Тест по физике Сила тока. Напряжение. Сопротивление. Закон Ома для участка цепи 8 класс
16.07.2020 Физика Тесты8 класс
Тест по физике Сила тока. Напряжение. Сопротивление. Закон Ома для участка цепи 8 класс с ответами. Тест включает два варианта, в каждом по 10 заданий.
Вариант 1
1. Электрическим током называется …
А. движение электронов
Б. упорядоченное движение заряженных частиц
В. упорядоченное движение электронов
2. Чтобы создать электрический ток в проводнике, надо …
А. создать в нем электрическое поле
Б. создать в нем электрические заряды
В. разделить в нем электрические заряды
3. Какие частицы создают электрический ток в металлах?
А. свободные электроны
Б. положительные ионы
В. отрицательные ионы
4. Какое действие тока используется в гальванометрах?
А. тепловое
Б. химическое
В. магнитное
5.
Сила тока в цепи электрической плитки равна 1,4 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение ее спирали за 20 мин?
А. 3200 Кл
Б. 1680 Кл
В. 500 Кл
6. На какой схеме (рис. 62) амперметр включен в цепь правильно?
А. 1
Б. 2
В. 3
7. При прохождении по проводнику электрического заряда, равного 6 Кл, совершается работа 660 Дж. Чему равно напряжение на концах этого проводника?
А. 110 В
Б. 220 В
В. 330 В
8. На какой схеме (рис. 63) вольтметр включен в цепь правильно?
А. 1
Б. 2
9. Два мотка медной проволоки одинакового сечения имеют соответственно длину 50 и 150 м. Какой из них обладает большим сопротивлением и во сколько раз?
А. первый в 3 раза
Б. второй в 3 раза
10. Какова сила тока, проходящего по никелиновой проволоке длиной 25 см и сечением 0,1 мм2, если напряжение на ее концах равно 6 В?
А.
2 А
Б. 10 А
В. 6 А
Вариант 2
1. Электрический ток в металлах представляет собой …
А. движение электронов
Б. упорядоченное движение заряженных частиц
В. упорядоченное движение свободных электронов
2. В источниках тока в процессе работы происходит …
А. создание электрических зарядов
В. разделение электрических зарядов
3. Какие частицы находятся в узлах кристаллической решетки металлов?
А. отрицательные ионы
Б. положительные ионы
В. электроны
4. Какое действие тока используется в электрических лампах?
А. тепловое
Б. химическое
В. магнитное
5. Через нить лампочки карманного фонаря каждые 10 с протекает заряд, равный 2 Кл. Какова сила тока в лампочке?
А. 20 А
Б. 0,2 А
В. 2 А
6. На какой схеме (рис. 64) амперметр включен в цепь неправильно?
А.
Б. 2
7. Каково напряжение на автомобильной лампочке, если при прохождении через нее заряда, равного 100 Кл, была совершена работа 1200 Дж?
А. 12 В
Б. 24 В
В. 100 В
8. На какой схеме (рис. 65) вольтметр включен в цепь неправильно?
А. 1
Б. 2
9. Два куска алюминиевой проволоки одинаковой длины имеют соответственно площадь поперечного сечения 1 мм2 и 3 мм2. Какой из них обладает меньшим сопротивлением и во сколько раз?
А. первый в 3 раза
В. второй в 3 раза
А. ≈ 1,5 В
Б. ≈ 0,5 В
В. ≈ 0,26 В
Ответы на тест по физике Сила тока. Напряжение. Сопротивление. Закон Ома для участка цепи 8 класс
Вариант 1
1-Б
2-А
3-А
4-В
5-Б
6-А
7-А
8-А
9-В
10-Б
Вариант 2
1-В
2-В
3-Б
4-А
5-Б
6-А
7-А
8-А
9-Б
10-В
PDF версия
Тест Сила тока.
Напряжение. Сопротивление. Закон Ома для участка цепи 8 класс
Опубликовано: 13.01.2020 Обновлено: 16.07.2020
Поделись с друзьями
Найти:Электрический ток. Условия существования электрического тока. Закон Ома для участка цепи.Сила тока. Напряжение. Сопротивление.
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Государственный университет морского и речного флота
имени адмирала С.О. Макарова»
Колледж ГУМРФ
Методическая разработка занятия в 10 кл
по теме: «Электрический ток.
Условия существования электрического тока. Закон Ома для
участка цепи. Сила тока. Напряжение. Сопротивление.»
ПУП 03 Физика.
«общеобразовательный учебный цикл»
(1 курс, технический профиль)
базовой подготовки
Разработала преподаватель физики Захарова Е.П.
САНКТ— ПЕТЕРБУРГ 2022
Занятие.
Электрический ток. Условия существования электрического тока. Закон Ома для участка цепи. Сопротивление. Зависимость сопротивления от температуры. Последовательное и параллельное соединение. проводников.
Тип урока: комбинированный.
Методическая цель: использование исследовательского метода с элементами проблемного обучения.
Цель урока: выяснить природу электрического тока; закрепить знания обучающихся об условиях возникновения и существования электрического тока.
Задачи урока:
Образовательная: повторить и обобщить знания по теме «Законы постоянного тока» и применить их при решении задач: расчетных, качественных, экспериментальных;
Развивающая: научить обучающихся применять знания в новой ситуации, грамотно объяснять происходящие физические явления;
Воспитательная: формировать навыки коллективной работы в сочетании с самостоятельной деятельностью обучающихся
Оборудование
урока: компьютер, мультимедийный проектор, экран, дидактический
материал (карточки), оборудование для выполнения экспериментального задания:
источник тока, набор резисторов.
План урока:
1.Организационный этап.
2.Актуализация опорных знаний.
3.Изучение нового материала
4.Первичное осмысление и закрепление знаний.
5.Подведение итогов урока и рефлексия.
6.Домашнее задание.
1.Организационный этап
На данном этапе происходит взаимное приветствие учителя и обучающихся; проверка отсутствующих по журналу.
2.Актуализация опорных знаний.
Преподаватель: как называется физическая величина?
Обучающиеся: отвечают на вопросы и записывают в тетрадь.
Q, q [Кл] – заряд
U [В] – напряжение
А [Дж] – работа электрического тока
I [A] – сила тока
R [Ом] – сопротивление
ρ [Ом∙м] – удельное сопротивление
ε (ЭДС) [В] – электродвижущая сила
Эл.
ток-
вопросы:
обучающие отвечают устно.
1. Что такое электрический ток?
2. Что нужно создать в проводнике, чтобы в нем существовал ток?
3. Как можно наблюдать химическое действие тока?
4. Где используется тепловое действие тока?
5.Где используется магнитное действие тока?
6. Направление движения каких частиц в проводнике принято за направление тока?
7.Что понимают под направлением электрического тока в цепи?
8. Какой величиной определяется сила тока в электрической цепи?
9. Что принимают за единицу силы тока?
3.Изучение нового материала.
Электрический ток – это направленное движение заряженных частиц под действием электрического поля.
Условия существования электрического тока в проводнике
1.
Наличие
свободных носителей заряда в проводнике.
А) в металлах свободные электроны
Б) В электролитах (растворах кислот, солей и оснований и их расплавах) – положительные и отрицательные ионы.
2) В проводнике создать электрическое поле.
Действия электрического тока:
-Тепловое (проводник нагревается)
-Магнитное (вокруг проводника с током образуется магнитное поле)
-Химическое (при прохождении тока через электролиты происходят химические реакции и выделение вещества на электродах).
Электрическая цепь – это совокупность устройств, предназначенных для передачи и использования электрической энергии.
Закон Ома для участка цепи.
Для существования тока в проводнике необходимо создать разность потенциалов на его концах (напряжение). Сила тока определяется этой разностью потенциалов и пропорциональна ей:
I=g∙U,
Где g-коэффициент пропорциональности.
Опыт показывает, что gзависит
только от свойств проводника (размеров и материала).
Эту величину назвали проводимостью.
Величину R=назвали сопротивлением.
Соотношение I = – называют законом Ом для внешнего участка цепи.
Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника (при условии, что сопротивление не изменяется).
Для каждого проводника — твердого, жидкого и газообразного существует определенная зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов (напряжения) на концах проводника. Такая зависимость называется вольт-амперной характеристикой проводника.
Наиболее простой вид имеет
характеристика металлических проводников и растворов электролитов. Впервые (для
металлов) ее установил Георг Ом (в 1827г), поэтому зависимость силы тока от
напряжения носит название закона Ома для участка цепи.
Вольт-амперная характеристика
1)I =
В СИ:
I = = 1А
Сила тока – физическая величина, численно равная заряду, проходящему через поперечное сечение проводника за одну секунду.
Если сила тока в цепи не меняется от времени, а направление движения зарядов также остается неизменным, такой ток называется постоянным.
2)U = [В] – напряжение
Напряжение численно равно работе электрического поля по перемещению единичного положительного заряда из одной точки поля в другую.
Из закона Ома -U = I∙R
Актуализация опорных знаний. Закрепление.
Вопросы:
1.Что такое электрическое напряжение (разность потенциалов)?
2.По какой формуле находится напряжение?
3.Как называется прибор для измерения напряжение?
4.
Какими
правилами следует руководствоваться при включении
вольтметра в цепь?
3)R = [Ом] — электрическое сопротивление
С физической точки зрения сопротивление проводника объясняется тем, что свободные заряды, движущиеся в проводнике, сталкиваются с ионами, атомами и молекулами, отдавая им часть своей энергии.
R= =1
Единицу проводимости-Сименс-определяют как величину, обратную единице сопротивления: 1См=1
Преподаватель: проведем исследование, от каких параметров зависит сопротивление проводника.
Оборудование: реохорд с константановой и с медной проволоками длиной 50см одинакового сечения. Реохорд с медной проволокой другого сечения. Реохорд с константанов проволокой длиной 25см. Опыт №1
1.Собрать цепь. Резистор – проволока из константана длиной l==50cм
2.Снять показания амперметра и запомнить.
3.Заменить на другую
проволоку, т.
е. из другого материала (медь) такой же длины и площади
поперечного сечения.
4. Снять показания амперметра.
5. Сравнить с предыдущими показаниями и сделать вывод.
Обучающиеся: сопротивление зависит от материала проводника.
Опыт № 2
1.Цепь та же.
2.установить длину константановой проволоки l=25см. (с той же площадью поперечного сечения)
3. Снять показания амперметра.
4.Сделать вывод.
Обучающиеся: сопротивление зависит от длины проводника.
Опыт № 3
1.Цепь та же.
2 Включить в цепь проволоку из меди длиной l=50см, но другого поперечного сечения.
3.Снять показания амперметра.
4.Сделать вывод.
Обучающиеся: сопротивление зависит от площади поперечного сечения проводника.
Сопротивление зависит:
· От рода вещества и размеров проводника
R =
l – длина проводника
S – площадь поперечного сечения, мм2
р – удельное сопротивление
Единица измерения в Си- Ом∙м.
Внесистемная единица измерения-
Удельное сопротивление проводника характеризует
зависимость сопротивления проводника от рода вещества. Берется из таблиц.
· От температуры
Rt= R0(1+ αt) R0-сопротивление при 00С
α-температурный коэффициент сопротивления (приблизительно 0,004К-1 при нормальных условиях).
Сопротивление проводников из константана и манганина не зависит от температуры.
Сверхпроводимость – физическое явление, при котором сопротивление проводника падает до 0 при низкой температуре. Оно было открыто голландским физиком Камерлинг- Оннесом в 1911г. Сверхпроводимость была обнаружена у нескольких сот металлов и сплавов. А вот медь, золото, серебро, литий, натрий, калий, железо, никель др.- не обладают сверхпроводимостью. Применение в настоящее время (презентаця).
