Раздел 2. Основы электродинамики Тема: Законы постоянного тока Электрический ток и его параметры

Электрический ток это направленное движение заряженных частиц.

З

Е

аряженные частицы в разных проводящих средах различны. В металлах- это свободные электроны.

Е

I

2

1

На рис. 1 хаотическое движение (тепловое движение) свободных электронов. На рис. 2 упорядоченное движение свободных электронов в металлическом проводнике под действием электрического поля – электрический ток.

Условия существования тока в цепи:

1) наличие свободных зарядов (электронов, ионов и т.д.)

2) наличие замкнутой цепи

3) наличие разности потенциалов на концах цепи -  = U

I – сила электрического тока – это скалярная величина, равная отношению количества электричества -  Q, протекающего через поперечное сечение проводника за время t.

I = [ I ] = = 1 А

Постоянным называется электрический ток, сила и направление которого не изменяется с течением времени.

За направление электрического тока принято направление движения положительных частиц, так как оно совпадает с направлением электрического поля (cм. рис. 2), т.е. от плюса к минусу.

j – плотность электрического тока – это векторная физическая величина, значение ее равно отношению силы тока I к площади поперечного сечения проводника – S.

;

Вектор j направлен вдоль направления тока.

Решить задачи № 865 12.1 №876 12.12

№ 869 12.5 № 877 12.13

Условные обозначения элементов электрической цепи

Источники тока (гальванический элемент или аккумулятор).

Батарея аккумуляторов при последовательном соединении.

Лампочка

Сопротивление (потребитель эл. тока)

Ключ

Пересечение проводов без соединения

Пересечение проводов с соединением

Клеммы

Реостат – переменное сопротивление.

Предохранитель

Вольтметр

Амперметр

Ваттметр – прибор для измерения мощности.

Гальванометр – прибор для измерения малых токов.

Закон Ома для участка цепи

Впервые зависимость между током и напряжением была установлена экспериментально немецким физиком Георгом Омом в 1826 г.

Закон Ома для участка цепи

I – сила тока

U – напряжение

R – сопротивление данного участка

Формулировка:

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

[ I ] = [1A]

[ U ] = [1B]

[ R] = [1Oм]

Следствием из закона Ома является формула U=I•R – падение напряжения (напряжение) на участке электрической цепи.

Вольтамперная характеристика – это зависимость силы тока от напряжения

I = f (U)

Амперметр всегда в электрической цепи включен последовательно, так как измеряет количество протекающего заряда через поперечное сечение проводника в единицу времени. Вольтметр всегда в электрической цепи включен параллельно, так как измеряет разность потенциалов и должен быть подключен к различным точкам цепи.  R_в  , R_a  0

Решить задачи: № 879 | 12.15