Презентация, доклад Законы постоянного тока

физики МАОУ СОШ № 78 г. Кемерово

11 класс
по учебнику
Л.С. Хижняковой

являются электроны проводимости.
Хаотичное (беспорядочное) движение электронов между ионами кристаллической решетки не является электрическим током.
Для возникновения тока необходимо наличие внешнего электрического поля.
Электрический ток (А. Ампер, 1820 г.) – это упорядоченное движение «свободных» электронов.
Силой тока называют отношение заряда (q), прошедшего через поперечное сечение проводника за некоторый промежуток времени Δt к этому промежутку.
Сила тока измеряется в амперах (А), мА, мкА.

работа электрического поля по «разделению» заряженных частиц на (+) и (-).
Эта работа приводит к возникновению разности потенциалов на концах проводника.
Чем больше эта разность – тем больше напряжение в цепи постоянного тока (U, Дж/Кл, В).

Источники тока. Напряжение.

Напряжение – это физическая величина, равная отношению работы сил электрического поля по перемещению заряда к величине этого заряда.

12V

Измерение силы тока и напряжения

Для измерения напряжения на участке цепи используют вольтметр, подключая его параллельно этому участку

стр.8 - №№1-3 и на стр. 11 - №№ 2, 4, 5 – письменно в тетрадь.
Повторить тему «Погрешность измерений».

ионами кристаллической решетки проводника, это изменяет первоначальное направление движения электронов.
Степень «противодействия» течению электронов характеризуется электрическим сопротивлением (R – “resistance”, Ом).

Сопротивление проводника зависит от:
- вещества, из которого сделан проводник;
- длины проводника (l – “length”)
- площади поперечного сечения проводника (S – “square”)

Георг Ом

где ρ – удельное сопротивление проводника, [ρ] = 1 Ом*1 мм2/1 м

тока в нем увеличивается с увеличением напряжения на его концах, причем зависимость эта – линейная.
Закон Ома (1827 г.):
Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
График, описывающий зависимость I от U для определенного проводника, является его вольт-амперной характеристикой.

№№ 2, 3, 4 – письменно в тетрадь.
Подготовить доклад (5 мин.) на тему «Сверхпроводимость»*.

Ссылка на тест!

наличие внешнего электрического поля.
Внешнее электрическое поле, заставляя электроны двигаться, совершает над ними работу. Этот процесс сопровождается изменением внутренней энергии молекул вещества из которого изготовлен проводник.
Причем изменение внутренней энергии проводника равно работе силы, действующей на носители заряда, или – работе тока.
Известно, что напряжение в цепи U = A/q, а сила тока I = q/t
Тогда работа сил внешнего поля (работа тока):
A = U*q = U*I*t

Дж

В

А

Сек

=

физическая величина, равная отношению работы тока к промежутку времени, за который эта работа будет совершена.


С учетом закона Ома для участка цепи:

Единицы измерения мощности:

кВт*ч – киловатт в час

Дж/сек

Вт (Ватты)

расходуется на увеличение внутренней энергии проводников.
Эта энергия преобразуется в некоторое количество теплоты, т.е. проводник – нагревается.
По закону сохранения энергии: Q = A = UIt
Дж. Джоуль и Э.Х. Ленц: Количество теплоты Q, выделяемое проводником с током, прямо пропорционально квадрату силы тока в цепи, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.

Джеймс Джоуль

Эмилий Ленц

и потребителей (например, лампы) и внутренний, включающий «путь» зарядов внутри источника.
На внутреннем пути носители заряда также встречают сопротивление (r).
Установлено, что сила тока в проводнике пропорциональна разности потенциалов на его концах: I  (1 -2).
Отношение разности потенциалов к силе тока – это сопротивление проводника:

Источник постоянного тока

от (-) к (+), а отрицательные – от (+) к (-). При этом сторонние силы совершают работу, пропорциональную величине перемещенного заряда.
Эта работа зависит от ЭДС (E) – электродвижущей силы источника

Электродвижущая сила

Работа по перемещению заряда в цепи
складывается из работы кулоновских сил (Fk)
(на внешнем участке), их работы внутри
источника тока и работы сторонних сил
(внутри источника): A = A12 + A21 + Aст
Т.к. цепь замкнута, то A12 = A21 = 0,
тогда Aполн = Aст

сопротивлением можно пренебречь, тогда , то есть напряжение в цепи будет зависеть только от сопротивления цепи нагрузки.
Рассмотрим обратный случай: когда сопротивление нагрузки много меньше внутреннего сопротивления источника.
Тогда по закону Ома напряжение в цепи нагрузки равно нулю (U = IR), а источник «замкнут сам на себя», сила тока в нем – максимальна:

Закон Ома для полной цепи

«Ток короткого замыкания»

=…= In

U = U1+U2+…+ Un

R = R1+R2+…+ Rn

P = UI = IU1+IU2+…+ IUn= P1+P2+…+Pn

+…+ In

U = U1= U2=…= Un

1/R = 1/R1+1/R2+…+ 1/Rn

R = R1*R2 /R1 +R2

= R2*R3 /R2+R3

R = 10+(35/12)+20= 33 Ом

предел измерения прибора.
Расширение диапазона достигается за счет того, что часть тока, превышающая предел амперметра, проходит через шунт.
Если Ia – предел измерения амперметра, а I = n*Ia – ток, который нужно измерить (больший предела в n раз), то расчетное сопротивление шунта будет равно:

Шунт к амперметру*

Сопротивление на амперметре

напряжение в цепи (U) – это сумма напряжения на вольтметре (Uв) и «добавочного» напряжения (Uд).






Реостат – прибор для регулирования силы тока в цепи, включается в цепь последовательно.
Потенциометр – прибор для регулирования напряжения (ручка настройки громкости в автомагнитоле).

Дополнительное сопротивление к вольтметру*

1-4