Ученики на Учителя.com


Лекция "Постоянный ток" 10 класс

Лекция №13 по теме: «Постоянный ток». План.
1. Электрический ток, условия
существования тока
2. .Действия тока.
3. .Основные характеристики тока.
4. Закон Ома для участка цепи.
5. Законы последовательного и
параллельного соединения проводников.
6.Работа и мощность тока.
7Сторонние силы, э.д.с. источника тока.
8Короткое замыкание.
Электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных
частиц.
Чаще всего ток существует в металлах, в которых есть свободные электроны. Именно они
приходят в направленное движение и создают ток.
За направление тока в цепи принимают то направление, в котором движутся
положительно заряженные частицы. В металлах ток направлен в сторону,
противоположную движению электронов.
Таким образом, для существования тока необходимы два условия:
1) Наличие свободных заряженных частиц;
2) Наличие силы, приводящей частицы в упорядоченное движение. Такой силой является
электрическое поле, которое создаёт источник тока. Таким образом внутри проводника стоком
поле есть Е ≠0, а значит есть и разность потенциалов . Если =const, то в проводнике устанавливается
постоянный ток.
Установить факт существования тока в проводнике можно по его действиям:
1) Тепловое (проводник нагревается); отсутствует у сверх проводников.
2) Химическое (изменяет химический состав проводника); проявляется только у электролитов.
3) Магнитное (проводник с током действует на другой проводник с током или магнитную стрелку);
проявляется всегда.
Основными характеристиками цепи с током являются: сила тока ( (( (
- ( 
=

C 
, .

 .
, . .
- заряд одной частицы; n - концентрация частиц; - заряд,
про прошедший через поперечное сечение проводника .
=
N, где N- число частиц, прошедших через поперечное сечение проводника.
Так как N= nV= n . ,  =
n.
=


 


- 
=
n [ ]=1 
 
 =

0,1мм/с (мала).
Сопротивление проводника возникает из-за того, что электроны, при своём движении,
притягиваются к положительным ионам и тормозятся.
=

[]=Ом, где 
Удельным сопротивлением проводника называют сопротивление проводника,
имеющего форму куба с ребром 1 метр. =

[]=

Ом м
Немецкий физик Георг Ом установил связь между ,,. Эта зависимость носит название
закона Ома для участка цепи, или вольтамперной характеристикой проводника.
=
Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению и
обратно пропорциональна сопротивлению участка.
Источник тока, потребители, ключ, провода образуют электрическую цепь. Потребители
включают в цепь последовательно и параллельно. При последовательном соединении
выполняются следующие законы:
= =
+
 
Где  

=
= I=
+
=
+
=

- последняя
формула применяется в том случае, если параллельно включены одинаковые резисторы.
При прохождении тока по цепи поле совершает работу. Работу поля (тока) определяют по
формуле: А = ; используя закон Ома =
, можно получить ещё две формулы:
А =
; А =

При упорядоченном движении электронов по проводнику, они притягиваются к ионам,
передают им часть своей энергии. Электроны тормозятся, а ионы начинают совершать колебания
с большей амплитудой. Это приводит к тому, что проводник нагревается, и он выделяет теплоту.
Количество теплоты, выделяемое проводником с током, определяется по формуле:
Q =
; - это закон Джоуля – Ленца.
Мощность тока показывает быстроту совершения работы: Р =

[Р ]=

= Вт (ватт)
Мощность тока – это физическая величина, равная отношению работы тока ко времени,
за которое эта работа совершена.
Получим новые формулы доля вычисления мощности:
Р =


Р =  Р =

На всех потребителях указана их мощность.
Рассмотрим замкнутую цепь с источником тока.
Во внешней цепи электроны движутся от « -» к « +». Работу по их
перемещению совершают кулоновские силы. Работа этих сил
Характеризуется напряжением: =
[ ]=


=В
Внутри источника тока заряженные частицы движутся иначе:
Отрицательные частицы движутся к отрицательным и накапливаются на
отрицательном полюсе источника тока; положительные к положительным. Внутри источника
тока работу по перемещению частиц совершают не кулоновские, а сторонние силы.
Любые силы, действующие на заряженные частицы, кроме кулоновских сил,
называются сторонними.
Работа сторонних сил внутри источника тока характеризуется электродвижущей силой,
сокращённо э.д.с. ()
=
[ ]=


=В Э.Д.С – это физическая величина, равная отношению работы
сторонних сил по перемещению заряда к этому заряду.
Э.Д.С. – указана на всех источниках тока (1,5 В; 3В; 12В.)
Кроме закона Ома для участка цепи, существует закон Ома для полной (замкнутой) цепи.
=


 (- 
 

=

 
=

0, 

- ток короткого замыкания
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: