу и одна часть тела становится заряженной относительно другой.

Отношение работы сторонних сил по перемещению зарядов к общей величине перемещённого заряда называется электродвижущей силой или кратко — ЭДС (обозначается обычно буквой Е). Название не совсем удачное, потому что в соответствии с определением , ЭДС — это не сила, а как бы удельная энергия, т.е. энергия, которая была затрачена на перемещение единицы заряда, ну да бог с ним.

Теперь встаёт вопрос, а почему вообще на перемещение зарядов идёт какая-то работа? Они что, сопротивляются что ли этому самому перемещению, мы же вроде сказали, что эти заряды могут свободно путешествовать по телу? Какие силы приходится преодолевать при совершении этой работы? Все же знают, что для того, чтобы переместить что-то, что этому перемещению не особо сопротивляется, — и работать-то особо не нужно. Например, можно почти не напрягаясь толкнуть человека раза в два больше тебя весом, если он стоит на льду, а ты на снегу у края катка. Будет он потом скользить себе и скользить — трения то почти нету, никакая сила перемещению не сопротивляется . А вот чтобы передвинуть этого же человека, но стоящего на асфальте — надо очень даже хорошо поработать, тут уже сила трения будет большой, т.е. сопротивляться перемещению она будет сильно. Ну что же, давайте выясним, что сопротивляется разделению зарядов.

Как все я думаю знают из курса физики — вокруг зарядов существует электрическое поле. Так вот, когда наши заряды были равномерно распределены по телу — создаваемые ими электрические поля компенсировали друг друга и в целом напряжённость электрического поля можно было считать в любой точке тела равной нулю. Теперь, когда в левой части становится больше отрицательных зарядов, а в правой положительных, — в рассматриваемом нами теле напряженность перестаёт быть равной нулю, ну или можно сказать «возникает» электрическое поле, но мне это не очень нравится, потому что электрическое поле всегда вокруг зарядов было, просто теперь заряды распределены таким образом, что их электрические поля больше не компенсируют друг друга. На рисунке напряжённость показана стрелочками. Она также как и ЭДС обозначается буквой E (только с чертой наверху, поскольку это вектор), но это совершенно разные вещи. Напряжённость — это силовая характеристика электрического поля, она показывает насколько сильно и в каком направлении будет действовать поле на помещённый в него единичный заряд.

Так вот, это поле стремится снова распределить заряды равномерно, то есть оно во-первых, стремиться вернуть избыток отрицательных зарядов из левой части в правую и, во-вторых, сопротивляется переносу в левую часть новых отрицательных зарядов из правой части. Аналогично, избыток положительных зарядов из правой части оно стремиться переместить в левую, а так же препятствует переносу новых положительных зарядов из левой части в правую. И чем больше мы разделяем заряды — тем это поле становится сильнее. В конце концов наступает момент равновесия, когда внешней силы уже не хватает для того, чтобы переместить ещё какое-то количество отрицательных зарядов из правой части в левую или положительных зарядов из левой части в правую, но и силы электрического поля не хватает, чтобы преодолеть внешнюю силу и вернуть часть отрицательных зарядов из левой половины тела в правую или часть положительных зарядов из правой половины тела в левую.

Всё это чем-то напоминает действие силы упругости. Чем больше мы растягиваем пружину — тем больше становится сила сопротивления. В конце концов наступит момент равновесия,
когда наша сила станет равна этой самой силе сопротивления и мы больше ни на сантиметр растянуть пружину не сможем. Просто держать в таком растянутом положении — сможем, а растянуть ещё хоть
чуть-чуть — нет.

Итак, разобрались — работа сторонних сил идёт на преодоление сил электрического поля. Математически это описывается таким выражением: E=А_ст/q, где E — ЭДС, Аст — работа сторонних сил, q — заряд.

Теперь давайте разберёмся какой энергией обладает это наше поле. Энергетической характеристикой поля является потенциал. Потенциал — это отношение потенциальной энергии, которой обладает заряд, находясь в какой-либо точке поля, к величине этого заряда. То есть это как бы удельная потенциальная энергия. Можно провести аналогию с гравитационным полем. Представьте, что мы рассматриваем груз массой m в поле тяготения земли. Как мы знаем, в этом случае потенциальная энергия груза, находящегося на высоте h, будет равна mgh, а потенциал в таком случае будет равен отношению потенциальной энергии груза к массе этого груза, то есть просто gh.

Собственно, сам потенциал никому не интересен, интересна разность потенциалов, которая как раз и называется напряжением (обозначается буквой U). Интересна она тем, что показывает какую работу совершит поле при перемещении единичного заряда из одной точки в другую, если разность потенциалов между этими точками равна U (или, что тоже самое, — какую работу нужно совершить по преодолению сил электрического поля, чтобы переместить единичный заряд между точками, разность потенциалов между которыми равна U). И ещё она интересна тем, что нам абсолютно без разницы по какой траектории перемещался наш заряд, главное, что если разность потенциалов между начальной и конечной точками его маршрута равна U, то мы можем точно посчитать, какая при этом была совершена работа. Математически это описывается так: U=A/q.

Что это означает и что это нам вообще даёт? Всё очень просто. Теперь, если соединить, например, куском проволоки, противоположные концы рассматриваемого нами тела, то в этом самом куске проволоки, естественно, также будет электрическое поле, как, собственно, и во всём окружающем заряженные концы тела пространстве. Однако, в этом самом куске проволоки, в отличие от окружающего тело воздуха есть свободные электроны, которые под действием нашего электрического поля начнут двигаться в сторону того конца, у которого избыток положительных зарядов и недостаток отрицательных. То есть в цепи возникнет электрический ток. Вот мы и получили замкнутую цепь, в которой протекает электрический ток. Сторонние силы разделяют заряды в некотором теле (я думаю уже понятно, что это тело можно назвать источником ЭДС), в результате чего возникает электрическое поле, которое приводит в движение электроны в куске проволоки, соединяющем противоположные концы (противоположные выводы) источника ЭДС.

Чтобы звучало совсем как в учебнике — осталось только назвать наш кусок проволоки внешней цепью. Получится вот что: сторонние силы разделяют заряды в источнике ЭДС, в результате этого между его выводами появляется разность потенциалов электрического поля (напряжение), электрическое поле приводит к возникновению тока во внешней цепи. При этом электроны из внешней цепи будут заходить в положительный вывод источника ЭДС, а из отрицательного вывода источника ЭДС они будут выходить во внешнюю цепь. Как только какое-то количество электронов войдёт в положительный вывод источника ЭДС или выйдет из отрицательного — дисбаланс зарядов в правой и левой частях уменьшится, электрическое поле ослабнет, равновесие нарушится и сторонние силы внутри источника ЭДС опять начнут перетаскивать электроны из одной части в другую пока сила поля опять не вырастет и не наступит равновесие. И так этот процесс будет повторяться по кругу, пока либо сторонние силы не исчезнут, либо внешняя цепь не разорвётся.

Записав выражение, связывающее напряжение, заряд и работу поля по переносу зарядов в виде A=U*q, продифференцировав обе части по dt и вспомнив, что I=dq/dt, а P=dA/dt мы можем получить известную формулу для мгновенной мощности: P=U*I.

Всё это замечательно, но давайте ещё раз вернёмся к ЭДС и напряжению.

Если вы внимательно прочитаете что показывает разность потенциалов (та трактовка, которая в скобочках) и сравните это с тем, что мы говорили об ЭДС, то вы увидите, что это, в принципе, одно и тоже. Вот те раз! На самом деле ничего странного тут нет, всего лишь закон сохранения энергии. Действительно, мы сказали, что работа сторонних сил идёт на преодоление возникающих сил электрического поля, а почему это самое поле возникает и откуда получает энергию? Да конечно, в результате действия этих самых сторонних сил и возникает и, следовательно, от них и получает энергию. А это значит, что какую работу сторонние силы совершили, такая энергия в энергию электрического поля и перешла, такая энергия и может быть потрачена теперь уже электрическим полем на перемещение зарядов. Это как если бы мы поднимали груз, массой m, на высоту. Какую надо совершить работу и против каких сил? Правильно, надо совершить работу против сил гравитации, равную по величине mgh. Куда эта работа делась? Правильно, она превратилась в потенциальную энергию и теперь уже силы гравитации могут совершить над грузом такую же работу, равную mgh, если мы этот поднятый груз отпустим. Ладно, пусть мы действительно отпустили груз. Теперь силы гравитации совершат над грузом работу и их энергия перейдёт в кинетическую энергию груза, которая (при отсутствии потерь на сопротивление воздуха конечно) опять будет в точности равна совершённой первоначально работе.

Итак, получается, что для источника ЭДС напряжение на его выводах должно быть равно ЭДС. На самом деле не совсем. Помните нашу оговорку в примере про поднятие груза на высоту: «при отсутствии потерь на сопротивление воздуха». В случае с нашим куском проволоки тоже есть потери энергии, и величина, которая их характеризует, так и называется — сопротивление. Товарищ Ом записал зависимость между напряжением, силой тока и сопротивлением для участка цепи, которую сейчас все знают как закон Ома: U=I*R. Исходя из этой формулы, сопротивление — это величина, показывающая какое напряжение нужно приложить к рассматриваемому участку цепи, чтобы сила тока на этом участке стала равной одному амперу. То есть если мы приложили к какому-то куску проволоки напряжение U, то если у него большое сопротивление — ток через этот кусок установится маленький, а если у него маленькое сопротивление, то ток через него будет большим.

Но давайте всё же поподробнее поговорим про потери энергии: что куда теряется и куда девается. Представьте, что наши частицы, которые движутся по куску проволоки, никто не тормозит. Тогда под действием силы электрического поля они двигались бы с постоянным ускорением, скорость их постоянно бы увеличивалась и следовательно сила тока бы тоже постоянно увеличивалась (мы же помним, что сила тока — это количество переносимого заряда в единицу времени) и так до бесконечности. Но мы прекрасно знаем, что после подключения какой-либо цепи к источнику ЭДС, в этой цепи устанавливается какая-то вполне определённая сила тока и если параметры цепи и источника питания не меняются, то и сила тока остаётся постоянной. Это происходит из-за того, что при движении наших свободных заряженных частиц через вещество, они взаимодействуют с другими частицами этого вещества и передают им часть своей энергии. Причём чем быстрее наши заряженные частицы двигаются — тем сильнее они с другими частицами взаимодействуют и тем больше энергии им передают. И сколько же интересно всего наши заряженные частицы передают им энергии? Давайте подумаем. Раз сила тока в цепи не изменяется, значит скорость направленного движения зарядов тоже не меняется. А когда скорость не меняется? Когда все силы уравновешены и ускорение равно нулю (это ещё Ньютон знал). Значит в состоянии равновесия (когда ток стал постоянным и больше не меняется) работа сил электрического поля будет равна работе сил сопротивления. А раз так, значит в этом случае все новые порции энергии, которые заряды получают от поля, отнимаются у них силами сопротивления (т.е. другими частицами вещества). Куда идёт эта энергия? А она идёт на нагрев.

Примерно так же обстоят дела, например, с летящим в воздухе самолётом. Двигатели создают примерно постоянную силу тяги, но сила сопротивления воздуха пропорциональна скорости его движения. Пока скорость небольшая — самолёт разгоняется, скорость увеличивается, большая часть работы силы тяги идёт на увеличение кинетической энергии самолёта, но с ростом скорости растёт и сила сопротивления воздуха. В конце концов наступает такой момент, когда сила тяги и сила сопротивления воздуха уравновешивают друг друга и самолёт перестаёт разгоняться, теперь уже вся энергия, сообщаемая самолёту силой тяги, тут же отбирается у него силами сопротивления воздуха.

От чего сопротивление зависит? Тут опять всё просто. Оно зависит от длины проводника, площади сечения и от свойств самого проводящего материала, которые характеризуются так называемым удельным сопротивлением. Чтобы было понятнее и легче запомнить, вспомните как тяжело продувать воздух через тонкую трубочку и как легко через толстую (если не помните — попробуйте). Аналогично и с длиной — через длинную трубку продуть воздух гораздо сложнее, чем через короткую. Ну а почему сопротивление зависит от свойств самого проводника думаю и так понятно: частицы вещества могут располагаться плотнее или менее плотно, могут иметь разную массу и так далее, и всё это будет влиять на то, насколько сильно они будут тормозить движущиеся по веществу заряды. Математически это описывается так: R=p*l/S, где p — удельное сопротивление (оно как раз характеризует свойства самого материала), l — длина проводника, S — площадь его поперечного сечения.

Теперь, зная о сопротивлении, вернёмся к вопросу об ЭДС и напряжении. Так вот, у источника ЭДС тоже есть внутреннее сопротивление (то есть когда заряды движутся в источнике ЭДС — они тоже тормозятся частицами вещества источника, что в общем-то логично — какая разница где двигаться), поэтому когда в цепи течёт электрический ток, напряжение на выводах источника ЭДС будет меньше ЭДС на величину I*r, где r — внутреннее сопротивление источника. Таким образом полностью уравнение, связывающее ЭДС, токи и сопротивления для нашей цепи с источником ЭДС и куском проволоки можно записать так: E=I*r+I*R, где r — внутреннее сопротивление источника ЭДС, R — сопротивление куска проволоки. U=E-I*r (или, что тоже самое U=I*R) — напряжение на выводах источника ЭДС (или можно сказать по другому — падение напряжения на нашем куске проволоки).

Вот с этими последними уравнениями баловался старина Кирхгоф. Его же осенила ещё одна гениальная догадка: заряды оказывается не могут тупо взять и исчезнуть или взять и появиться (вот кто бы мог подумать, тут явно было без гения не обойтись), поэтому для любого узла цепи сумма втекающих в него в единицу времени зарядов равна сумме вытекающих, ну и, соответственно, раз уж заряд в единицу времени — это ток, то получается сумма втекающих в узел токов равна сумме вытекающих из этого узла токов. Эти его озарения сейчас известны как «законы Кирхгофа».

Ну всё, устал писать. Вот примерно так выглядит классическая теория. Для того, чтобы представить как что работает в какой-нить электрической цепи, кое-что посчитать и прикинуть что будет, если увеличить/уменьшить те или иные параметры, этого вполне хватит. Будут вопросы — на форум.

Часть 1. Заряды, потенциалы, напряжение, ток, сопротивление…
Часть 2. Как работают конденсаторы. Основные параметры конденсаторов.

Электромагнитные колебания в физике: основные формулы

Электромагнитные колебания — это повторяющийся процесс взаимного превращения электрических и магнитных полей.

Электромагнитные колебания возникают в колебательном контуре.

Колебательный контур — это цепь, состоящая из конденсатора и катушки индуктивности (рис. 316).

Если сопротивлением проводов контура можно пренебречь, то такой контур называется идеальным.

При зарядке конденсатора в идеальном колебательном контуре возникают свободные, незатухающие электромагнитные колебания заряда и напряжения на обкладках конденсатора, а также силы тока и ЭДС в катушке индуктивности. Электромагнитные колебания в идеальном колебательном контуре являются высокочастотными и гармоническими.

На рис. 317 изображены графики колебаний заряда, напряжения и силы тока в идеальном колебательном контуре.

Ниже приведены уравнения электромагнитных колебаний и волн.

Уравнения электромагнитных колебаний заряда, силы тока, напряжения и ЭДС:

Здесь q — мгновенный заряд (Кл), — максимальный заряд (Кл), —циклическая частота колебаний (рад/с), t — время колебаний (с), — начальная фаза (рад), i — мгновенная сила тока (А), — максимальная сила тока (А), u — мгновенное напряжение (В), — максимальное напряжение (В), е — мгновенная ЭДС (В), — максимальная ЭДС (В), S — площадь вращающегося контура , С — емкость конденсатора (Ф).

Период, циклическая частота и частота свободных электромагнитных колебаний в колебательном контуре (формула Томсона)

Здесь Т — период колебаний (с), L — индуктивность катушки (Гн), С— емкость конденсатора (Ф), —циклическая частота колебаний (рад/с), v — частота колебаний (Гц).

Формула силы переменного тока:

Здесь i — мгновенная сила тока (A), — первая производная заряда по времени (А), — максимальная сила тока (А), — максимальный заряд (Кл).

