
- •І Физические основы электротехники Предисловие
- •Тема 1. Изучение физических явлений
- •Физическое явление
- •1.1.1 Описание физического явления
- •1.1.2 Физические величины, описывающие явление
- •1.1.3 Физический закон
- •1.1.4 Математическая запись закона
- •1.1.5 Применение физического явления и закона в технике
- •Пример расчета нагревания воды.
- •Описание физического явления,
- •1.2 Характеристика физической величины
- •1.3 Контролирующе-обучающая программа изучения явления механического движения физического тела. Описание явления механического движения
- •Физические величины и понятия, описывающие явление механического движения Система координат
- •Система отсчета
- •Траектория
- •Материальная точка
- •Перемещение
- •Скорость
- •Решение
- •1.4 Комплексное квалификационное задание по теме «Изучение физических явлений» Условие
- •Задание
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 2 Явление электризации тел
- •2.1 Описание физического явления электризации тел.
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание.
- •Тема 3 Явление взаимодействия заряженных тел
- •3.1 Описание физического явления взаимодействия заряженных тел.
- •3.4 Математическая запись закона взаимодействия заряженных тел:
- •3.5 Применение явления взаимодействия заряженных тел
- •3.6 Комплексное квалификационное задание по теме «Явление взаимодействия заряженных тел» Условие
- •Задание
- •Варианты.
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание.
- •4 Явление электрического тока.
- •4.1 Описание явления электрического тока. Дискретность электрического заряда. Электрон
- •Пример 4.1 Тело заряжено отрицательно и заряд его составляет 6,410–10 Кл. Сколько электронов приобрело тело?
- •Строение атомов
- •Заряжение тел и строение атомов
- •Что такое электрический ток?
- •Источники электрического тока
- •Электрическая цепь
- •Действия электрического тока
- •Электрический ток в металлах. Направление тока.
- •4.2 Физические величины, описывающие явление электрического тока. Сила электрического тока.
- •Пример 4.2 Через поперечное сечение проводника за 5 минут проходит заряд величиной 600 Кл. Определить силу электрического тока.
- •Электрическое напряжение
- •Электрическое сопротивление.
- •Пример 4.6 Медный проводник имеет длину 1000 м, площадь поперечного сечения проводника равна 3,42 мм2. Определить сопротивление проводника.
- •4.3 Закон электрического тока
- •4.4 Математическая запись закона электрического тока.
- •4.5 Применение явления электрического тока в электротехнике Реостаты
- •Последовательное соединение проводников
- •Параллельное соединение проводников
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 5 Явление теплового действия электрического тока
- •5.1 Описание явления теплового действия электрического тока
- •5.2 Физические величины, описывающие явление теплового действия электрического тока
- •Работа электрического тока
- •Мощность электрического тока
- •Количество теплоты
- •Сила электрического тока
- •Сопротивление.
- •5.3 Закон теплового действия электрического тока
- •5.4 Математическая запись закона теплового действия электрического тока
- •5.5 Применение явления теплового действия электрического тока в электротехнике
- •Задание логически-понятийного характера 1
- •Задание логически-понятийного характера 2
- •Комплексная задача
- •Алгоритм решения задачи
- •Варианты.
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Т ема 6 Явление электромагнетизма
- •6.1 Описание явления электромагнетизма
- •6.2 Физические величины, описывающие явление электромагнетизма
- •Сила электрического тока
- •Вращающий момент рамки с током
- •Площадь рамки с током
- •Магнитная индукция
- •Магнитный поток однородного магнитного поля
- •Индуктивность катушки
- •6.3 Закон электромагнетизма
- •Математическая запись закона электромагнетизма
- •Применение явления электромагнетизма в технике
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 7 Явление электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •7.1 Описание явления электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •7.2 Физические величины, описывающие явление электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •Электродвижущая сила индукции
- •Магнитная индукция
- •Линейная скорость движения проводника
- •7.3 Закон электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •7.4 Математическая запись закона электромагнитной индукции в движущемся проводнике
- •7.5 Применение явления электромагнитной индукции в движущемся проводнике Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 8 Явление электромагнитной индукции в проводящем контуре
- •8.1 Описание явления электромагнитной индукции в проводящем контуре.
- •8.2 Физические величины, описывающие явление электромагнитной индукции в проводящем контуре
- •Электродвижущая сила индукции
- •Магнитная индукция
- •Магнитный поток
- •8.3 Закон электромагнитной индукции.
- •8.4 Математическая запись закона.
- •8. 5 Применение явления электромагнитной индукции в технике.
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
- •Тема 9 Явление электромагнитной силы
- •9.1 Описание явления электромагнитной силы
- •9.2 Физические величины, описывающие явление электромагнитной силы
- •Сила электрического тока
- •Магнитная индукция
- •Творческое конструкторско-экспериментальное задание
Электрический ток в металлах. Направление тока.
Металлы в твёрдом состоянии имеют в кристаллической решётке положительно заряженные ионы (атомы, потерявшие электроны), а между ними хаотически движутся электроны, утратившие связь со своими атомами. Они называются свободными электронами.
Если к металлическому проводнику приложить от источника тока положительные и отрицательные заряды (к разным концам проводника), то эти заряды создадут в проводнике электрическое поле. Вследствие этого на свободные электроны в этом электрическом поле проводника будут действовать электрические силы в направлении к положительно заряженному концу проводника. И электроны, помимо того, что они движутся хаотически, будут двигаться направленно от отрицательно заряженного конца проводника к положительно заряженному, то есть возникнет электрический ток проводимости (рис.4.7).
При подключении металлического проводника к источнику тока электрическое поле в нём распространяется со скоростью около 300 000 км/с.
В растворах кислот, щелочей, солей свободными заряженными частицами являются положительные и отрицательные ионы. Под действием электрического поля свободные положительно заряженные частицы движутся в направлении отрицательного заряда полюсов источника, а свободные отрицательно заряженные частицы – в направлении положительно заряженного полюса источника.
В газах ток создают свободные ионы, а также электроны.
Условно за направление тока принято направление, в котором движутся (или могли бы двигаться) положительно заряженные частицы, то есть направление от положительно заряженного источника тока к отрицательно заряженному.
Таблица 4.8
№ п/п |
Вопрос, задание |
Номер правильного ответа |
1 |
Что такое свободные электроны в металлах? |
|
2 |
Что возникает в проводнике, если его концы присоединить к полюсам источника электрического тока? |
|
3 |
Что будет действовать в металлическом проводнике при наличии в нём электрического поля на свободные электроны? |
|
4 |
В каком направлении будут двигаться свободные электроны в проводнике под действием электрических сил? |
|
5 |
Что такое электрический ток проводимости? |
|
6 |
С какой скоростью распространяется электрическое поле в проводнике? |
|
7 |
Что является свободными заряженными частицами в растворах кислот, щелочей, солей? |
|
8 |
Что является свободными заряженными частицами в газах? |
|
9 |
Что условно принимается за направление электрического тока? |
|
нечёт. – чёт. = 19.
Таблица 4.8а
Номер правильного ответа |
Правильный ответ |
1 |
В направлении положительно заряженного полюса. |
2 |
Около 300 000 км/с. |
3 |
Положительные и отрицательные свободные ионы, а также электроны. |
4 |
Электроны, утратившие связь со своими атомами. |
5 |
Электрические силы. |
6 |
Направление, противоположное движению свободных электронов. |
7 |
Электрическое поле. |
8 |
Положительные и отрицательные ионы. |
9 |
Упорядоченное направленное движение свободных заряженных частиц под действием сил электрического поля. |