Как характеризуют упорядоченное движение электрических зарядов

электрический ток

направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц: электронов, ионов и др. Условно за направление электрического тока принимают направление движения положительных зарядов.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИЙ ТОК, направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц: электронов (см. ЭЛЕКТРОН (частица)) , ионов (см. ИОНЫ) и др. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц; если ток создается отрицательно заряженными частицами (например, электронами), то направление тока считают противоположным направлению движения частиц.
Различают электрический ток проводимости, связанный с движением заряженных частиц относительно той или иной среды (т. е. внутри макроскопических тел), и конвекционный ток (см. КОНВЕКЦИОННЫЙ ТОК) — движение макроскопических заряженных тел как целого (например, заряженных капель дождя).
Если в цепи устанавливается электрический ток, то это означает, что через поперечное сечение проводника (см. ПРОВОДНИКИ) все время переносится электрический заряд. Заряд, перенесенный в единицу времени, служит основной количественной характеристикой тока, называемой силой тока (см. СИЛА ТОКА) . Сила тока равна отношению величины заряда, переносимого через поперечное сечение проводника за определенный интервал времени, к продолжительности этого интервала. Если сила тока и его направление со временем не меняется, то ток называют постоянным током (см. ПОСТОЯННЫЙ ТОК) .
Для возникновения и существования электрического тока необходимо наличие свободных положительно или отрицательно заряженных частиц, не связанных в единую электрически нейтральную систему, и силы, создающей и поддерживающей их упорядоченное движение. Обычно силой, вызывающей такое движение, является сила со стороны электрического поля внутри проводника, которая определяется электрическим напряжением (см. НАПРЯЖЕНИЕ (электрическое)) на концах проводника.
Важнейшей характеристикой проводника является зависимость силы тока от напряжения — вольт-амперная характеристика (см. ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА) . Она имеет простейший вид для металлических проводников и электролитов: сила тока прямо пропорциональна напряжению (Ома закон (см. ОМА ЗАКОН) ).
Протекая по веществу, электрический ток может оказывать магнитное, тепловое, химическое воздействие. Магнитное действие заключается в возникновении магнитного поля, это действие является всеобщим, проявляется у всех без исключения проводников. Тепловое действие электрического тока заключается в нагреве вещества, через которое протекает ток (исключение — сверхпроводники (см. СВЕРХПРОВОДНИКИ) , в которых выделения теплоты не происходит). Химическое действие наблюдается преимущественно в электролитах и заключается в протекании химических реакций под действием электрического тока (например, при электролизе (см. ЭЛЕКТРОЛИЗ) ).
Максвеллом введено понятие полного тока, который, в соответствии с его теорией всегда замкнут: на концах проводника обрывается лишь ток проводимости, а в диэлектрике (см. ДИЭЛЕКТРИКИ) (вакууме) между концами проводника имеется ток смещения (см. ТОК СМЕЩЕНИЯ) , который замыкает ток проводимости. Поэтому плотность полного электрического тока j_полн равна сумме плотности тока проводимости j и плотности тока смещения j_см, и определяет создаваемое им магнитное поле.
J_полн = j + ?D/?t
Способность веществ проводить электрический ток очень сильно различается для разных материалов и характеризуется электропроводностью (см. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ) . Проводники (см. ПРОВОДНИКИ) , благодаря наличию в них большого количества подвижных заряженных частиц — носителей заряда, хорошо проводят электрический ток. Концентрация носителей заряда в диэлектриках (см. ДИЭЛЕКТРИКИ) крайне мала, и даже при больших напряжениях они служат хорошими изоляторами. В металлах (см. МЕТАЛЛЫ) свободными заряженными частицами — носителями тока — являются электроны проводимости, концентрация которых практически не зависит от температуры и составляет 10 22 -10 23 см -3 . В электролитах (см. ЭЛЕКТРОЛИТЫ) электрический ток обусловлен направленным движением положительных и отрицательных ионов, образующихся в результате электролитической диссоциации.
Газы из нейтральных молекул являются диэлектриками. Электрический ток проводят лишь ионизованные газы — плазма (см. ПЛАЗМА) . Носителями тока в плазме служат положительные и отрицательные ионы (как в электролитах) и свободные электроны (как в металлах).