Действующие значения переменного тока:

Здесь I — действующее значение силы переменного тока (A), — максимальное значение силы тока (A), U — действующее значение напряжения (В), — максимальное напряжение (В), — действующая ЭДС (В), — максимальная ЭДС (В).

Индуктивное, емкостное и полное сопротивления в цепи переменного тока

Здесь — индуктивное сопротивление (Ом), — емкостное сопротивление (Ом), — циклическая частота переменного тока (рад/с), Z — полное сопротивление (Ом), R — активное сопротивление (Ом).

Закон Ома для полной цепи переменного тока:

Здесь I — действующее значение силы переменного тока (A), U — действующее значение напряжения переменного тока (В), — максимальная сила переменного тока (A), — максимальное напряжение переменного тока (В). Остальные величины названы в предыдущей формуле.

Средняя мощность в цепи переменного тока:

Здесь Р — мощность переменного тока (Вт), U — его действующее напряжение (В), I — действующая сила тока (A), — коэффициент мощности переменного тока (безразмерный), — сдвиг фаз между током и напряжением (рад).

Коэффициент мощности переменного тока

Здесь все величины названы в предыдущих формулах.

Коэффициент трансформации трансформатора

Здесь k — коэффициент трансформации трансформатора (безразмерный), — напряжение на первичной обмотке (В), — напряжение на вторичной обмотке (В), — число витков в первичной обмотке (безразмерное), — число витков во вторичной обмотке (безразмерное).

Формулы длины электромагнитной волны в вакууме (воздухе)

Здесь — длина волны (м), м/с — скорость света в вакууме, Т — период колебаний (с), v — частота колебаний (Гц).

Плотность потока электромагнитного излучения

Здесь I — плотность потока электромагнитного излучения —электромагнитная энергия, проходящая через некоторую поверхность (Дж), S — площадь этой поверхности — время прохождения энергии (с).

Свободные электромагнитные колебания в идеальном колебательном контуре подчиняются закону сохранения энергии: полная энергия электромагнитных колебаний равна максимальной энергии электрического поля конденсатора , или равна максимальной энергии магнитного поля катушки индуктивости , или равна сумме мгновенных электрической и магнитной энергий поля конденсатора и катушки в любой промежуточный момент:

Это закон можно записать, развернув значения энергии электрического и магнитного полей через их параметры:

В этом уравнении максимальную энергию электрического поля в зависимости от известных величин можно выразить как ; а его мгновенную энергию — соответственно как . Здесь q, u и i — мгновенные значения заряда, напряжения и силы тока.

Всякий реальный колебательный контур (рис. 318) имеет сопротивление проводов R. Если ему один раз сообщить энергию, например, зарядив конденсатор С, то колебания в нем будут затухающими из-за потерь энергии на джоулево тепло. График затухающих колебаний силы тока изображен на рис. 319.

Чтобы колебания были незатухающими, колебательный контур надо пополнять энергией, например, включив в него источник переменного напряжения (рис. 320).

Если частота пополнения контура энергией будет равна собственной частоте колебаний контура, то в контуре возникнет электрический резонанс — явление резкого возрастания максимальной силы тока в контуре (амплитуды силы тока), когда частота пополнения контура энергией становится равной собственной частоте колебаний в контуре.

При вращении проводящего контура в магнитном поле в нем вследствие явления электромагнитной индукции возникает переменный ток.

Действующим (эффективным) значением переменного тока называют силу такого постоянного тока, который, проходя по контуру, выделяет в единицу времени столько же тепла, что и данный переменный ток. Измерительные приборы, включенные в цепь переменного тока, показывают его действующие значения.

Если в цепь переменного тока включить катушку индуктивности, то в ней возникнет ток самоиндукции, который, согласно правилу Ленца, будет препятствовать изменению переменного тока. Из-за этого колебания силы тока в контуре будут отставать по фазе от колебаний напряжения, поэтому катушка индуктивности, включенная в контур, оказывает индуктивное сопротивление переменному току.

Если в цепь переменного тока включить конденсатор, то изменение напряжения на его обкладках будет отставать по фазе от изменения силы тока, поэтому конденсатор будет оказывать емкостное сопротивление переменному току.

Индуктивное и емкостное сопротивления вместе называются реактивным сопротивлением.

Сопротивление R, которое оказывают проводники цепи, называется активным сопротивлением. Джоулево тепло выделяется только на активном сопротивлении — в этом состоит главное отличие активного сопротивления от емкостного и индуктивного сопротивлений.

Устройство для изменения напряжения переменного тока называется трансформатором Т (рис. 321).

Действие трансформатора основано на явлении электромагнитной индукции. Трансформатор состоит из замкнутого ферромагнитного сердечника, на который надеты обмотки. Та обмотка, которую подключают к источнику изменяемого напряжения, называется первичной, а та, с которой измененное напряжение подается на потребитель — вторичной.

Если число витков во вторичной обмотке больше числа витков в первичной, то трансформатор называется повышающим, а если меньше — то понижающим. Величина к, показывающая, во сколько раз трансформатор изменяет напряжение переменного тока, называется коэффициентом трансформации трансформатора.

Напряжение на обмотках прямо пропорционально числу витков в них:

Поскольку КПД трансформатора очень высок, работа тока в его обеих обмотках примерно одинакова. Поэтому силы тока в обмотках обратно пропорциональны числу витков и в них:

Электромагнитные волны — это распространение в пространстве электромагнитных колебаний.

Микроисточником электромагнитных волн является возбужденный атом, макроисточником — колебательный контур. Электромагнитные волны излучают ускоренно движущиеся заряженные частицы.

Электромагнитные волны являются поперечными волнами, т.к. векторы электрической напряженности и магнитной индукции в электромагнитной волне колеблются перпендикулярно ее перемещению (рис. 322).

В вакууме электромагнитные волны распространяются с максимальной скоростью м/с.

Амплитуда электромагнитной волны пропорциональна квадрату ее частоты, а ее энергия пропорциональна частоте в четвертой степени. Электромагнитные волны обладают всеми свойствами волн: интерференцией, дифракцией, дисперсией и поляризацией.

На рис. 323 изображена шкала электромагнитных волн, на которой электромагнитные волны расположены в порядке возрастания их частоты или в порядке убывания длины волны.

Эта теория со страницы подробного решения задач по физике, там расположена теория и подробное решения задач по всем темам физики:

Задачи по физике с решением

Возможно вам будут полезны эти страницы:

Как рассчитать электрический заряд

Обновлено 17 сентября 2019 г.

Автор S. Hussain Ather

Будь то статическое электричество, исходящее от пушистой шерсти, или электричество, от которого питаются телевизоры, вы можете узнать больше об электрическом заряде, изучив лежащая в основе физика. Методы расчета заряда зависят от природы самого электричества, например, принципов распределения заряда по объектам. Эти принципы одинаковы, независимо от того, где вы находитесь во Вселенной, поэтому электрический заряд является фундаментальным свойством самой науки.

Формула электрического заряда

Существует множество способов вычисления электрического заряда для различных контекстов в физике и электротехнике.

Закон Кулона обычно используется при вычислении силы, создаваемой частицами, несущими электрический заряд, и является одним из наиболее распространенных уравнений электрического заряда, которые вы будете использовать. Электроны несут отдельные заряды -1,602 × 10 ^-19 кулонов (Кл), а протоны несут такое же количество, но в положительном направлении, 1.2}

, в котором k — постоянная k = 9,0 × 10 ⁹ Нм ² / C ². Физики и инженеры иногда используют переменную e для обозначения заряда электрона.

Обратите внимание, что для зарядов противоположных знаков (плюс и минус) сила отрицательная и, следовательно, притягивающая между двумя зарядами. Для двух зарядов одного знака (плюс и плюс или минус и минус) сила отталкивающая. Чем больше заряды, тем сильнее сила притяжения или отталкивания между ними.

Электрический заряд и гравитация: сходства

Закон Кулона поразительно похож на закон Ньютона для силы тяжести F _G = G м ₁ м ₂/ r ² для силы тяжести F _G, масс м ₁ и _{м ₂ и гравитационной постоянной G = 6,674 × 10 ⁻¹¹ м ³ / кг с ².Оба они измеряют разные силы, изменяются с большей массой или зарядом и зависят от радиуса между обоими объектами во второй степени. Несмотря на сходство, важно помнить, что гравитационные силы всегда притягивают, в то время как электрические силы могут быть притягивающими или отталкивающими.}

Следует также отметить, что электрическая сила обычно намного сильнее гравитации, исходя из различий в экспоненциальной мощности констант законов. Сходство между этими двумя законами является еще большим показателем симметрии и закономерностей среди общих законов Вселенной.