Последовательное и параллельное соединение проводников
| Последовательное | Параллельное |
Схема | ||
Сила тока | На всех участках цепи одинакова | Сила тока в неразветвленной цепи равна сумме тока в отдельных ветвях |
Напряжение | Общее
напряжение равно сумме падений напряжений на отдельных участках. | Напряжение во всех ветвях между общей парой узлов одинакова. |
Сопротивление | ||
Проводимость |
| g= g1+g2+g3 |
Недостатки и преимущества | Преимущества и недостатки: · Общее сопротивление увеличивается · При выходе из строя одного из участков, вся цепь размыкается | Преимущества и недостатки: · Общее сопротивление уменьшается (меньше наименьшего) · При выходе из строя одного из участков, остальные ветви остаются под напряжением
|
Применение | Амперметры и элементы защиты цепи | Вольтметры и все потребители |
4.
Первичное
осмысление и закрепление знаний.
1) Напишите формулу
сопротивление однородного проводника постоянного сечения?
2) Сформулируйте закон Ома для участка цепи?
3) Сформулируйте законы параллельного соединения проводников?
4) Запишите законы последовательного соединения проводников?
5) Проверочно- тренировочная работа по теме”
Последовательное и параллельное соединение проводников” (приложение) Пример:рассчитать
эквивалентное сопротивление R0=?
5.Подведение итогов урока и рефлексия.
Обучающиеся делают вывод о взаимосвязи изученных понятий.
Преподаватель оценивает обучающихся, учитывая их активность на занятии, делает вывод о степени овладения обучающимися знаниями и умениями в достижении поставленной цели. Затем дается задание на дом.
6.Домашняя работа: заполнить таблицу. Работа электрического тока
Физическая величина | Обозначение | Формула | Единица в СИ |
Сила тока | |||
Напряжение | |||
Сопротивление | |||
Закон Ома | — | ||
Работа эл. | |||
Мощность | |||
Количество теплоты |
тока
Физическая величина | Обозначение | Формула | Единица в СИ |
Сила тока | I | I=Δq/Δt | A |
Напряжение | U | U=A/q | В |
Сопротивление | R | R=U/I | Ом |
Закон Ома | — | I=U/R | А=В/Ом |
Работа эл. | A | A=UIΔt | Дж |
Мощность | P | P=UI | Вт |
Количество теплоты | Q | Q=I2RΔt | Дж |
тока
Закон Ома – Связь между напряжением, током и сопротивлением – Производство печатных плат и сборка печатных плат
Основы электронной техники основаны на принципе закона Ома. Без закона Ома ток не может течь по проводам, не будет напряжения и не будет работать ни одна цепь в мире. Это такой же важный закон электроники, как и закон Ньютона в физике. Однако есть много других важных принципов и законов электроники, которые необходимо выделить, но в этой статье мы изучим основы закона Ома и три его важных параметра: напряжение (В), ток (I) и сопротивление (R).
Электронная схема — это не что иное, как замкнутый контур проводящих проводов и электронных компонентов, соединенных друг с другом.
Напряжение (В):
Напряжение можно описать как разность потенциалов между двумя точками цепи. Международная стандартная единица измерения (СИ) Вольт . Напряжение — это движущая сила , приводящая в движение электрический заряд в цепи. Чем больше разность потенциалов, тем больше поток заряда (ток) между двумя точками. Напряжение измеряется «поперек» или «между» двумя точками. В некоторых учебниках напряжение обозначается как «Электродвижущая сила (ЭДС)». Поэтому обозначается буквой «Е».
Он называется электродвижущим, потому что мотивирует поток электронов в цепи или проводнике. Мы можем использовать либо V, либо E для обозначения, но оба варианта правильны.
Напряжение = Джоули/Кулоны:
Другое определение напряжения можно объяснить с точки зрения энергии (Джоули) и заряда (Кулоны). Напряжение или разность потенциалов (P.D) можно определить как количество энергии, затраченное на 1 кулон заряда, чтобы перевести его из одной точки цепи в другую точку цепи.
Джоуль — единица измерения энергии в системе СИ
Ток (I): Ток можно определить как количество заряда, протекающего из одной точки цепи в другую точку в цепи в единицу времени. Международная стандартная единица (СИ) Ампер . Течение тока можно рассматривать как аналог течения воды в трубе. Ток измеряется «через» резистор или любой другой электронный компонент. Ток обозначается буквой «I», которая происходит от слова «интенсивность» или сила тока.
