Законы постоянного тока

1. Законы постоянного тока

2. Электрический ток

• Электрический ток –упорядоченное
(направленное) движение заряженных
частиц.
• За направление тока принимают направление
движения положительно заряженных частиц.

3.

4.

5. Постоянный ток

Ток называется постоянным, если сила
тока и его направление не изменяется с
течением времени.
I
t

6. Действия тока

Тепловое
Проводник, по
которому течет ток,
нагревается
Химическое
Электрический ток
может изменять
химический состав
проводника
(выделять его хим.
составные части)
Магнитное
Магнитная стрелка
вблизи проводника с
током
поворачивается

7. Условия для существования электрического тока

1. Наличие свободных заряженных
частиц (электроны, положительные и отрицательные
ионы).

8.

2. Наличие поля в проводнике.
На заряженные частицы действует электрическое поле с силой, под
действием которой заряженные частицы начинают упорядоченно
двигаться.
3. Замкнутость цепи.
Если проводник не будет замкнутым, то под действием поля
разноименные заряды будут скапливаться на противоположных
концах, создавая свое поле, которое накладывается на исходное по
принципу суперпозиции и ослабляет его. Поэтому необходима
замкнутость цепей. Однако так как работа поля по замкнутому контуру
равна нулю, то необходим источник тока химического или физического
принципа действия .

9. Сила тока

• Главной физической величиной, характеризующей ток,
является сила тока.
Сила тока – физическая величина, равная отношению заряда,
прошедшего через поперечное сечение проводника, к
промежутку времени, за который этот заряд прошел.
• Обозначение:
I
• Единица измерения: А – ампер (в честь французского
физика Андре-Мари Ампера)
Иначе говоря, сила тока определяет скорость прохождения зарядов
сквозь проводник.

10.

+
F
Е
-
I q 0 n S
-е
I сила тока
q
0
заряд каждой частицы
N
n концентрация частиц
V
скорость частиц
S площать поперечного сечения

11. Прибор для измерения силы тока - амперметр

Это электрический прибор,
который необходимо
подключить в цепь
последовательно тому участку,
силу тока на котором
необходимо измерить.
Обозначение амперметра на
электрической схеме

12. Закон Ома для участка цепи

В 1826 году немецкий физик Георг Ом экспериментально
установил:
А
V
U
I
R
Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна
напряжению на концах этого участка и обратно
пропорциональна его сопротивлению.

13.

«Магический треугольник»
закона Ома для участка
цепи:

14.

Графические зависимости силы тока I от
напряжения
U
(вольт
амперная
характеристика) и от сопротивления R в
соответствии с законом Ома представлены на
рисунках:

15. Сопротивление

Физическая
величина,
характеризующая
противодействие,
оказываемое
проводником
электрическому току.
Проводник имеет сопротивление в 1 Ом, если при разности
потенциалов 1В сила тока в нем 1А.
U
R
I
В
R Ом
А

16. Сопротивление проводника

l
R
S
l длина проводника
S площадь поперечного сечения проводника
удельное сопротивление проводника
Ом мм
RS
;
l
м
2

17. Электрические цепи. Последовательное и параллельное соединения проводников

18.

Для передачи энергии от источника тока к
потребителям этой энергии с помощью
соединительных проводов составляют
электрическую цепь.

19.

20. Работа и мощность постоянного тока

21.

РАБОТА ТОКА- это работа электрического поля
по переносу электрических зарядов вдоль
проводника.
Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока,
напряжения и времени, в течение которого работа совершалась:
A U I t
Применяя формулу закона Ома для участка цепи, запишем несколько
вариантов формулы для расчета работы тока:
2
U
A U I t I R t
t
R
2

22.

МОЩНОСТЬ ТОКА- отношение работы тока за
время t к этому интервалу времени:
A U q U I t
P
UI
t
t
t
В системе СИ мощность измеряется в ваттах:
P 1 В 1 А 1 Вт

23.

При прохождении тока по проводнику он
нагревается, и происходит теплообмен с
окружающей средой, т.е. проводник отдает
теплоту окружающим его телам.
По закону сохранения энергии:
работа равна изменению энергии участка цепи,
поэтому выделяемая проводником энергия
равна работе тока:
2
U
Q A U I t I R t
t
R
2

24.

ЗАКОН ДЖОУЛЯ –ЛЕНЦА (1840 г.)
Количество теплоты, выделяемое проводником
с током в окружающую среду, равно
произведению квадрата силы тока,
сопротивления проводника и времени
прохождения тока по проводнику:
Q I R t
2

25.

• Закон Ома для участка цепи
рассматривает только данный участок
цепи, а закон Ома для полной цепи
рассматривает полное сопротивление всей
цепи.

26.

Любые неэлектростатические силы, действующие на заряженные
частицы, принято называть сторонними силами. Т.о. на заряды
внутри источника, помимо кулоновских, действуют сторонние силы
и осуществляют перенос заряженных частиц против кулоновских.

27.

Любые неэлектростатические силы, действующие на заряженные
частицы, принято называть сторонними силами. Т.о. на заряды
внутри источника, помимо кулоновских, действуют сторонние силы
и осуществляют перенос заряженных частиц против кулоновских.

28. Закон Ома для полной цепи

Сила тока (А)
I
Сопротивление
нагрузки (Ом)
R r
Сила тока в цепи прямо
пропорциональна электродвижущей силе
источника тока и обратно
пропорциональна сумме электрических
сопротивлений внешнего и внутреннего
участков цепи.
ЭДСэлектродвижущая
сила источника тока
(В)
Внутреннее
сопротивление
источника тока
(Ом)

29. Короткое замыкание

При коротком замыкании R → 0,
сила тока
I
R r
I кз
r

30. Домашнее задание

Задача (на дом):
При подключении лампочки к батарее
элементов с ЭДС 4,5 В вольтметр
показал напряжение на лампочке 4 В, а
амперметр – силу тока 0,25 А. Каково
внутреннее сопротивление батареи?