Энциклопедический словарь . 2009 .

электрический счётчик
электрический трансформатор

Упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц

Электрические заряды в движении. Гравитационное притяжение испытывают все тела и частицы, обладающие массой. Структура Вселенной формируется гравитационным притяжением тел огромных масс. Неограниченное гравитационное сжатие предотвращает движение этих тел.

Существование тел конечных размеров оказывается возможным потому, что между частицами вещества действуют более мощные, чем гравитационные, силы электромагнитной природы: притяжения и отталкивания, которые могут уравновесить друг друга. Однако, как мы выяснили ранее (см. Ф-10, § 78), система неподвижных (статических) электрических зарядов не может быть устойчивой. Устойчивой может быть лишь система движущихся зарядов, подобно тому как наиболее сейсмически устойчивые здания строятся на подвижной опоре. Поэтому следующим важным шагом в изучении структуры вещества является рассмотрение электромагнитного поля движущихся электрических зарядов.

Электрический заряд является источником электромагнитного поля, которое распространяется в пространстве со скоростью света.

Энергия электромагнитного поля, переносимая в пространстве от одного заряда к другому, убывает при увеличении расстояния между зарядами. Изменить энергию электромагнитного взаимодействия зарядов можно, например приближая один заряд к другому.

Движение зарядов в проводнике. Направленное движение зарядов в проводнике приводит к переносу энергии электромагнитного поля в пространстве.

Для существования электрического тока необходимы свободные заряды — носители тока, например заряженные частицы.

Электрический ток — упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

В проводнике концентрация свободных зарядов, которые могут перемещаться по всему объему проводника, не покидая его пределов, наибольшая. Поэтому для передачи энергии электромагнитного поля из одной точки пространства в другую используют металлические проводники подобно тому, как для транспортировки воды применяют трубы.

Направленное движение свободных зарядов в проводнике возможно под действием внешнего электрического поля.

В отсутствие внешнего электрического поля (Е = 0) движение зарядов в проводнике является хаотическим (серая линия на рис. 1).

Так движутся, например, положительные и отрицательные ионы в электролитах, электроны в металлических проводниках. После нескольких столкновений с другими частицами заряженные частицы могут вернуться практически к первоначальному положению.

В том случае, когда к проводнику приложено внешнее электрическое поле (Е * 0), на заряды действует дополнительно кулоновская сила. В результате этого положительный заряд, притягиваясь к отрицательному полюсу и отталкиваясь от положительного, приобретает составляющую скорости v₊ вдоль напряженности электрического поля, или направленную скорость. За промежуток времени t положительный заряд «дрейфует» на расстояние l₊ = v₊t в направлении напряженности электрического поля (черная линия на рис. 1). Отрицательный заряд смещается на расстояние l_ — v_t (v_ — скорость дрейфа в направлении, противоположном напряженности электрического поля).

В проводнике, помещенном в электрическое поле, происходит наложение упорядоченного движения зарядов на хаотическое тепловое.

Движение носителей зарядов в проводнике. Наложение упорядоченного движения зарядов на хаотическое тепловое движение в электрическом поле:

а) положительных;

б) отрицательных

Постоянный электрический ток

За направление тока принимают направление упорядоченного движения положительно заряженных частиц. Направление тока совпадает с направлением напряженности электрического поля, вызывающего этот ток.

В металлах, где носителями тока
являются свободные, отрицательно _g

заряженные электроны, направле- , ние тока считается противоположным направлению скорости их упорядоченного движения (рис. 2).

ВОПРОСЫ Направление тока в металлическом
проводнике противоположно

_п „ направлению движения электронов

1. Дайте определение электрического то- г г

При каких условиях возникает электрический ток?
Почему движение заряженных частиц в проводнике в отсутствие внешнего электрического поля является хаотическим?
Чем отличается движение заряженных частиц в проводнике в отсутствие и при наличии внешнего электрического поля?
Как выбирается направление электрического тока? В каком направлении движутся электроны в металлическом проводнике, по которому протекает электрический ток?

Определение силы тока. Интенсивность направленного движения заряженных частиц в проводнике характеризует величина электрического заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за 1 с, или сила тока. Эта величина может меняться с течением времени.

Сила тока в данный момент времени — скалярная физическая величина, равная пределу отношения величины электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени его прохождения:

Формула (1) в математике представляет собой производную. Поэтому

Сила тока — производная по времени от заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени t.

Единица силы тока (основная единица СИ) — ампер (1 А):

Точное определение ампера будет дано в § 25.

Связь силы тока с направленной скоростью. Для того чтобы рассчитать силу тока, найдем заряд Aq, протекающий через поперечное сечение проводника (электролита) за промежуток времени At (рис. 3). За это время через сечение проводника пройдут только заряды, движущиеся со скоростью v сонаправленно с напряженностью внешнего электрического поля, которые находятся внутри цилиндра сечением S с образующей А1 = vAt. Зная концентрацию п заряженных частиц, можно найти число заряженных частиц в этом объеме N = nSvAt и определить их заряд:

Aq = q()N = q₀nSvAt,

где q₀ — заряд одной частицы.

Из формулы (1), следует, что сила тока

Если скорость движения зарядов не зависит от времени, т. е. v = const, то сила тока / = const.

Постоянный электрический ток — ток, сила которого не изменя-

ется с течением времени.

Постоянный ток широко используется в электрических схемах автомобилей, а также в микроэлектронике и т. д.

Постоянный электрический ток

Какая величина характеризует интенсивность направленного движения заряженных частиц?
Дайте определение силы тока.
Как сила тока связана с зарядом, прошедшим за время t через поперечное сечение проводника?
В каких единицах измеряется сила тока?
Какой электрический ток называют постоянным? Как сила тока зависит от концентрации заряженных частиц?

Какой заряд пройдет через поперечное сечение проводника за 1 мин, если сила тока в проводнике 2 А? [120 Кл]
Сколько электронов проходит через спираль лампы накаливания за 1 с при силе тока в лампе 1,6 А? [1019]
По проводнику в течение года протекает ток силой 1 А. Найдите массу электронов, прошедших за этот промежуток времени сквозь поперечное сечение проводника. Отношение заряда электрона к его массе е/т_е = 1,76 • 10 11 Кл/кг. [0,18 г]
В проводнике, площадь поперечного сечения которого 1 мм 2 , сила тока 1,6 А. Концентрация электронов в проводнике 10 23 м~ 3 при температуре 20 °С. Найдите среднюю скорость направленного движения электронов и сравните ее с тепловой скоростью электронов. j/QO Mlc ‘ ((£ Ьь ‘•[1 мм/с; 124км/с]
За 4 с сила тока в проводнике л’инейно возросла с 1 до 5 А. Постройте график зависимости силы тока от времени. Какой заряд прошел через поперечное сечение проводника за это время? [12 Кл]

Условие существования постоянного тока в проводнике. Рассмотрим условия существования постоянного тока в проводнике. При помещении проводника во внешнее постоянное электрическое поле в нем происходит перераспределение свободных зарядов, называемое электростатической индукцией (см. Ф-10, § 86).

Электрическое поле индуцированных (наведенных) зарядов достаточно быстро компенсирует внешнее поле. Напряженность поля внутри проводника становится равной нулю, заряды перестают двигаться направленно, ток прекращается. Для того чтобы ток существовал непрерывно, напряженность внешнего поля должна быть больше напряженности поля индуцированных зарядов. Это возможно, если скорость нарастания внешнего электрического поля превосходит скорость разделения индуцирован-

ных зарядов. Добиться увеличения напряженности внешнего электрического поля можно, подводя дополнительные заряды к проводнику извне. Эти заряды генерирует и подводит к проводнику источник тока.

Источник тока — устройство, разделяющее положительные и отрицательные заряды.

Гальванический элемент. Разделение зарядов возможно в результате преобразования механической, тепловой, химической, световой энергий в электрическую. Так, в гальваническом элементе заряды на электродах оказываются разноименными за счет энергии химической реакции между электродами и электролитом.

В элементе Вольта в раствор серной кислоты (H₂S0₄) погружены медный (Си) и цинковый (Zn) электроды. Отрицательные ионы SO|~, находящиеся в растворе вблизи электронейтральных медного и цинкового электродов, притягивают ионы Си 2+ и Zn 2+ , располагающиеся в узлах кристаллической решетки (рис. 4, а). Энергия притяжения разноименных ионов превосходит энергию связи ионов Си 2+ и Zn 2+ в кристаллической решетке металлических электродов, поэтому эти ионы переходят в раствор.