Заряд: Заряд может быть положительным или отрицательным в зависимости от направления потока 900 13 электронов в цепи. Обычный поток заряда можно определить как заряд, выходящий из положительной клеммы аккумулятора и входящий в отрицательную клемму. Однако в концепции электронного потока электроны покидают клемму с отрицательным зарядом и входят в клемму с положительным зарядом. В обоих случаях ток будет течь, потому что этот процесс происходит очень быстро и непрерывно. Единицей заряда в СИ является «Кулон (Кл)». Один электронный заряд = Заряд электрона = 1,6×10 -19 С .
Один кулон (Кл) = 1 Кл заряд = 6,24×10 18 электронов, проходящих через определенную точку цепи за 1 секунду.
Сопротивление (R): Сопротивление — это сопротивление, создаваемое в потоке тока электронным компонентом, называемым «резистор».
Сопротивление может создаваться другими электронными компонентами, кроме резистора. Сопротивление на самом деле является препятствием или помехой, создаваемой цепью для ограничения протекания тока. Сопротивление измеряется «поперек» любых двух точек или «между» двумя клеммами в цепи. Его единицей измерения Standard International (S.I) является «Ом Ω». Популярными единицами сопротивления являются Ом, кОм, МОм.
Математическая связь между этими тремя величинами является линейной. Это означает, что из 3, если мы знаем 2 величины, мы можем найти третью. В основном сопротивление является унаследованным свойством любого проводника, которое почти считается постоянным. Например, кусок провода с площадью поперечного сечения «А» и длиной «L», а его удельное сопротивление равно ρ. Сопротивление можно рассчитать как
Это показывает, что сопротивление (R) проводника/провода зависит от его длины (L) и калибра (A). Где ρ — константа (удельное сопротивление) для материала проводника, такого как медь или серебро.
Следовательно, теперь мы можем сказать, что напряжение и ток зависят друг от друга, принимая во внимание постоянное сопротивление R.
Закон Ома:
Закон Ома гласит, что величина тока (I), протекающего через любой проводник, прямо пропорциональна разности потенциалов (напряжению V) на нем при данной температуре при условии, что сопротивление (R) остается постоянным.
Пример-1:
Мы рассмотрим базовый пример того, что такое ток, напряжение и сопротивление. На приведенной ниже схеме мы видим, что батарея постоянного тока напрямую подключена к лампе через проводящие провода. Направление тока «условное (от + к -)».
Здесь мы можем создать три сценария. 1- В и Р известны, я неизвестен. 2- V и I знают R неизвестно 3- I и R известны, но V неизвестно.
Сценарий-1:
Предположим, что напряжение батареи составляет V = 12 В постоянного тока, измеренное «вольтметром», а лампа представляет собой нагрузку, имеющую сопротивление = 4 Ом, указанное в листе технических характеристик лампы.
Теперь вычислите величину тока, протекающего в цепи
Решение:
« нагрузка» — это электронное устройство или оборудование, или компонент, или машина, которая потребляет ток из цепи и, следовательно, падает напряжение на себя и последовательно падает напряжение.
Применим закон Ома, получим
Сценарий-2 :
Допустим, напряжение батареи равно 12 В постоянного тока, а ток в цепи, измеренный амперметром, равен 6 Ампер. пер. Узнайте сопротивление нагрузки.
Решение:
Ток в цепи можно измерить, подключив амперметр серии .
Теперь снова применим закон Ома и получим результат.
Сценарий-3:
Теперь у нас есть сопротивление лампы, уже известное из таблицы данных производителя. R = 10 Ом, а ток измеряется амперметром и составляет 1,2 ампера. Рассчитать напряжение батареи.
Решение: Примените закон Ома.
До сих пор мы анализировали очень базовое понимание цепей постоянного тока. Где напряжение и ток были постоянными и стабильными в течение определенного периода времени. Однако цепи переменного тока не являются стабильными в течение определенного периода времени. Напряжение переменного тока и ток переменного тока изменяются с течением времени.
