asyan.org
добавить свой файл
1
Електричний струм

Електричний струм – це напрямлений впорядкований рух заряджених частинок.

Умови існування електричного струму:

  1. Наявність вільних заряджених частинок ( у металах – це вільні електрони,; у рідинах – це позитивні та негативні йони; у газах – вільні електрони, позитивні і негативні йони).

  2. Наявність електричного поля.

Джерела електричного струму:

а) електрофорна машина

(в ній механічна енергія перетворюється на електричну);

б) термоелемент

(у ньому внутрішня енергія перетворюється на електричну);

в) фотоелементи

(в них світлова енергія перетворюється на електричну);

г) гальванічні елементи

( у них енергія хімічних реакцій перетворюється на електричну);

д) акумулятори

(у них енергія хімічних реакцій перетворюється на електричну);

е) генератори

(в ній механічна енергія перетворюється на електричну).

Дії електричного струму:

  1. Хімічна дія ( спостерігається в електролітах).

  2. Магнітна дія( робота електромагніта).

  3. Механічна дія ( електродвигун).

  4. Теплова дія струму ( побутові прилади).

Електричний струм у металах – це впорядкований рух електронів.

За напрям струму умовно взяли той напрям, у якому рухаються ( або могли б рухатися) в провіднику позитивні заряджені частинки, тобто від позитивного полюса джерела струму до негативного через електричне коло.


Вели-чина

Визначення

Формула

Оди-ниці вимір.

в СІ

Найпро-стіше ефект-ричне коло


Складається з джерела с струму, споживача електроенергії, вимикача і з’єднувальних провідників.






^ Елект-ричні схеми

Креслення, на яких зображено способи з’єднання електричних приладів у коло, називаються схемами. Прилади на схемах позначають умовними знаками (рис. 1.).



1-гальванічний елемент або акумулятор,

2-батарея елементів,

3-зєднання провідників,

4-перетин провідників без з’єднання,

5-затискачі для підключення якого – небудь приладу,

6-вимикач,

7-електрична лампа,

8-електричний дзвінок,

9-резистор,

10-нагрівальний елемент,

11-плавкий запобіжник,

12-генератор або електродвигун.

Сила струму, I

  • це фізична величина, що характеризує швидкість перенесення заряду через поперечний переріз провідника і дорівнює відношенню цього заряду до часу, за який він проходить.

I = 

q = I· t

Iсила струму,

qелектричний заряд,

t- час проходження струму.
Силу струму в провіднику з площею поперечного перерізу S, концентрацією вільних носіїв електричного заряду n обчислюється за формулою :

I =∙n∙S∙

- заряд носія,

n- концентрація вільних носіїв електричного заряду, n = 

S - площа поперечного перерізу провідника,

- середня швидкість упорядкованого руху носіїв (швидкість дрейфу).

Силу струму вимірюють амперметром.

Позначення амперметра

на електр. схемах:
Амперметр вмикається в коло послідовно.

[q]=Кл
[I]=A
[t]=c
[q0]=Кл
[n]=м-3
[S]=м2
[]=м/c


Напруга,

U

  • це фізична величина, що характеризує електричне поле і дорівнює роботі електричного поля при перенесенні заряду 1 Кл на даній ділянці кола.

U = 

^ U – електрична напруга,

qелектричний заряд,

А – робота електричного струму.

Напругу вимірюють вольтметром.

Позначення вольтметра

на електр. схемах:

Вольтметр вмикається в коло паралельно.





[U]=В



[А]=Дж
[q]=Кл


Елект-ричний опір,

R

  • це фізична величина, яка характеризується протидію електричному струму в провіднику.

R= ρе 

R - електричний опір,

ρе – питомий електричний опір,

l довжина провідника,

S – площа поперечного провідника.

ρе

l

S

R

Ом∙м

м

м 2

Ом



м

мм 2

Ом




[R]=Ом



[l ]=м
е]=

Ом∙м
[S]= м2


Закон Ома для ділянки кола

Сила струму в ділянці кола прямо пропорційна напрузі на кінцях цієї ділянки і обернено пропорційна її опору.

I = 

Iсила струму,

U – електрична напруга,

R - електричний опір.

ВАХ сталого опору

U



[R]=Ом
[U]=В
[I]=A


Послі-довне з’єдна-ння провід-ників

Послідовним називається таке з’єднання провідників, джерел струму, споживачів електроенергії, при якому кінець першого елемента кола з’єднується з початком другого, кінець другого – з початком третього і т.д.

I1 = I2 = I

U = U1 + U2

R = R1 + R2

I =  I= I=

Для однакових п – опорів загальний опір розраховується за формулою:

R = R1 ∙n



[R]=Ом
[U]=В
[I]=A


Пара-лельне зєднання провід-ників

Паралельним називається таке з’єднання провідників, джерел струму, споживачів, при якому початки всіх елементів з’єднання приєднуються до однієї точки електричного кола , а кінці – до іншої.

I = I1 + I2

U = U1 = U2

= + +…+

Для 2 – х резисторів загальний опір можна розрахувати за формулою:

R = 

Для 3 – х резисторів загальний опір можна розрахувати за формулою:

R =

Для однакових п – опорів загальний опір розраховується за формулою:

R = 




[R]=Ом
[U]=В
[I]=A


Робота елект-ричного струму





А = U∙ q

А = U ∙ I ∙ t

А = I2 ∙R∙ t

А =∙t

Аробота електричного струму,

U – напруга,

q – електричний заряд,

I – сила струму,

t – час протікання струму,

R – електричний опір.
Електролічильник – це прилад для прямого вимірювання роботи струму.

1 кВт∙год = 3600000Дж = 3600кДж


[А]= Дж
[q]= Кл
[I]=A

[t]=c

[R]=Ом

[U]=В


Потуж-ність елект-ричного струму

- це фізична величина, що характеризує швидкість виконання струмом роботи й дорівнює відношенню роботи А струму до часу t , за який цю роботу виконано.


Р = 

Р = U ∙ I

Р = I2 ∙R

Р =

Р- потужність електричного струму.

1 Вт = 1В ∙ 1А



[Р]= Вт




Закон Джоуля - Ленца

Кількість теплоти, яка виділяється під час проходження струму в провіднику, прямо пропорційна квадрату сили струму, опору провідника й часу проходження струму.


Q = I2 ∙R∙ t

Q = U ∙ I ∙ t

Q =∙t

Q – кількість теплоти, яка виділяється в провіднику.



[Q]= Дж