Кинетическая энергия (E_k)_Cu₂+ ионов Си 2+ , переходящих в раствор, оказывается меньше кинетической энергии (E_k)_Zn₂₊ ионов Zn 2+ , так как энергия связи Е_Си ионов меди Си 2+ в кристаллической решетке превышает энергию связи E_Zn ионов Zn 2+ (рис. 5):

(• E ft)cu 2+ ~ Е ± ~ Cu’ ( £ fc)zn 2+ ~Е_±-Е

где Е_± — энергия ионов в растворе.

Чем больше положительных ионов переходит в раствор, тем большим становится по модулю отрицательный заряд электрода (рис. 4, б), что пре-

а)

Электродвижущая сила

Весь современный мир держится на электричестве. Наряду с глобальной интернет-сетью, наш мир «опутан» сетью электрических проводов. Что такого происходит в этих тоненьких проводах, что от них зависит жизнь целого города? Давайте поближе познакомимся с электрическим током и узнаем, откуда он появляется.

Мы с вами уже познакомились с электрическими схемами в теме «Законы постоянного тока», где выяснили, какие приборы существуют и как используются в схемах. В этой статье мы поговорим о том, как в элементарных электрических цепях появляется ток. Начало положено, сопротивление бесполезно.

Источник тока

Как мы уже выяснили, электрические схемы не могут работать просто так. Представим, что вы хотите поехать на машине, в которой нет бензина. Конечно, машина не заведется, так как ее нужно заправить. Электрические схемы работают по такому же принципу. Если их не подпитывать током, то они не будут работать.

Электрический ток — это направленное, упорядоченное движение электрических зарядов. Поэтому, чтобы поддерживать в цепи ток длительное время, в нем должен быть участок, на котором будет происходить перенос зарядов против сил электростатического поля (поля, создаваемого неподвижными зарядами). То есть, то место, где электроны будут принудительно приходить в движение.

Источник тока — элемент электрической цепи, в котором на заряды действует сторонняя сила, задающая направление движения зарядов (тока).

Перемещение зарядов на этом участке возможно лишь с помощью сил неэлектростатического происхождения, называемых сторонними силами. Эти силы приводят заряды в движение. Благодаря этому поддерживается ток в цепи. Действие сторонних сил характеризуется величиной, называемой электродвижущей силой источника тока (ЭДС), о которой поговорим чуть позднее.

Примером источника тока может служить обычная батарейка. Вы наверняка замечали, что на пальчиковых батарейках с одной стороны пишется «плюс», а с другой — «минус». Это означает, что электрический ток пойдет от положительной части батарейки к отрицательной. А почему ток выходит из одной части, но заходит в другую?

Для объяснения этого явления рассмотрим картинку ниже. Главным критерием рабочей электрической цепи является ее замкнутость, то есть вся цепь неразрывно связана. Подключим нашу батарейку (источник тока) к электрической цепи, которую также называют внешней электрической цепью.

Как мы видим на этом рисунке, на заряды внутри источника тока действует сторонняя сила (\(F_\)), от плюса к плюсу) и сила электростатического поля (\(F\)), которая направлена от плюса к минусу. Без действия сторонних сил внутри источника положительный заряд будет двигаться от «+» к «-» (по направлению силы \(F\)).

Мы действуем сторонними силами так, чтобы он стал двигаться к «+» (по направлению \(F_\)), то есть против сил электростатического поля. Тогда заряды вылетают из источника тока и далее по внешней цепи, уже под действием обычного электростатического поля, движутся по стандартным законам от «+» к «-». Это и есть наш долгожданный электрический ток – движущиеся заряды. Если бы мы не действовали сторонними силами, все заряды бы просто сидели на месте («+» окружили бы «-», и наоборот). То есть, сама сторонняя сила задает направление движения заряда.

После того как заряд выходит из источника тока, на него действует только одна сила F. Поэтому он обходит всю цепь и возвращается в этот же источник тока. Там на него вновь действует сторонняя сила, ну а дальше вы уже знаете.