Заключение:
Закон Ома является основой решения любой электронной или электротехнической проблемы. Либо это маломощная электронная схема с низким напряжением, либо цепь постоянного тока, небольшие миниатюрные схемы на основе микроконтроллера, аналоговые или цифровые схемы, микровольтные или милливольтовые схемы, либо это анализ цепи большой мощности или большего напряжения, такой как выпрямители, мосты. , инверторы или любые другие электронные схемы переменного или постоянного тока, все они полностью зависят от закона Ома. Без запоминания этого фундаментального принципа электроники вы не сможете решить ни одну проблему в области электроники и электротехники.
Напряжение, ток, сопротивление и закон Ома
Узнайте все о том, как измерять и манипулировать схемой в вашей электронной конструкции с помощью напряжения, тока, сопротивления и закона Ома.
Чтобы понять истинную сущность электричества, нужно понять, как манипулировать и измерять напряжение, ток и сопротивление. Мы взобрались на самые высокие вершины, чтобы найти правильную аналогию для объяснения природы того, как электричество работает в цепи: наши тела в движении.
Напряжение – все дело в потенциале
Представьте, что вы просыпаетесь утром. Вы лежите в постели, хотите еще несколько часов сна, но пришло время вашей ужасной утренней пробежки. Вы знаете, что это полезно для вас, и вы будете чувствовать себя прекрасно, как только начнете двигаться, но каждое утро вы должны делать выбор. Вы можете либо остаться в постели и поспать немного дольше, либо встать и начать двигаться.
Это сущность напряжения; все дело в разнице потенциалов.
У всех нас есть потенциал, и когда дело доходит до бега, потенциал, о котором идет речь, делает выбор: бежать или спать. Если вы не решите бежать сегодня утром, ваш потенциал будет дремать, но если вы это сделаете, то этот потенциал вырвется наружу, заставив вас пробежать много миль и зарядив энергией весь оставшийся день.
Напряжение в электричестве
Как и способность двигаться или нет, напряжение представляет собой запасенную электрическую энергию с потенциалом движения. Именно эта сила напряжения побуждает электроны течь по цепи и заставляет их работать час за часом.
Напряжение повсюду, оно только и ждет, чтобы мы воспользовались его потенциалом. Посмотрите на каждую неиспользуемую розетку в вашем доме. В этих розетках гудит напряжение, готовое работать на вас. Но, как и при выборе бежать, у вас есть выбор, подключаться ли к этому источнику напряжения в вашей розетке. Если оставить его в покое, то напряжение останется там, где оно есть, так и не реализовав весь свой потенциал.
В электрической цепи напряжение измеряется путем нахождения так называемой разности потенциалов между двумя точками с помощью мультиметра. Возьмите 9-вольтовую батарею, например, если вы измерите положительный и отрицательный полюсы, вы получите разность потенциалов 9 вольт (или близкую к этому). Положительный конец измеряет 9 В, а отрицательный конец измеряет 0 В. Минус два числа, и вы получите разность потенциалов.
Вы можете использовать мультиметр для быстрого измерения напряжения или разность потенциалов в аккумуляторе. (Источник изображения)Напряжение бывает двух видов:
- Напряжение постоянного тока (постоянный ток), обеспечивающее постоянный поток отрицательного электричества.
- Напряжение переменного тока (переменного тока), которое непрерывно переключается с отрицательного на положительное.
Вот символы, которые вы должны искать на схеме для напряжения постоянного тока, напряжения переменного тока и батареи:
Вот некоторые из символов напряжения, на которые следует обратить внимание в вашей следующей схеме — батареи, постоянный и переменный ток.
Отец напряжения – Алессандро Вольта
Человек дня, которому приписывают открытие напряжения – Алессандро Вольта (Источник изображения)Человек, первым открывший напряжение, был итальянский физик Алессандро Вольта. Он также обнаружил массу других интересных вещей, в том числе:
- Открытие того, что при смешивании метана с воздухом можно создать электрическую искру, что положило начало ныне известному двигателю внутреннего сгорания.