Сохранение электрического заряда

Если система остается изолированной (т. Е. Без контакта с чем-либо еще вне ее), она будет сохранять заряд. Сохранение заряда означает, что общее количество электрического заряда (положительный заряд минус отрицательный заряд) остается неизменным для системы. Сохранение заряда позволяет физикам и инженерам вычислять, сколько заряда перемещается между системами и их окружением.

Этот принцип позволяет ученым и инженерам создавать клетки Фарадея, в которых используются металлические экраны или покрытия для предотвращения утечки заряда.Клетки Фарадея или щиты Фарадея используют тенденцию электрического поля перераспределять заряды внутри материала, чтобы нейтрализовать действие поля и предотвратить повреждение или проникновение зарядов внутрь. Они используются в медицинском оборудовании, таком как аппараты магнитно-резонансной томографии, для предотвращения искажения данных, а также в защитном снаряжении для электриков и монтажников, работающих в опасных средах.

Вы можете рассчитать чистый поток начислений для объема пространства, вычислив общую сумму вводимых затрат и вычитая общую сумму оставленных начислений.Благодаря электронам и протонам, несущим заряд, заряженные частицы могут создаваться или разрушаться, чтобы уравновесить себя в соответствии с законом сохранения заряда.

Число электронов в заряде

Зная, что заряд электрона равен -1,602 · 10 ⁻¹⁹ Кл, заряд −8 · 10 ⁻¹⁸ Кл будет состоять из 50 электронов. Вы можете найти это, разделив количество электрического заряда на величину заряда отдельного электрона.

Расчет электрического заряда в цепях

Если вам известен электрический ток , поток электрического заряда через объект, проходящий по цепи и продолжительность действия тока, вы можете рассчитать электрический заряд, используя уравнение для тока Q = Это , где Q — общий заряд, измеренный в кулонах, I — ток в амперах, а t — время, в течение которого приложен ток, в секундах.Вы также можете использовать закон Ома ( В = IR ) для расчета тока по напряжению и сопротивлению.

Для цепи с напряжением 3 В и сопротивлением 5 Ом, приложенной в течение 10 секунд, соответствующий ток будет равен I = В / R = 3 В / 5 Ом = 0,6 А, а общий заряд будет Q = It = 0,6 A × 10 с = 6 C.

Если вам известна разность потенциалов ( В, ) в вольтах, приложенная к цепи, и работа ( Вт, ) в джоулях, выполненная за период, за который он применяется, заряд в кулонах, Q = Вт / В .

Формула электрического поля

••• Syed Hussain Ather

Электрическое поле , электрическая сила на единицу заряда, распространяется радиально наружу от положительных зарядов к отрицательным зарядам и может быть рассчитана с помощью E = F _E / q , где F _E — электрическая сила, а q — заряд, который создает электрическое поле. Учитывая, насколько фундаментальными являются поле и сила для вычислений в электричестве и магнетизме, электрический заряд можно определить как свойство вещества, которое заставляет частицу иметь силу в присутствии электрического поля.

Даже если общий или общий заряд объекта равен нулю, электрические поля позволяют различным образом распределять заряды внутри объектов. Если внутри них есть распределения зарядов, которые приводят к ненулевому чистому заряду, эти объекты имеют поляризацию , а заряд, вызываемый этими поляризациями, известен как связанный заряд .

Чистый заряд Вселенной

Хотя ученые не все согласны с тем, каков общий заряд Вселенной, они сделали обоснованные предположения и проверили гипотезы с помощью различных методов.Вы можете заметить, что гравитация является доминирующей силой во Вселенной в космологическом масштабе, и, поскольку электромагнитная сила намного сильнее гравитационной силы, если бы у Вселенной был чистый заряд (положительный или отрицательный), вы бы были возможность видеть доказательства этого на таких огромных расстояниях. Отсутствие этих доказательств привело исследователей к мысли, что Вселенная заряжена нейтрально.

Всегда ли Вселенная была нейтральной по заряду или как заряд Вселенной изменился после Большого взрыва, также являются вопросами, которые вызывают споры.Если бы у Вселенной был чистый заряд, то ученые могли бы измерить их тенденции и влияние на все силовые линии электрического поля таким образом, чтобы вместо того, чтобы соединять положительные заряды с отрицательными, они никогда не закончились бы. Отсутствие этого наблюдения также указывает на аргумент, что у Вселенной нет чистого заряда.

Расчет электрического потока с зарядом

••• Сайед Хуссейн Атер

Электрический поток через планарную (т. Е.плоская) площадь A электрического поля E — поле, умноженное на составляющую площади, перпендикулярной полю. Чтобы получить этот перпендикулярный компонент, вы используете косинус угла между полем и интересующей плоскостью в формуле для потока, представленный как Φ = EA cos ( θ ) , где θ — угол между линией, перпендикулярной площади, и направлением электрического поля.

Это уравнение, известное как закон Гаусса , также говорит вам, что для поверхностей, подобных этим, которые вы называете гауссовскими поверхностями , любой чистый заряд будет находиться на ее поверхности плоскости, потому что было бы необходимо создать электрическое поле.

Поскольку это зависит от геометрии площади поверхности, используемой при расчете потока, она меняется в зависимости от формы. Для круглой области площадь потока A будет π_r_ ² ^{с ^{r в качестве радиуса круга, ^{или для криволинейной поверхности цилиндра площадь потока будет Ch , в которой C — это длина окружности круглой поверхности цилиндра, а h — высота цилиндра.}}}

Заряд и статическое электричество

Статическое электричество возникает, когда два объекта не находятся в электрическом равновесии (или электростатическом равновесии ), или когда существует чистый поток зарядов от одного объекта к другому.Когда материалы трутся друг о друга, они переносят заряды друг на друга. Эти виды электричества могут генерироваться при натирании носков о ковер или резинкой надутого воздушного шара о волосы. Шок переносит эти избыточные заряды обратно, чтобы восстановить состояние равновесия.

Электрические проводники

Для проводника (материал, передающий электричество), находящегося в электростатическом равновесии, электрическое поле внутри равно нулю, а общий заряд на его поверхности должен оставаться в электростатическом равновесии.Это потому, что, если бы было поле, электроны в проводнике перераспределялись бы или перестраивались в ответ на поле. Таким образом, они отменили бы любое поле в момент его создания.

Алюминий и медная проволока являются общими проводящими материалами, используемыми для передачи токов, также часто используются ионные проводники, которые представляют собой решения, в которых используются свободно плавающие ионы, позволяющие легко проходить заряду. Полупроводники , такие как микросхемы, которые позволяют компьютерам функционировать, также используют свободно циркулирующие электроны, но не так много, как проводники.Полупроводники, такие как кремний и германий, также требуют больше энергии для циркуляции зарядов и обычно имеют низкую проводимость. Напротив, изоляторы , такие как дерево, не позволяют заряду легко проходить через них.

При отсутствии поля внутри для гауссовой поверхности, лежащей непосредственно внутри поверхности проводника, поле должно быть везде нулевым, чтобы поток был равен нулю. Это означает, что внутри проводника нет чистого электрического заряда. Из этого вы можете сделать вывод, что для симметричных геометрических структур, таких как сферы, заряд равномерно распределяется по поверхности гауссовой поверхности.

Закон Гаусса в других ситуациях

Поскольку чистый заряд на поверхности должен оставаться в электростатическом равновесии, любое электрическое поле должно быть перпендикулярно поверхности проводника, чтобы материал мог передавать заряды. Закон Гаусса позволяет вычислить величину этого электрического поля и магнитного потока для проводника. Электрическое поле внутри проводника должно быть нулевым, а снаружи оно должно быть перпендикулярно поверхности.

Это означает, что для цилиндрического проводника с полем, излучаемым от стенок под перпендикулярным углом, полный поток равен просто 2_E__πr_ ² для электрического поля E и радиус r круглой поверхности цилиндрического проводника.Вы также можете описать чистый заряд на поверхности, используя σ , плотность заряда на единицу площади, умноженную на площадь.