Если бы в источнике тока не было сторонних сил, то все положительные заряды застряли бы у минуса.

Основные параметры источника тока

Как и любой другой элемент электрической цепи, источник тока обладает своими характеристиками, которые могут меняться в зависимости от условий использования. Главными характеристиками являются ЭДС источника тока (электродвижущая сила) и его внутреннее сопротивление.

ЭДС источника тока (ε) — это физический параметр, который характеризует работу сторонних сил (\(А_\)), затраченную на перемещение зарядов (q) внутри источника.

Внутреннее сопротивление определяет количество потерь энергии при прохождении тока через источник тока.

Стоит понимать, что внутреннее сопротивление появляется из-за неидеальности реальных предметов. Только у идеальных источников тока отсутствует внутреннее сопротивление.

Однако при расчете характеристик электрических схем никакой сложности не возникает, так как мы просто представляем, что в цепи появляется дополнительный резистор (на схемах обозначается прямоугольником и буквой R), сопротивление которого будет равняться внутреннему сопротивлению источника тока.

Раз уж мы затронули расчеты электрических схем, то пора вплотную к ним приблизиться.

Закон Ома для участка цепи

Георг Ом рос в небогатой семье. Также он был довольно азартным человеком, любил играть в бильярд в компании друзей. В университетские годы Ом был лучшим игроком в бильярд среди студенческой молодежи, показывал прекрасные результаты в конькобежном спорте.

Дальше мы с вами поговорим о напряжении на элементах электрической цепи, и, в частности, на источнике тока. Поэтому вспомним, что такое напряжение из темы «Законы постоянного тока». Напряжение – физическая величина, которая показывает, какую работу сторонние силы должны приложить, чтобы перенести заряд от одной точки до другой.

Так как у источника тока имеется внутреннее сопротивление, значит, внутри него также будет и напряжение. Чтобы найти его, воспользуемся законом Ома — умножим внутреннее сопротивление источника тока r на сам ток I и получим:

Также мы можем найти напряжение, которое будет выделяться на внешней цепи. Для этого снова умножим ток I на общее сопротивление цепи R:

Оказывается, что не вся энергия источника тока уходит в цепь. Как раз таки та часть энергии, которая уходит на преодоление внутреннего сопротивления, и будет характеризовать потери. Тогда мы можем записать еще одну формулу для нахождения ЭДС источника тока:

Теперь давайте подставим вместо напряжений полученные формулы через токи и сопротивления и выразим силу тока. Так мы получим закон Ома для полной цепи:

Сила тока в цепи с заданным источником тока (при неизменной ЭДС и с постоянным внутренним сопротивлением) зависит только от сопротивления внешней цепи R.

Самое большое электрическое сопротивление на теле человека — поверхность верхнего рогового слоя кожи человека. Оно может достигать 40000–100000 Ом. Но это не значит, что можно хвататься за оголенные провода голыми руками! Этого сопротивления далеко не достаточно, чтобы защитить человека от опасного электрического тока.

Задачи на данную тему встречаются в №12 ЕГЭ. Давайте рассмотрим один пример.

Задача. Найдите внутреннее сопротивление источника ЭДС, если сопротивление в цепи R = 4 Ом, а ЭДС ε=10 В. Сила тока в цепи 2 А.

Решение.Воспользуемся законом Ома для полной цепи и выразим из него внутреннее сопротивление источника ЭДС:

Ответ: 1 Ом

Короткозамкнутая цепь

Рассмотрим частный случай электрической цепи, в котором источник тока будет подключен сам на себя. Иначе говоря, он будет короткозамкнутым.

В этом случае отсутствует сопротивление внешней цепи и закон Ома для цепи будет выглядеть так:

Короткое замыкание — это такой случай соединения проводов, при котором практически весь ток проходит по пустому проводу и возвращается в источник тока.

Короткое замыкание приводит к сильному нагреву, расплавлению металлов, а иногда и к пожарам.

Если сравнить поток электронов с потоком машин, то ток короткого замыкания – это авария на автодороге. Один поток машин решил влезть в другой. В результате на дороге образовалась авария. Но машины продолжают налетать одна на другую (как в метель в Норильске).

Теперь, когда мы уже рассмотрели основные характеристики источника тока, можем перейти к мощности и КПД источника тока.

