Постоянный электрический ток. 11 класс

1.

ПОСТОЯННЫЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
11 КЛАСС

2.

УСЛОВИЕ СУЩЕСТВОВАНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
• Наличие свободных электрических зарядов
• Наличие разности потенциалов на концах проводника

3.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО
ТОКА
• Направленное (упорядоченное) движение заряженных
частиц

4.

НАЛОЖЕНИЕ НАПРАВЛЕННОГО НА
ХАОТИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ ЧАСТИЦ

5.

ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

6.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИЛЫ ТОКА
• Предел отношения бесконечно малого изменения
электрического заряда, проходящего через поперечное
сечение проводника, к бесконечно малому промежутку
времени, в течение которого это изменение произошло.
• Единица измерения силы тока – 1 А (ампер)
1А = 1

7.

ВЫВОД ФОРМУЛЫ СИЛЫ ТОКА
Если υ = const, то I = const –
постоянный электрический ток

8.

ИСТОЧНИКИ ТОКА
• Устройство, разделяющее положительные и отрицательные заряды
Виды источников тока
Источник тока
Способ разделения
зарядов
Применение
1. Генератор
Совершение механической
работы
Производство
электроэнергии
2. Термоэлемент
Нагревание спаев
Измерение температуры
3. Фотоэлемент
Световое воздействие
Солнечная батарея
4. Гальванический
элемент
Химическая реакция
Фонарики, плееры
5. Аккумулятор
Химическая реакция
Автомобили, подводные
лодки

9.

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ ВОЛЬТА

10.

НОРМАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДНЫЙ
ПОТЕНЦИАЛ
• Потенциалы на электродах, отсчитываемые
относительно водородного потенциала
• E = φ меди - φ цинка = 0,34 В – (- 0,76 В) = 1,1 В
электродвижущая сила (ЭДС) гальванического
элемента

11.

ИСТОЧНИК ТОКА В ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
ЦЕПИ
• Сторонние силы – силы неэлектрического происхождения,
вызывающие разделение зарядов

12.

ЭДС ИСТОЧНИКА ТОКА
• ∆W = Aст + Aсопр
• = •U=E • Цепь замкнута – Aсопр ≠ 0
U< E
• Цепь разомкнута – Aсопр
=0
U =E

13.

ЗАКОН ОМА ДЛЯ ОДНОРОДНОГО
ПРОВОДНИКА
• Проводник, в котором не действуют сторонние
силы
U
e
Fk eE
a d
me me
me
d
a
eU
me
eU
at
t
me
eU
I enS enS
t
me
ne 2t S
U
I
U
me
me
2
ne t S
m
Обозначим e2 R
ne t S
U
I
R

14.

СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРОВОДНИКА
• Причина существования сопротивления
R
me
2
ne t S
me
Обозначим 2 эл удельное сопротивление проводника
ne t
R эл
S

15.

КЛАССИФИКАЦИЯ ВЕЩЕСТВ ПО СТЕПЕНИ
ПОДВИЖНОСТИ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ
Проводники
Полупроводники
Диэлектрики
эл 10 5 Ом м
10 5 Ом м эл 105 Ом м
эл 105 Ом м
Металлы
Минералы, кровь, жир
Дерево, стекло
резисторы
Проводники
реостаты

16.

ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ
ПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

17.

ЗАВИСИМОСТЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ
ПРОВОДНИКА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ
При T0 293K - 0
При T T0
-
0
0 T
0 (1 T )
R R0 (1 T )

18.

СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ
• 1911 г.
• Г. Каммерлинг - Оннес

19.

СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ

20.

СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДНИКОВ

21.

22.

23.

СМЕШАННОЕ СОЕДИНЕНИЕ
ПРОВОДНИКОВ
1. Замена данной цепи эквивалентной ей
R1
R3
R4
R2
R1,3, 4 R2
( R1 R3 R4 ) R2
Rобщ
R1,3, 4 R2 R1 R3 R4 R2
2. Расчёт общего сопротивления

24.

ТОЧКИ РАВНОГО ПОТЕНЦИАЛА
φ1- φ2 = 0
I=0
• φ1=φ2
• В эквивалентной схеме сопротивления
проводников, соединяющих такие точки,
можно не учитывать, либо заменить
перемычкой

25.

МОСТИК УИТСТОНА
а
b
• Ток через R5 не идёт, если φa =
φb
• При этом R1R4 = R2R3

26.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

27.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

28.

ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОЛНОЙ ЦЕПИ
•U=E •U=IR
E - Ir
IR =
•r
• Короткое замыкание при R
=0
Iк.з. =

29.

ЦЕПЬ С НЕСКОЛЬКИМИ
ИСТОЧНИКАМИ ТОКА
• Согласованное
включение
• Встречное
включение
ε1 ε2 ε3
+
++
R
∑ i
∑
i
ε1 , ε3 >
0
ε2 < 0

30.

КПД ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ
2
Aп Pп t Pп
I R
R
2
Aз Pз t Pз I ( R r ) R r
Aп IUt U
Aз I t

31.

ПОЛЕЗНАЯ МОЩНОСТЬ
2
Pп I R
R
2
(R r)
Pп максимальн а
при
R r
2

32.

МОЩНОСТЬ ПОТЕРЬ
2
2
2
Pпотерь Pз Pп I ( R r ) I R I r
Pз Pз
I
U
2
Pз
Pпотерь 2 r
U
Pпотерь при
U

33.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ РЕСУРСЫ
• http://
www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promys
hlennost/SVERHPROVODIMOST.html?page=0,6
• http://www.alsak.ru/content/view/27/
• http://www.physbook.ru/index.php/%D0%9A%D0%A1._%D0
%9F%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%8F%D0%
BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D1%82%D0%BE%D0%
BA_%D0%B4%D0%BB%D1%8F_%D1%83%D1%87%D0%
B0%D1%81%D1%82%D0%BA%D0%B0_%D1%86%D0%B
5%D0%BF%D0%
B8
• В.А. Касьянов. Физика 11 класс. Профильный уровень