Разница между электрическим током и электрическим зарядом

Основная разница между зарядом и током

Электрический заряд и ток — это взаимосвязанные величины, но они отличаются друг от друга.

Основное различие между током и зарядом:

Ток: Это скорость потока заряда (обычно электронов).Ток (I) — это физическая величина, измеряемая в амперах (A).
Заряд: Это недостаток или избыток электронов на поверхности тела. Заряд (Q) — это физическое свойство материи, измеряемое в кулонах (C).

Связанные сообщения:

Что такое электрический заряд?

Известно, что недостаток или избыток электронов на материи — это электрический заряд. Типичная формула заряда следующая:

Q = It … или

Q = en

Где:

Q = заряд в кулонах
I = ток в амперах
t = время в секундах
e = количество электронов или протона
n = заряд одного избирательного или протона

Характерным символом заряда является «Q», а единицей измерения является кулон, выраженный буквой «C», где один кулон :

Заряд 6.24 x 10 ¹⁸ электронов = 1C = Один кулон

или

Один кулон — это ток в один ампер в секунду, т. Е. Количество заряда, которое может перемещаться с помощью амперного тока из одной точки в другую за одну секунду времени, равно равняется одному кулону.

или

Один кулон — это величина заряда, когда он помещен в электрическое поле один вольт на метр (1В / м), тогда на него будет приложена сила в один ньютон.

Один электрон имеет -1,602 x 10 ^-19 Кулонов заряда
Один протон имеет 1.602 x10 ^-19 Кулоны зарядов

Одни и те же заряды отталкивают друг друга, в то время как разные заряды притягиваются, т.е.

Выборы на выборы = отталкивание
Протоны на протоны = отталкивание
Электроны на протоны = притяжение

Сила силы притяжение или отталкивание между двумя заряженными частицами, расположенными на расстоянии «r», можно рассчитать по закону Кулона:

F = K (Q1 Q2 / r2)

Где:

F = Сила в ньютонах
K = Константа = 8.99 × 10 ⁹ м F ^-1.
Q1 = Первая заряженная частица
Q2 = Вторая заряженная частица
r = Расстояние между двумя заряженными частицами в метрах.

Есть три типа электрических зарядов.

Отрицательный заряд: избыток электронов на поверхности тела известен как отрицательно заряженная материя (избыток электронов, который в основном находится в нижней и внешней полосах или оболочке атома или молекулы).
Положительный заряд: Дефицит электронов на поверхности тела называется положительно заряженной материей (избыток протонов, которые в основном находятся в ядрышках атомов).
Нейтральный = равное количество электронов и протонов на частице делает ее нейтральной (нейтроны находятся в ядрышке атома).

Похожие сообщения:

Что такое электрический ток?

Электрический ток — это скорость потока заряда (обычно электронов), вызванная разностью потенциалов (напряжением). Сила тока обозначается символом «I» и измеряется в амперах с помощью символа «A».

Когда напряжение или ЭДС приложены к проводнику, возникает разность потенциалов, которая перемещает через него огромное количество электронов.

Ток — это физическая величина, которую можно измерить по следующей формуле:

I = Q / t … (в амперах)

Где:

I = ток в амперах
Q = заряд в кулонах
t = Время в секундах

Есть два основных типа электрических токов, т.е.

Переменный ток: Поток заряда или выборы с изменяющимся направлением и величиной.
Постоянный ток: Поток заряда или выборы в одном направлении с постоянной величиной.

Ниже приведена сравнительная таблица тока и заряда с различными характеристиками.

Сравнение электрического заряда и тока

В следующей таблице показаны некоторые различия между зарядом и током.

Характеристики	Электрический ток	Электрический заряд
Определение	Ток — это скорость потока зарядов, обычно вызываемых ЭДС или напряжением электронов.	Заряд — свойство вещества, проявляющее недостаток или избыток электронов на своей поверхности.
Символ	Ток, представленный символом «I».	Заряд, представленный символом «Q».
Единица	Единица измерения тока в системе СИ — Ампер, выраженная буквой «А».	Единица заряда в системе СИ — кулон, выраженная буквой «С».
Формула	I = Q / t I = dQ / dt	Q = It… или Q = en
Сила в полях	Ток создает как электрическое поле, так и магнитное поле.	Производит и поднимает только в электрическом поле.
Движение	Ток — это движение и поток заряда, как правило, электронов.	Заряд — это движение электронов, то есть недостаток или избыток электронов на теле.
Измерительный прибор	Амперметр (Амперметр)	Электрометр или баллистический гальванометр

Связанные сообщения:

Электричество и магнетизм — IB Physics

См. Руководство по этой теме.-19С.

Электрический заряд всегда сохраняется. Хотя заряды могут переходить от одного тела к другому, общий заряд остается прежним.

FYI

Проводники — это материалы, пропускающие электрический заряд. Это связано с наличием свободных электронов в твердых проводниках.

Примеры проводников включают все металлы, графит, людей.

Изоляторы — это материалы, не пропускающие электрический заряд.

Примеры изоляторов включают деревянные, стеклянные и пластиковые ведра.

Электрические поля могут быть графически представлены в виде линий электрического поля.

Направление поля в точке равно направлению силовой линии, проходящей через эту точку (стрелки от положительного полюса к отрицательному).
Величина поля в точке соответствует плотности силовых линий вокруг этой точки. Для однородного электрического поля силовые линии прямые, параллельные и равномерно разнесенные.

Неоднородное электрическое поле

Однородное электрическое поле

Линии электрического поля изгибаются наружу около края пластин. Это известно как «краевой эффект».

Напряженность электрического поля (E) — это сила на единицу заряда, испытываемая при положительном испытательном изменении, помещенном в поле.

Согласно закону Кулона

где F — сила, q1 и q2 — заряд двух объектов (обычно одинаковый при рассмотрении двух электронов), а r — радиус / расстояние между двумя зарядами.2, мы можем сделать вывод, что для неоднородных электрических полей напряженность электрического поля может быть рассчитана по

, отменив q (заряд) с обеих сторон.

Для однородных электрических полей напряженность электрического поля можно рассчитать по

См. Предыдущий раздел (Электрическое поле).

Наличие разности электрических потенциалов (см. Последний раздел 5.1) на объекте заставляет заряды течь через объект.

Электрический ток (I) относится к скорости потока электрического заряда и может быть задан уравнением

Направление (обычного) электрического тока противоположно направлению потока электронов.

Постоянный ток (dc) — это равномерный ток, текущий в одном фиксированном направлении в цепи.

Постоянный ток обычно подается от кислотных батарей или сухих элементов.

Разность электрических потенциалов (pd) между двумя точками равна проделанной работе (энергии), необходимой на единицу заряда для перемещения из одной точки в другую. Он также известен как напряжение (В).

Напряжение аналогично разнице между входами и выходами, где поток воды в потоке — это поток электронов внутри цепи.

5.2 — Нагревательное действие электрических токов

Электрическая цепь — это соединение электрических компонентов в замкнутом контуре.

Резисторы

Резистор — это электрический компонент, который реализует определенное сопротивление в электрической цепи.

Резистор с регулируемым сопротивлением называется переменным резистором.

Резисторы можно подключать последовательно или параллельно.

FYI

Вольтметры

Вольтметр используется для измерения разности потенциалов между двумя точками.

Вольтметр должен быть подключен параллельно измеряемым компонентам.

Идеальный вольтметр имеет бесконечное сопротивление.

Амперметр

Амперметр используется для измерения тока, проходящего через точку.

Амперметр должен быть подключен последовательно в точке измерения.

Идеальный амперметр имеет нулевое сопротивление.

Окружные законы Кирхгофа

Правило соединения Кирхгофа — это утверждение о сохранении потока заряда во времени. Сумма всех токов, текущих в переход, должна равняться сумме всех текущих токов.

Правило петли Кирхгофа — это утверждение о сохранении электрической потенциальной энергии на заряд. Для полного цикла электрической цепи все повышения электрического потенциала, сложенные вместе, должны равняться всем падениям электрического потенциала, сложенным вместе.

Сопротивление выражается как R = V / I

Сопротивление (R) объекта можно рассматривать как меру противодействия электрическому току, протекающему через объект.