Мощность и КПД источника тока

Мы уже не раз говорили о том, что при протекании тока выделяется энергия. Источники тока не исключение. При подключении их к цепи на них выделяется энергия. При этом энергия выделяется и в самой цепи.

Чтобы найти мощность передачи энергии (P), выделяемой источником тока, необходимо умножить силу тока на ЭДС этого источника тока. Тогда получим:

При этом часть этой мощности уходит на элементы внешней цепи, а другая часть – на преодоление внутреннего сопротивления источника тока:

Тогда мощность, выделяемая на внешней цепи:

А мощность, которая теряется на внутреннее сопротивление источника тока:

Теперь давайте рассмотрим коэффициент полезного действия (КПД, ) источника тока. Как мы уже говорили ранее, часть ЭДС источника тока уходит на внутреннее сопротивление, а часть – на внешнюю цепь. При этом вспомним, что КПД – это отношение полезной мощности к затраченной.

Запишем формулы для мощности:

Также задачи на тему ЭДС встречаются и в №16 ЕГЭ. Сложность данных задач заключается в установлении правильной зависимости величин друг от друга.

Задача.Определите, как изменятся сила тока (А) в цепи и сопротивление резистора (Б), если ЭДС источника тока заменить на такую же ЭДС, но с большим внутренним сопротивлением.
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится

Решение.
Б) Внешнее сопротивление никак не зависит от источника тока. Поэтому оно не изменится — выбираем ответ 3.

А) Запишем закон Ома для полной цепи:
\(I=\frac\)
При увеличении внутреннего сопротивления знаменатель увеличится. Следовательно, сила тока уменьшится, так что вариант 2 тоже нам подходит.

Ответ: 23

Мы с вами выяснили, что источники тока – элементы электрической цепи, без которых самой цепи не существовало бы. Хотя, конечно, она бы существовала, но была бы бесполезной. Однако и они «не без греха», так как существует опасное внутреннее сопротивление, которое является головной болью для многих инженеров. А все потому, что оно снижает КПД источников тока. Дальше вы можете ознакомиться с полноценными электрическими схемами и посмотреть, как ток ведет себя за пределами источника тока.

Термины

Напряжение – произведение сопротивления элемента и протекающего через него тока.

Резистор (или резистивный элемент) – элемент электрической цепи, который может только потреблять энергию и не может ее создавать.

Сторонние силы — это все внешние силы, воздействующие на заряд.

Электростатическое поле — невидимое поле, создаваемое постоянными электрическими зарядами.

Фактчек

ЭДС источника тока (ε) — это физический параметр, который характеризует работу, затраченную на перемещение зарядов внутри источника сторонними силами: \(ε =\frac>\).
Внутреннее сопротивление (r) — определяет количество потерь энергии при прохождении тока через источник тока.
Закон Ома для полной цепи: Сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС цепи к ее полному сопротивлению: \(I =\frac\).
Предельное значение силы тока для данного источника тока называется током короткого замыкания: \(I_ =\frac\).
Полная мощность цепи — это есть мощность источника тока: \(P_ист=εI\).

Проверь себя

Задание 1.
Как рассчитывается ЭДС источника тока?

Задание 2.
Короткое замыкание — это:

Соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень мало по сравнению с сопротивлением участка цепи.
Соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого очень велико по сравнению с сопротивлением участка цепи.
Соединение концов участка цепи проводником, сопротивление которого не зависит от сопротивления участка цепи.
Отсутствие электрического тока в цепи.

Задание 3.
Чему равно ЭДС источника тока?

\(ε = U_R- U_r\)
\(ε = U_R+ U_r\)
\(ε = U_R U_r\)
\(ε = U_R\)

Задание 4.
От чего зависит сила тока в цепи с заданным источником тока?

от внутреннего сопротивления цепи
от внутреннего сопротивления источника тока
от внешнего сопротивления цепи
не зависит ни от каких величин

Задание 5.
Где самое большое сопротивление в человеке?

в сердце
в пищеварительной системе
на коже
в голове

Ответы: 1. — 1; 2. — 1; 3. — 2; 4. — 3; 5. — 3.

