Законы постоянного тока

1. Законы постоянного тока

2.

Законы постоянного тока
•Условия существования тока
•Характеристики тока
•Закон Ома для участка цепи
•Напряжение
•Сопротивление
•Электрические цепи
•Измерение I и U
•Работа и мощность тока
•Электродвижущая сила
•Закон Ома для полной цепи

3.

Электрический ток – это направленное
(упорядоченное) движение заряженных
частиц.

4.

Условия существования
электрического тока
1. Наличие свободных заряженных
частиц (проводники).
2. Наличие электрического поля,
заставляющего двигаться
заряженные частицы. ( F = Eq )

5.

Характеристики электрического
тока
1. Направление электрического тока.
F
F
Е
За направление электрического тока
принято направление движения
положительно заряженных частиц.

6.

Характеристики электрического
тока
2. Сила тока.
Сила тока – это физическая величина,
численно равная отношению заряда,
прошедшего через поперечное сечение
проводника за некоторый промежуток
времени к значению этого промежутка.

7.

Сила тока
S
t
I q0 nS
q
I
t
q q 0 N
N nV
V S t

8.

Напряжение
Электрическое
поле
совершает
работу,
заставляя
заряженные
частицы
перемещаться по проводнику, следовательно
оно совершает работу.
Напряжение - физическая величина равная
отношению работы поля по перемещению
электрического заряда к значению этого
заряда.

9.

Зависимость силы тока от
напряжения и сопротивления
I
1
I
2
0
U
0
R

10.

Закон Ома для участка цепи
1827 год – Георг Ом
Сила тока в участке цепи прямо
пропорциональна напряжению на
концах этого участка и обратно
пропорционально его
сопротивлению.
U
I
R

11.

Сопротивление
Сопротивление металлов зависит от:
• Вида металла (различные
кристаллические решетки)
• Длины проводника
• Площади поперечного сечения проводника

12.

Сопротивление
l
R
S
- удельное сопротивление
RS
l
Ом мм 2
Ом м
м

13.

Последовательное соединение
проводников
1
2
I общ I1 I 2 I 3 ...
3
q0 N
I
t
U общ U1 U 2 U 3 ... U Ed
Rобщ R1 R2 R3 ...
U общ
I
U1 U 2 U 3
...
I
I
I

14.

Последовательное соединение
проводников
1
2
3
если R1 R2 R3 ..., то Rобщ NR
N число резисторов

15.

Параллельное соединение
проводников
1
2
3
I общ I1 I 2 I 3 ...
U общ U1 U 2 U 3 ...
q0 N
I
t
U Ed
1
1
1
1
... I общ I1 I 2 I 3 ...
Rобщ R1 R2 R3
U
U U U

16.

Параллельное соединение
проводников
1
2
3
R
если R1 R2 R3 ..., то Rобщ
N
N число резисторов

17.

Измерение силы тока
амперметр
А
А
R
R
I
U
IR
R
I
А
R
U
IR I A
IA
U
IA
R RA
I R I A , если RA R

18.

Измерение силы тока
I
R
IА
Iш
А
Rш
Если предел измерения амперметра недостаточен для
измерения силы тока на участке цепи, используется шунт –
резистор, включенный в цепь параллельно амперметру.
(Шунт предназначен для расширения предела измерения
амперметра).
I nI A
I IШ IА
I Ш RШ I А R A
IA
IA
RA
RШ R A
RA
IШ
I I A n 1

19.

Измерение напряжения
вольтметр
V
R
U R U V
V
R
IR
IV
R
V
I
UR I R
RRV
U V I IV R I
R RV
U R UV , если RV R

20.

Измерение напряжения
R
V
RD
Если предел измерения вольтметра недостаточен для
измерения напряжения на участке цепи, используется
добавочное сопротивление – резистор, включенный в цепь
последовательно с вольтметром. (Добавочное сопротивление
предназначено для расширения предела измерения
вольтметра).
U nU V
U U D UV
UV U D
RV RD
U UV
UD
RD RV
RV
n 1 RV
UV
UV

21.

Работа тока
A qU
A IUt
U
A I Rt
2
q It
U
I
R
2
U
A
t
R
A Q
Количество теплоты, выделяющееся при прохождении тока
по проводнику, определяется по закону Джоуля-Ленца
Q I Rt
2

22.

Мощность тока
A
P
t
Р Вт
2
U
P IU I R
R
2

23.

Электродвижущая сила
Характеристики источника тока:
•Электродвижущая сила (ЭДС)
Fк Fст
Fк
ЭДС – физическая
величина, численно равная
работе, которую совершают
сторонние силы при
перемещении единичного
положительного заряда
Fк
Aст
q
В
•Внутреннее сопротивление r Ом

24.

Закон Ома для полной цепи
,r
Aст q
q I t
Aст I t
R
I
R r
Q I R t I r t
IR Ir
Aст Q
IR U
U Ir
2
2
I t I R t I r t
IR Ir
2
2

25.

Закон Ома для полной цепи
0
1 , r1
R1
2 , r2
R3
R2
3 , r3
I
1 2 3
R1 R2 R3 r1 r2 r3

26.

1 , r1
R1
0
2 , r2
R3
R2
3 , r3
1 2 3
I
R1 R2 R3 r1 r2 r3

27.

Закон Ома для полной цепи
•Если I>0, то направление тока совпадает с
направлением обхода
•Если I<0, то направление тока противоположно
направлению обхода

28.

Задания
1. Какую работу совершает электрический ток в
электродвигателе настольного вентилятора за 30 секунд,
если при напряжении 220 В сила тока в двигателе равна 0,1
А?
2. Определите мощность тока в обмотке электродвигателе,
если при напряжении 400В сила тока равна 92А.
3. Определите мощность тока в электрической лампе,
включенной в сеть с напряжением 220В, если известно, что
сопротивление нити накала лампы-480 Ом.
4. Определите сопротивление электрической лампы, на
баллоне которой написано: 100Вт, 220В.