- Открытие того, что электрический потенциал, хранящийся в конденсаторе, пропорционален его электрическому заряду.
- Вольте также приписывают создание первой электрической батареи, названной вольтовым столбом, которая позволила ученым того времени создать постоянный поток электронов.
Актуальность – Плыть по течению
Возвращаясь к нашей аналогии с бегом, представьте, что вы приняли решение совершить утреннюю пробежку.
На вас надеты кроссовки и шорты для бега, и вы выходите из своей двери, чтобы отправиться в путь. В этот момент у вас есть какое-то движение, когда вы начинаете свой бег, поток.
Может быть, через час вы начнете бегать, готовые пробежать много миль. Когда вы бежите, ваши умные часы точно измеряют, как далеко вы пробежали и как быстро вы двигались. Этот процесс запуска и измерения процесса и есть суть тока.
Ток в электричестве
Подобно тому, как вы делаете шаги для завершения утренней пробежки, ток представляет собой постоянное движение или поток электричества в цепи. Электрический ток, протекающий через вашу цепь, всегда измеряется в амперах или амперах. Но что держит этот поток в движении?
Это напряжение, о котором мы говорили ранее. Точно так же, как вам нужно сказать себе продолжать бежать, как только вы устанете, напряжение является движущей силой тока, которая заставляет его двигаться. Есть две точки зрения на то, как ток течет в цепи; Обычный поток или электронный поток.
Давайте посмотрим на оба.
Обычный поток
Обычный поток был первым в период научных открытий, когда люди не понимали, что такое электроны и как они текут в цепи. В рамках этой модели предполагалось, что электричество течет от плюса к минусу.
Обычный поток с электричеством, протекающим от положительной к отрицательной стороне батареи.Вы все еще увидите, как этот менталитет используется в схемах сегодня, и хотя он не совсем точен, его немного легче понять, чем электронный поток. В конце концов, если мы вернемся к нашей аналогии с бегом, вы начинаете с положительного источника энергии и бежите, пока она не закончится. Это позитивно-негативные отношения, как и многие вещи в жизни.
Электронный поток
Electron Flow был продолжением обычного потока. Эта модель точно изображает электроны как движущиеся в противоположном направлении, от отрицательного к положительному. Поскольку электроны отрицательны по своей природе, они всегда будут вытекать из отрицательного и бесконечно пытаться найти свой путь к положительной, низковольтной стороне источника питания.
Имеет ли значение, каким образом вы отображаете ток, протекающий в цепи? Не совсем. Вы, вероятно, увидите, что это представлено в обоих направлениях, когда вы смотрите на различные схемы. Взгляните на диоды или транзисторы на следующей схеме, которую вы исследуете; все они будут указывать в направлении обычного потока.
Человек, стоящий за текущим – Андре-Мари Ампер
Андре-Мари Ампер совершил гораздо больше, чем просто открытие Ампера. (Источник изображения)Ампер был французским физиком и математиком. Он также был одним из основателей науки классического электромагнетизма. Вы можете поблагодарить Ampere за несколько замечательных вещей, в том числе:
- Его главное открытие, демонстрирующее, что провод, по которому течет электрический ток, может либо притягивать, либо отталкивать другой провод, по которому также протекает ток, без использования физических магнитов.
- Он также был первым, кто выдвинул идею существования частицы, которую мы все широко признаем как электрон.
- Он также организовал химические элементы по их свойствам в периодической таблице за полвека до того, как появилась современная современная периодическая таблица.
Сопротивление – это материальный мир
Наша окончательная концепция: Сопротивление. Представьте, что вы стоите спиной на беговой дорожке. По какой поверхности вы бегаете? Если вам повезет, то вы можете путешествовать по мягкой траве или грунтовой дорожке. Или, может быть, вы предпочитаете твердость улицы или тротуара.
Независимо от того, по какому пути вы бежите, ваши ноги встречают некоторое сопротивление, когда вы продолжаете двигаться вперед. Естественно, не все пути сопротивления одинаковы. Бег по грязи оказывает большее сопротивление вашей способности бежать по сравнению с бегом по грунтовой дорожке или улице. Вот что такое сопротивление — тяга и тяга материального мира.
Сопротивление в электричестве
Через какой бы материал ни проходило электричество, оно будет сталкиваться с некоторым трением, препятствующим его движению. Проще говоря, сопротивление замедляет ток. Хотя в электрической цепи есть определенные компоненты, такие как резистор, единственной задачей которого является сопротивление электричеству, любой физический материал будет оказывать некоторое сопротивление.
Сопротивление измеряется в Ом·Ом и имеет прямое отношение к току и напряжению. Например, чем больше у вас сопротивление, тем меньший ток может течь по цепи. Это как с бегом, чем гуще грязь, тем медленнее ты будешь бежать. Обратное также работает: если вы увеличиваете напряжение, чтобы ток двигался быстрее, ваше сопротивление будет меньше влиять на вашу цепь.
Мастер сопротивления – Георг Саймон Ом
Георг Ом – Человек, который объединил напряжение, ток и сопротивление в ныне известный закон Ома. (Источник изображения) Г-н Ом был немецким физиком и математиком, и именно в дни работы школьным учителем он начал свои исследования с использованием новой электрической батареи, изобретенной Вольтой.
С помощью своего собственного оборудования Ом обнаружил, что существует прямая зависимость между напряжением, приложенным к проводнику (например, к медному проводу), и результирующим электрическим током. Это стало известно как ныне известный закон Ома, на который мы все полагаемся сегодня.
Интересно отметить, что, когда Ом представил свои открытия в своей первой книге «Математическое исследование гальванической цепи», колледжу, в котором он работал в то время, это было безразлично. Так что же сделал Ом? Он ушел в отставку и получил новую работу в Нюрнбергской политехнической школе. Именно здесь его работа, к счастью, получила заслуженное внимание.
Собираем все вместе с законом Ома
Итак, пришло время собрать все наши концепции воедино. Вот с чем нам предстоит работать:
- Напряжение (В) — накопленная электроэнергия, которая может двигаться. Когда этот потенциал активирован, напряжение действует как своего рода давление, толкая ток по цепи.
- Ток (I) – Поток электричества в цепи. Это можно измерить непосредственно в амперах, и есть две точки зрения на то, как течет ток — обычный поток и электронный поток.
- Сопротивление (R) – Сопротивление, с которым сталкивается электричество, просто протекая через какой-либо физический материал. Это измеряется в Омах.
Собирая все это вместе, мы приходим к Закону Ома:
В=ИК
В этом уравнении V = напряжение, I = ток и R = сопротивление. Гибкость закона Ома впечатляет, и его можно использовать для нахождения любого из этих трех значений, когда известны только два из них. Давайте рассмотрим пример, чтобы увидеть, как это работает.
Использование треугольника Ома
Ознакомьтесь с треугольником Ома ниже. Он обеспечивает простое визуальное представление того, как вы можете манипулировать законом Ома, чтобы получить нужные вам ответы. Чтобы использовать его, все, что вам нужно сделать, это закрыть букву значения, которое вам нужно выяснить, а оставшиеся буквы покажут вам, как туда добраться.
Взгляните на схему ниже. У нас есть батарея 9В, подключенная к светодиоду и резистору. Единственная проблема заключается в том, что нам нужно выяснить, каково значение резистора.
Наша тренировочная схема для ознакомления с законом Ома. Мы можем использовать известные амперы и вольты, чтобы получить значение нашего резистора.Для этого давайте посмотрим на наш треугольник Ома. Скрывая R, мы видим, что V больше I, или V делится на I. Таким образом, разделив эти два числа, мы получим значение нашего резистора. Подставим эти числа в это уравнение: R = V/I.
- Начнем с самого очевидного, напряжение нашей батареи 9 вольт.
- Глядя на техническое описание нашего светодиода, мы видим рекомендуемый максимальный ток 16 мА (миллиампер), который преобразуется в 0,016 ампер.
- Подставив эти два числа в наше уравнение, мы получим R = 9 В/0,016 А, что равно 473,68.