Основные понятия Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов Проводники – это вещества, в которых возможно возникновение. — презентация

Презентация на тему: » Основные понятия Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов Проводники – это вещества, в которых возможно возникновение.» — Транскрипт:

2 Основные понятия Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов Проводники – это вещества, в которых возможно возникновение электрического тока Диэлектрики – это вещества, в которых невозможно возникновение электрического тока

3 Постоянный электрический ток и сила тока Силой тока называется скалярная физическая величина, которая равна количеству электрических зарядов, переносимых током через сечение проводника за единицу времени Постоянным называется электрический ток, сила которого сохраняется в течение времени

4 Средняя плотность, скорость и время установления тока Вектор плотности тока – это векторная физическая величина, которая определяет ток, приходящийся на единицу площади поперечного сечения проводника Количество свободных электронов n практически постоянно в металлах и не зависит от температуры (но не в электролитах и полупроводниках) Скорость электронов имеет значение порядка м/с при наибольших допустимых плотностях токов Электрический ток устанавливается практически мгновенно во всем проводнике

5 Необходимые условия возникновения и поддержания постоянного электрического тока На заряженные частицы должны воздействовать силы, обеспечивающие их упорядоченное движение в течение конечного промежутка времени Кулоновские силы электростатического взаимодействия не могут стать причиной возникновения постоянного электрического тока Напряженность электрического поля в проводнике должна быть отлична от нуля и не должна меняться с течением времени Цепь постоянного тока проводимости должна быть замкнута На заряженные частицы должны действовать неэлектростатические силы, которые могут быть созданы источниками постоянного тока Благодаря этим силам заряженные частицы движутся в проводниках в сторону, противоположную действию ЭСП На концах цепи поддерживается разность потенциалов

6 Стороннее электрическое поле Сторонним электрическим полем называется неэлектростатическое поле, в котором движутся свободные электрические заряды в условиях, когда действуют сторонние силы Стороннее электрическое поле обладает напряженностью, равной

7 Электродвижущая сила и напряжение Внутри проводника, по которому протекает ПЭТ, напряженность электрического поля равна сумме напряженности ЭСП и напряженности статического поля Работа по перемещению заряда из точки 1 в точку 2 есть работа кулоновских и сторонних сил Электродвижущая сила, это работа, которую совершают внешние силы по перемещению заряда из точки 1 в точку 2 Напряжением называется величина равная полной работе кулоновских сил и ЭДС

8 Сопротивление Электрическим сопротивлением (сопротивлением) участка цепи – это одна из характеристик электрических свойств данного участка цепи, влияющая на упорядоченное движение свободных зарядов Сопротивление зависит от материала проводника, температуры, геометрической формы и размеров Удельное сопротивление – это сопротивление проводника, изготовленного из определенного материала, имеющего единичную длину и площадь сечения Величина, обратная удельному сопротивлению называется удельной проводимостью

9 Закон Ома Напряжение (падение напряжения) на участке цепи равно произведению силы тока на сопротивление на этом участке цепи Для цепи без ЭДСДля полной цепи Внешняя цепь Для плотности

10 Зависимость сопротивления от температуры Удельное сопротивление проводника зависит от его температуры и характеризуется температурным коэффициентом сопротивления Сверхпроводимость – явление, которое обнаруживается у некоторых металлов и сплавов, заключающееся в том, что при низких температурах удельное сопротивление становится исчезающе малым

11 Разветвление токов Электрическая цепь – это совокупность источников электрического тока и проводников Расчет разветвленной цепи – это поиск значений силы токов в каждом участке цепи по заданным параметрам Первое правило Кирхгофа – алгебраическая сумма сил токов, сходящихся в узле равна нулю Второе правило Кирхгофа – в любом замкнутом контуре сумма произведений сил тока на сопротивления участков контура равна сумме ЭДС контуров

12 Соединения проводников Последовательное Параллельное

13 Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца Кулоновские и сторонние силы совершают работу по перемещению зарядов в проводнике. При этом все энергия преобразуется в данную работу Мощность тока – это работа тока, совершаемая за единицу времени Закон Джоуля-Ленца: Количество теплоты, которое выделяется током в проводнике прямо пропорционально силе тока, времени его прохождения по проводнику и падению напряжения на нем В калориях: В остальных единицах СИ