Дается соотношением между разностью электрических потенциалов (V) и индуцированным током (I).

Закон

Ома гласит, что ток, протекающий по проводнику, пропорционален разности электрических потенциалов на проводнике.

Если мы построим график зависимости тока от разности потенциалов, наклон полученного графика будет постоянным.

Закон Ома не всегда соблюдается. Проводник, подчиняющийся закону Ома, имеет постоянное сопротивление и называется омическим проводником.

Неомический проводник изображает график, который не имеет постоянного градиента (нелинейный).

Сопротивление объекта пропорционально его длине (L) и обратно пропорционально его площади поперечного сечения (A).

На сопротивление влияет постоянная удельного сопротивления объекта (определяется материалом, из которого он сделан).

Мощность (P), рассеиваемая на резисторе, может быть равна

FYI

Это означает, что электрическая энергия «теряется» в виде тепловой энергии или других форм энергии, которые не считаются полезными с течением времени.

5.3 — Электроэлементы

Ячейка в цепи действует как источник электрической энергии и создает разность электрических потенциалов на своих выводах.

Батарея состоит из двух соединенных ячеек.

Внутреннее сопротивление — это сопротивление источника, определяемое материалом, из которого он сделан.

Внутреннее сопротивление можно использовать для расчета ЭДС. (см. последний раздел 5.3)

Вторичный элемент или аккумулятор можно перезарядить после использования, пропуская ток через цепь в направлении, противоположном току во время разряда.

Разность потенциалов на клеммах

Разность потенциалов на выводах источника меньше ЭДС источника из-за внутреннего сопротивления.(см. последний раздел 5.3)

Электродвижущая сила (ЭДС)

Электродвижущая сила (ЭДС) источника определяется как энергия, приходящаяся на единицу заряда, поставляемую источником.

Единица измерения ЭДС — вольт (В).

5.4 — Магнитные эффекты электрических токов

Магнитные поля возникают из-за наличия магнитов или движущихся зарядов.

Подобно тому, как электрический заряд испытывает силу в электрическом поле, магнит или электрический ток испытывают силу в магнитном поле.

Единица измерения магнитного поля — Тесла (Тл).

Диаграммы магнитного поля

Магнитные поля могут быть графически представлены с помощью силовых линий магнитного поля.

Направление поля в точке равно направлению силовой линии, проходящей через эту точку.
Величина поля в точке соответствует плотности силовых линий вокруг этой точки.

Магниты

Провод с током

Соленоид с током

FYI

При просмотре магнитного поля в 3D точки представляют собой магнитные поля, исходящие из страницы (как кончик стрелки), а крестики представляют магнитные поля, входящие в страницу (как острие стрелки).

Величину силы, действующей на провод с током из-за магнитного поля, можно определить как

Уравнение можно умножить на sinθ, где θ — угол между направлением поля и током. Это можно игнорировать, если θ = 90 градусов, потому что sin90 градусов равно 1.

Магнитная сила на движущемся заряде

Величину силы, действующей на движущийся заряд из-за магнитного поля, можно определить как

где F — сила, действующая на провод, B — магнитное поле, q — количество заряда, v — скорость заряда, а θ — угол между направлением поля и скоростью.

Помните, что направление (обычного) тока на противоположно направлению потока электронов на .

Поскольку магнитная сила всегда перпендикулярна скорости заряда, она действует как центростремительная сила (см. Раздел 6), и заряд движется по круговой траектории. Магнитное поле не работает с зарядом.

Как это:

Нравится Загрузка …

Магнитное поле провода

Магнитный поле длинного провода

Магнитный поля возникают из-за зарядов, как и электрические поля, но отличаются тем, что обвинения должны двигаться.А длинный прямой провод, по которому течет ток, — самый простой пример движущегося заряда, который генерирует магнитный поле. Мы упоминали, что сила, которую испытывает заряд, когда движение через магнитное поле зависело от правило правой руки. Направление магнитного поля из-за к движущимся зарядам также будет зависеть правая рука правило. В случае длинного прямого провода, несущего ток I , силовые линии магнитного поля наматываются вокруг провода.Указав большим пальцем правой руки направление тока, направление магнитного поле можно найти, обхватив пальцами провод.

Сила магнитного поля зависит от силы тока I в проводе и r , расстояние от провода.

Постоянная m ₀ — магнитная проницаемость.Причина не отображается, так как произвольное число что единицы заряда и тока (кулоны и амперы) были выбраны, чтобы дать этой константе простую форму. Один Также можно заметить продукт м ₀ и e ₀ относятся к скорость света. (Подробнее об этом позже, фундаментальные константы)

Если один помнит случай электрического поля равномерно заряженный провод, тоже упал как 1 / r .Нет реальной аналогии с законом Кулонов для магнетизма, поскольку магнитное поле точечного заряда сложно поскольку он не может стоять на месте, чтобы создать магнитный поле.

Примеры Магнитный индекс источника поля

Разница между зарядом и током (со сравнительной таблицей)

Наиболее существенная разница между зарядом и током состоит в том, что заряд является физическим свойством материи , тогда как ток — это скорость потока потока обвинения .Некоторые другие различия между зарядом и током поясняются ниже в табличной форме.

Электрический заряд — это физическое свойство вещества, которое испытывает силу при помещении в электрическое поле. Он бывает трех типов: положительный, отрицательный и нейтральный. Когда эти заряды (обычно электроны) движутся в определенном направлении, они генерируют ток. И этот ток используется для освещения и механических работ.

Содержимое: заряд против тока

Сравнительная таблица
Определение
Ключевые отличия
Заключение

Таблица сравнения

Основа для сравнения	Плата	Текущий
Определение	Это физическое свойство частиц, которое позволяет им взаимодействовать друг с другом.	Это скорость потока заряженных частиц (обычно электронов).
Сила	Испытайте силу только в электрическом поле.	Испытайте силу как в электрическом, так и в магнитном поле
Единица	Кулоны (C)	Амперы (A)

