1.3. Основные параметры электрического тока. Закон Ома.

Основными параметрами, характеризующими электрический ток, являются сила тока, напряжение и мощность.

Силой тока называется количество электричества, которое переносится за единицу времени через поперечное сечение проводника. Ха единицу измерения силы тока принят ампер (А). Сила тока равна одному амперу, если через поперечное сечение проводника в одну секунду перемещается заряд, равный одному кулону. Силу электрического тока измеряют амперметром, который включается в цепь последовательно (см. рис.1).

Величина, характеризующая источник энергии неэлектростатической природы в электрической цепи, необходимый для поддержания в ней электрического тока, называется электродвижущей силой (ЭДС). ЭДС численно равна работе по перемещению единичного положительного заряда вдоль замкнутой цепи. Полная ЭДС в цепи постоянного тока равна разности потенциалов на концах разомкнутой цепи.

Разность потенциалов между точками электрической цепи называется напряжением.

Напряжение меньше полной электродвижущей силы, вырабатываемой источником электрической энергии, на величину электродвижущей силы, которая расходуется в самом источнике электрической энергии. Электродвижущая сила и напряжение измеряется в вольтах (В).

Вольт – это напряжение, которое в электрической цепи, имеющей сопротивление 1 ОМ, создает ток силой в 1 А. ЭДС и напряжение измеряются вольтметрами, которые включаются в электрическую цепь параллельно (см. рис. 1). Элемент электрической цепи, предназначенный для использования его электрического сопротивления, называется резистором. За единицу измерения сопротивления принят Ом. Сопротивление проводника равно 1 Ом, если в проводнике при напряжении 1 В протекает ток силой 1 А. Электрическое сопротивление измеряют омметром.

В цепи электрического тока существует зависимость между силой тока, напряжением и сопротивлением проводника, согласно которой сила тока в замкнутой цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна сопротивлению всей цепи. Это основной из законов электротехники, получивший название закона Ома:

где I – сила тока, А; Е – ЭДС источника тока, В; R – сопротивление всей цепи, Ом.

Закон Ома применим и для участка электрической цепи. Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку, и обратно, пропорциональна его сопротивлению. Эта зависимость выражается формулой

, где I – сила тока, А; U – напряжение на участке цепи, В;

R – сопротивление участка цепи, Ом.

Электрический ток, протекая в цепи, совершает работу, преобразуя электрическую энергию в какой-либо другой вид энергии (механическую, световую, тепловую и др.).

Работа, совершаемая электрическим током в единицу времени, называется мощностью. Она характеризует скорость преобразования электрической энергии в другие виды энергии.

Мощность на участке цепи при силе тока один ампер и напряжении один вольт называется ваттом (Вт). В технике мощность измеряется крупными единицами – киловаттами и мега ваттами: 1 кВт = 1000Вт; 1 мВт = 1000000 Вт. Мощность электрического тока измеряется ваттметром.

Мощность, развиваемая электрическим током на участке цепи, прямо пропорциональна силе тока и напряжению на данном участке и определяется по формуле

, где Р – мощность электрического тока, Вт; I – сила тока, А;

U – напряжение, В.