
- •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
4.2 Физические величины, описывающие явление электрического тока. Сила электрического тока.
Для характеристики электрического тока введена физическая величина – сила электрического тока.
Определение: сила электрического тока – это физическая величина, численно равная количеству заряда, проходящего через поперечное сечение проводника в единицу времени.
Определяющая формула:
,
где I – сила тока, А;
q – заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, Кл;
t – время протекания электрического тока, с.
Единицей силы электрического тока является ампер (А):
.
Пример 4.2 Через поперечное сечение проводника за 5 минут проходит заряд величиной 600 Кл. Определить силу электрического тока.
Решение.
1. Составляем условие в основных единицах:
q = 600 Кл
t = 300 с
I – ?
2. Силу электрического тока находим, используя определяющую формулу:
,
.
3. Подставляем значения физических величин и находим силу электрического тока:
,
.
Сила электрического тока измеряется с помощью электроизмерительного прибора – амперметра, который включается последовательно в электрическую цепь (рис.4.9).
Пример 4.3 Для измерения силы электрического тока в цепи (рис 4.9) использован амперметр со следующими техническими данными: максимальная сила тока, которую может измерить амперметр, составляет 10 А. Шкала амперметра имеет 100 делений. При измерении силы тока стрелка отклонилась на 60 делений. Определить измеренную силу тока.
Решение.
1. Составляем условие в основных единицах:
Imax = 10 А
nmax = 100 делений
nизм. = 60 делений
I – ?
2. Цену одного деления шкалы амперметра определяем по формуле:
,
где цд – цена деления шкалы амперметра, А/дел.;
Imax – максимальная сила тока, которую может измерить амперметр, А;
nmax – число делений шкалы амперметра, дел.
.
3. Подставляем значения физических величин и находим цену деления шкалы амперметра:
,
.
4. Силу измеренного тока определяем по формуле:
,
где nизм – число делений шкалы амперметра, на которое отклонилась стрелка при измерении, дел.
5. Подставляем значения указанных величин и находим силу измеренного тока:
,
.
Таким образом, даём общую характеристику физической величине – силе электрического тока.
Введена для количественной характеристики явления электрического тока.
Определение: сила электрического тока – это физическая величина, численно равная количеству заряда, проходящего через поперечное сечение проводника в единицу времени.
Определяющая формула:
,
где I – сила тока, А;
q – заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, Кл;
t – время протекания электрического тока, с.
Буквенное обозначение – І.
Единица – А (ампер).
Величина – скалярная.
Определяется – расчётом или измерением с помощью амперметра.
Таблица 4.9
№ п/п |
Вопрос, задание |
Номер правильного ответа |
1 |
Что такое сила электрического тока? |
|
2 |
Как записывается определяющая формула силы электрического тока? |
|
3 |
Какая единица силы электрического тока? |
|
4 |
Как связана единица силы электрического тока с другими единицами физических величин? |
|
5 |
За 15 с через поперечное сечение проводника прошёл заряд 300 Кл. Определить силу электрического тока. |
|
6 |
Для измерения силы электрического тока был использован амперметр со следующими техническими данными: Imax = 15 А, nmax = 150 делений. При измерении стрелка амперметра отклонилась на 60 делений. Определить силу тока, которую измерил амперметр. |
|
нечёт. – чёт. = –1.
Таблица 4.9а
Номер правильного ответа |
Правильный ответ |
1 |
20. |
2 |
|
3 |
6. |
4 |
Количество заряда, проходящее через поперечное сечение проводника за единицу времени. |
5 |
Ампер. |
6 |
. |