Определение заряда
Заряд — это фундаментальное свойство частиц (иона, атома и молекул), которое позволяет им притягиваться и отталкиваться друг от друга, когда они находятся в электрическом поле.Заряд частиц бывает трех типов: положительный, отрицательный и нейтральный. Частица с положительным зарядом известна как протон, а частица с отрицательным зарядом известна как электрон. Частица, имеющая равное количество отрицательных и положительных зарядов, известна как нейтроны.
Заряд измеряется в кулонах. Один протон имеет 1,602X10 ^-19 кулонов зарядов, а один электрон равен -1,602X10 ^-19 кулонов. Заряженная частица испытывает силы, когда ее помещают в электромагнитное поле.Частицы с одноименным зарядом отталкиваются друг от друга, а частицы с противоположным зарядом притягиваются друг к другу.
Определение тока
Поток электронов известен как ток. Это физическая величина, которая измеряется и выражается математически. Проводящий материал имеет большое количество свободных электронов. Когда к свободному электрону прикладывается напряжение или ЭДС, он начинает двигаться и индуцирует ток.
Электрический ток бывает двух типов: переменный и постоянный.В переменном токе заряды движутся в обоих направлениях. А в постоянном токе он перемещается только в одном направлении.
Ключевые различия между зарядом и током
Ниже приведены основные различия заряда и тока.
Заряд — это свойство материи, из-за которого вещество испытывает силу притяжения или отталкивания в электрическом поле. В то время как ток — это скорость потока заряженных частиц, называемых электронами.
Заряд испытывает силу только в электрическом поле, тогда как ток испытывает силу как в электрическом, так и в магнитном поле.
Кулон — это единица измерения электрических зарядов, а сила тока измеряется в амперах.
Заключение
Ток и заряд взаимосвязаны. Статическая частица имеет заряд, и движение зарядов известно как ток.
От [Вольт / метр] до [Тесла] и обратно
От [Вольт / метр] до [Тесла] и обратно
… от [Вольт / метр] до исторических [Тесла] и обратно.
Напомним введение электрического поля E из измерения электростатической силы F на заряд q.Эти понятия связаны соотношением F = q E где E = kq r / r ³. Здесь сила F часто в [Ньютонах] ≡ [кг м / с ²], электрический заряд q в [Кулоны], а электрическое поле E в [Ньютон / Кулон] ≡ [Вольт / метр] = [Франклин?].
Конечное значение «скорости света» c в относительность требует, чтобы любая сила между объекты зависят от рамки наблюдения, так что, например, нейтральный токоведущий провод не будет нейтральным по отношению к движущемуся плата.То есть движущийся заряд испытывает кулоновскую силу. Отсюда магнетизм. Если мы определим плату вектор ¹ q _m движущегося заряда или текущий элемент в [Кулонах] как q _м = q v / c = I δs / c, тогда можно определить вектор магнитного поля в единицах электрического поля (например, [N / C]) как B ‘= k q _м × r / r ³.Для изолированного заряда q это выражение работает только для малых скоростей в отсутствие ускорения, но для установившихся токов в замкнутый цикл выражение является робастным. Это поле в свою очередь оказывает силу Лоренца на отдельно движущийся заряд или ток q _m равно F = q _м × B ‘. Величина q _м — это эффективный дефицит заряда , видимый нами. поскольку сопутствующие заряды увеличивают свою скорость ², в то время как величина B ‘- это сила, действующая на вектор заряда, перпендикулярный B ‘, на единицу q _м.
Таким образом магнитный взаимодействия могут быть полностью выражены с использованием только постоянной Кулона k, ваш любимый блок для электрического заряда и знакомый механический единиц силы, расстояния и т. д. Таким образом, магнитных полей можно рассматривать как электрические поля, которые вызваны и действуют зарядовые векторы вместо зарядов . Форма уравнений для магнитные поля и силы зеркально отражают электростатические (см. рисунок справа), с учетом сил между векторами зарядов q _m отдельно от сил между скалярными зарядами q.Роль силовой закон в каждом уравнении легко увидеть. Электрические и магнитные выражения для энергии поля U на единицу объема V также хорошо сочетаются друг с другом, то есть U / V = (E ² + B ‘²) / 8πk, как и выражения для скалярного и векторного потенциала (последний абзац ниже).
Два разных определения вместо этого использовал ³ в Système International d’Unités (SI), возможно, потому что магнетизм, электростатика, и свет сначала рассматривались как отдельные явления.Особенно, вектор заряда q _m ‘движущегося заряда или текущий элемент определяется как q _м ‘= q v = I δs = q _м c в единицах [Кулон м / с] ≡ [Амперметр], т. е. как упомянутый выше дефицит начислений, умноженный на c. это Естественно тогда определить магнитную индукцию как B = B ‘/ c в [Ns / Cm] ≡ [Tesla], т.е. как усилие на единицу q _м ‘.Это дает начало формам Био-Савара. B = (k / c ²) q _м ‘× r / r ³ и Lorentz F = q _m ‘× B , используемых в большинстве тексты. Две вариации на постоянной Кулона также определены, чтобы помочь в определение невакуумных полей, а именно ε _o À1 / (4πk) и μ _o À4πk / c ².
Чтобы узнать, предлагает ли B ‘ дополнительная точка зрения, попробуйте ответить на эти вопросы.Какая напряженность магнитного поля B ‘в [Вольт / метр] рекордного 14,7 Магнитное поле Теслы? Как это по сравнению с 30 [кВ / см] напряженность поля, которую часто называют величиной ионизационного пробоя для сухого воздуха? Почему ионизация менее важна в присутствии этого магнитного поля?
Еще одно предостережение: Тот факт, что « q _m1 × ( q _m2 × k r / r ³) не всегда равно — q _м2 × ( q _m1 × k r / r ³) » поднимает флаг с уравнениями выше в контексте действие-противодействие и сохранение импульса.Если это интегрировано по замкнутой токовой петле несоответствие исчезает. В процессе, однако это наблюдение подчеркивает недостаток того, что мы говорим студенты-интро-физики, игнорируя (например, в выражении E-поля выше) наведенная составляющая электрического поля (например, соответствующие к рельсовым пушкам) выражается как производная по времени (-δ A / δt) векторного потенциала (электрокинетический импульс Максвелла на единицу заряда) A = (k / c ²) q _m ‘/ r = A ‘ / c.Как вы понимаете, A ‘= k q _m / r подобен скалярному потенциалу Φ = kq / r также в [Вольтах]. Однако в большинстве вводных текстов избегается векторный потенциал. Уменьшаются ли последствия этого упущения, если утверждать, что Уравнение Лоренца без индуцированного электрического поля работает для внешнего статическое магнитное поле (например, как от фиксированной токовой петли), но не для изменяющихся во времени полей (например, как поле движущегося заряда)? Эти предостережения могут быть еще одной причиной того, что Био-Савар обычно вводят. с I δs , но не q v .
Сноски:
[1] Величина вектора заряда вокруг петли также используется в промышленность по производству магнитов для измерения местной силы магнитного полюса. Учитывая это, какова сила [кулонов] типичного холодильника? магнит?
[2] Перпендикуляр составляющая силы между двумя объектами, движущимися с постоянной скоростью равно (объект-рамка) собственная сила ⁴ раз Sqrt [1- (v / c) ²], как показано на рисунке справа, где показано, как кажущаяся сила (d p / dt) и масса, умноженная на ускорение ( a м), отклоняться от действующей силы на движущийся объект.Для кулоновской силы перпендикулярно направлению движения равномерно движущихся зарядов, это дает F _⊥ = Sqrt [1- (v / c) ²] kq ₁ q ₂ r _⊥ / r ³. Второй фактор Sqrt [1- (v / c) ²] вступает в игру для заряда, перемещающегося вместе с токовые элементы в постоянно движущемся проводе, чтобы он оставался нейтральным перед лицом сокращения длины по мере ускорения элемента. Наблюдаемая сила (перпендикулярная скорости) между движущимся заряд и попутно движущиеся токовые элементы в нейтральном проводе, таким образом, правильная сила, умноженная на 1- (v / c) ².Следовательно, чистая сила между заряженным токовым элементом I δs и сопутствующим заряд q v можно рассматривать как правильную силу минус «чувствительный к скорости Кулоновская (или магнитная) сила между двумя зарядами, где qv / c и Iδs / c — величины задействованных дефицитных платежей. в магнитном взаимодействии. В нулевом проводе, конечно, эта надлежащая сила отменяется дополнительным неподвижным элементы заряда, оставляя для рассмотрения только магнитные взаимодействия.В перекрестные произведения в приведенных выше уравнениях учитывают тот факт, что каждое начисление дефицита воздействует только на на , что составляющая силы перпендикулярна его векторное направление. Таким образом, вместо того, чтобы исключать Био-Савара из синий для студентов-интрофизиков, релятивистская фрейм-зависимость силы могут быть использованы для объясните, почему и как взаимодействуют токи в нейтральных проводах друг с другом, но не со скалярными зарядами, в том числе (из их дефицитный характер) почему притягиваются параллельные токи.
[3] Сказанное выше предполагает, что модифицированный набор SI единиц, для которых E / B безразмерно, как и для Используемые системы единиц Гаусса и Хевисайда-Лоренца по классической электродинамике Джексона , может дать студентам вводного курса более прямой путь к пониманию. Согласно предисловию к 3-му изданию, напряжение между СИ и гауссовыми единицами привело к разделению книги Джексона на две системы единиц и предательство договор между друзьями.Упрощение, описанное выше можно было произвести заменой только единиц магнитной индукции B , векторный потенциал A , и магнитный поток Φ _B в электрическое поле единиц, то есть [В / м], [В] и [Вм] соответственно, с компенсационным c ценности, добавленные в уравнения Максвелла, чтобы сохранить все остальное (включая H) то же самое. Какие еще плюсы и минусы сделать этот переход, по крайней мере, для вводных классов физики жаждете как можно более ясного взгляда на взаимосвязи природы?
^[4] Правильное ускорение и собственное усилие не более чем 3-х векторное ускорение и чистая сила, испытываемая в кадр ускоряемого объекта.Как собственное время и собственной длины , они описывают количества с точки зрения специальной рамы, в данном случае рамы объекта, к которому относятся ускорение и силы применяемый. Их величина также является лоренц-инвариантной величиной четырех векторов ускорения и чистой силы , видимых со всех сторон кадров , так как в остальном кадре ускоряемого объекта времениподобная составляющая этих четырех векторов равна нулю.Потому что силы могут быть вызваны объектами, движущимися относительно одного другая, правильная сила F _o не подчиняется принцип действия-противодействия как 4-векторные и локально определенные силы, зависящие от рамы. Однако это отличный мост между локально измеренными координатами-ускорениями a и сила F = d p / dt, так как F _o точно м а γ ³ / γ _⊥ в то время как F отличается от F _или тем, что компонент, параллельный F _o, делится на γ _⊥ при вращении к линии скорости.Принцип эквивалентности общей теории относительности в сочетании с концепция локальных сил аффинной связи (или геометрических), делает эти количества полезными даже в неинерциальных условиях (например, гравитационно искривленное пространство-время). Полезность законов Ньютона для описания гравитации на Земля как «еще одна сила между объектами» является живым доказательством этого, поскольку гравитация, как и магнетизм, является примером повседневного относительность.
Подробнее
р.Г. Пиччони недавний статья в Учитель физики .
Заметки Дэна Шредера о Перселле упрощенный.
Подробнее на зарядах, движущихся около нулевого провода с током.
Эта заметка обсуждает приведенное выше значение собственной силы более подробно.
Дополнительные примечания по правильные количества и движение на основе карты с любой скоростью.
Основы электричества | CE
Электрический заряд (условно обозначается Q ) — это свойство материи, которое описывает силу, испытываемую (и действующую) в присутствии другого электрически заряженного вещества.Таким образом, электрически заряженная частица будет выполнять работу с другой электрически заряженной частицей, что по определению является примером энергии. Электричество определяется как совокупность явлений, связанных с присутствием электрически заряженных частиц. Эти частицы могут быть статичными, представляя собой накопление заряда, или течь как электрический ток.
Электрический заряд
Существует два типа электрического заряда: положительный и отрицательный.Одинаковые обвинения будут отталкивать друг друга, а противоположные обвинения будут привлекать. По большей части мы имеем дело с протонами и электронами как с фундаментальными заряженными частицами, и каждая из них несет «элементарный заряд», который описывает ее величину. Другими словами, протоны несут один положительный элементарный заряд (обозначенный +1 e ), а электроны несут -1 e .
Хотя элементарный заряд сам по себе является единицей, в контексте энергии и электричества он часто непрактично мал.Фактически, хотя весь заряд состоит из отдельных заряженных частиц, несущих 1 (или -1) e , часто удобнее думать о заряде в терминах силы, создаваемой его движением или его потенциалом в статике. При обсуждении электричества предпочтительной единицей измерения является кулон (C). Один кулон примерно равен 6,241 x 10 ¹⁸ e .
Как упоминалось ранее, частица или материал с чистым положительным зарядом будет отталкивать другой положительно заряженный материал и притягивать тот, который имеет отрицательный заряд.Другими словами, электрически заряженные материалы действуют на другие электрически заряженные материалы. Например, если взять протон и физически отделить его от электрона, между ними возникнет сила притяжения. Если позволить двигаться свободно, эти две противоположно заряженные частицы рекомбинируют, преобразовывая потенциальную энергию, существовавшую между ними из-за их притяжения, в кинетическую энергию их движения друг к другу. Это аналогично преобразованию гравитационной потенциальной энергии в кинетическую, когда объект падает с некоторого расстояния над землей.В этом случае вместо гравитационной потенциальной энергии, создаваемой расстоянием до объекта над землей, у нас есть электрическая потенциальная энергия, созданная разделением двух противоположно заряженных материалов.
Напряжение
Напряжение (обозначается В ), иногда называемое «разностью электрических потенциалов» или «электродвижущей силой», представляет собой разность электрической потенциальной энергии на единицу заряда между двумя позиции в космосе.Он сообщает нам количество энергии (опять же на единицу заряда), которое требуется для разделения двух заряженных материалов на некоторое расстояние. Например, если для разделения 3 кулонов (C) электрического заряда требуется 9 джоулей (Дж) энергии, результирующая разность электрических потенциалов (то есть напряжение) составит 3 вольта (В). Соответственно, уравнение для напряжения:
В = Вт / К
Где
В: Напряжение
Вт: Энергия (или работа)
Q: Заряд
Таким же образом, напряжение равно также количество электрической потенциальной энергии на единицу заряда, содержащегося в зарядах после их разделения.Следовательно, если заряд 3 Кл проходит через 3 В разности электрических потенциалов, это составляет 9 Дж электрической кинетической энергии, доступной для работы в какой-либо другой системе. Это снижение напряжения по мере того, как заряд перемещается из положения с более высокой электрической потенциальной энергией в положение с более низкой электрической потенциальной энергией, называется «падением напряжения».
Напряжение также является (синонимом) движущей силой, которая приводит в движение заряд через разность электрических потенциалов.Гравитация снова является подходящей — хотя и несколько несовершенной — аналогией здесь. Сила тяжести вызывает как разницу в потенциальной энергии массы, когда она поднимается над Землей, так и движение объекта после его высвобождения.
Текущий
Текущий (обозначается I ) — это скорость, с которой идет заряд. Он определяется как количество заряда, которое проходит точку за секунду. Например, если 3 кулоны заряда проходят через одну точку в проводе в течение 2 секунд, существует ток, равный 1.5 ампер (А) в системе.
I = Q / t
Где
I: Ток
Q: Заряд
t: Время
Отношение между током и напряжением является неотъемлемой частью понимания того, сколько мощности «вырабатывается» в система, то есть сколько электроэнергии вырабатывается и рассеивается. Важно понимать, что в цепи ток — это сохраняемая величина.В каждом соединении в цепи сумма тока, входящего в узел, должна быть равна сумме тока, выходящего из него. Следовательно, в цепи с одним единственным контуром ток будет одинаковым на каждом электрическом элементе. Ток не «падает» так же, как напряжение, но фактически остается постоянным.
Сопротивление
Сопротивление — это противодействие электрическому току в материале. Другими словами, сопротивление — это обратная способность материала проводить электричество.Сопротивление — важная концепция, которую следует понимать при обсуждении электричества, поскольку оно определяет, насколько быстро заряд будет проходить через цепь и, следовательно, какой ток будет существовать.

Сила и плотность тока. Линии тока

Плотность тока. Связь плотности тока с зарядом и силой тока, напряженностью

Линии тока

Урок 7. свободные и вынужденные электромагнитные колебания. колебательный контур — Физика — 11 класс

Протекание тока — Основы электроники

Похожие материалы:

Добавить комментарий

Формула заряда конденсатора через силу тока

Заряд конденсатора от источника постоянной ЭДС

Разряд конденсатора через сопротивление

В чем измеряется емкость конденсатора

Формула энергии конденсатора

Формула заряда конденсатора

Формула тока утечки конденсатора

В чем измеряется емкость конденсатора

Формула энергии конденсатора

Формула заряда конденсатора

Формула тока утечки конденсатора

Как найти общую силу тока в проводнике формулой

Сила тока – что это

Источники тока

Сила тока – чему равна, в каких единицах она измеряется, как найти силу тока по формуле

Зачем нужно измерять силу тока

Электроприбор для измерения силы тока

Основы электроники. Часть 1. Заряды, потенциалы, напряжение, ток, сопротивление…

Электромагнитные колебания в физике: основные формулы

Как рассчитать электрический заряд

Формула электрического заряда

Электрический заряд и гравитация: сходства

Сохранение электрического заряда

Число электронов в заряде

Расчет электрического заряда в цепях

Формула электрического поля

Чистый заряд Вселенной

Расчет электрического потока с зарядом

Заряд и статическое электричество

Электрические проводники

Закон Гаусса в других ситуациях

Разница между электрическим током и электрическим зарядом

Электричество и магнетизм — IB Physics

Окружные законы Кирхгофа

Сопротивление выражается как R = V / I

Разность потенциалов на клеммах

Электродвижущая сила (ЭДС)

Как это:

Магнитное поле провода

Разница между зарядом и током (со сравнительной таблицей)

Содержимое: заряд против тока

Таблица сравнения

Определение заряда

Определение тока

Ключевые различия между зарядом и током

Заключение

От [Вольт / метр] до [Тесла] и обратно

… от [Вольт / метр] до исторических [Тесла] и обратно.

Подробнее

Основы электричества | CE

alexxlab

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики