Тема 7.2. Робота та потужність електричного струму. Закон Ома для повного кола. Електрорушійна сила.( 4 год.)

Мета: ввести поняття електрорушійної сили, розглянути природу сил, діючих всередині джерела струму, узагальнити закон Ома для ділянки кола, яка містить ЕРС, роз’яснити студентам зміст закону Ома для повного кола; продовжити формувати вміння студентів узагальнювати вивчений матеріал, робити аналіз матеріалу; розширити їх кругозір на прикладах застосування джерел струму.

План.

1) Електричний струм в металах.

2)Електрорушійна сила.

3)Закон Ома для повного кола.

4)З’єднання джерел струму.

5)Робота та потужність електричного струму

6)Міри та засоби безпеки під час роботи з електричними пристроями

Вивчення нового матеріалу.

Основи електронної теорії металів. Носії електричного струму в металах. Електричний струм в металах – це упорядкований рух електронів під дією електричного поля. Досліди показують, що при протіканні струму по металевому провіднику не відбувається перенесення речовини, отже, іони металу не приймають участі в перенесенні електричного заряду.

Найбільш переконливий доказ електронної природи струму в металах був отриманий в дослідах з інерцією електронів. Ідея таких дослідів і перші якісні результати належать радянським фізикам Л. І. Мандельштаму і Н. Д. Папалексі (1913 р.). У 1916 році американський фізик Р. Толмен і шотландський фізик Б. Стюарт удосконалили методику цих дослідів і виконали кількісні виміри, чим неспростовно довели, що струм в металевих провідниках обумовлений рухом електронів.

Схема досліду Мандельштама і Папалексі показана на мал.

Мал. Схема досліду Мандельштама і Папалексі

Принцип досліду полягав у наступному. Котушка (К ) з великим числом витків тонкого дроту приводилась в швидке обертання довкола своєї осі. Кінці котушки за допомогою гнучких провідників були приєднані до чутливого балістичного гальванометра (Г). Розкручена котушка різко гальмувалася, і в електричному колі виникав короткочасний струм, обумовлений інерцією носіїв заряду. Повний заряд, що протікав по ланцюгу, вимірювався по відхиленню стрілки гальванометра.

Напрям цього струму показав, що за інерцією рухаються негативні заряди. Вимірявши величину заряду, що переноситься цим короткочасним струмом, можна було визначити відношення заряду до маси частинок. Він виявився рівним

, що цілком співпадало із значенням такого відношення для електронів, яке можна визначити іншими способами. Ці досліди є одним з підтверджень електронної теорії провідності металів.

Основи електронної теорії провідності металів. Ще в 1900 році німецький учений П. Друде на основі гіпотези про існування вільних електронів у металах створив електронну теорію провідності металів. Ця теорія отримала розвиток в роботах голландського фізика Х. Лоренца і носить назву класичної електронної теорії. Згідно цієї теорії, електрони в металах поводяться як електронний газ, багато в чому схожий на ідеальний газ. Електронний газ заповнює простір між іонами, створюючими кристалічну решітку металу мал.

Мал. Газ вільних електронів в кристалічній решітці металу. Показана траєкторія одного з електронів.

Як іони кристалічної гратки, так і електрони беруть участь в тепловому русі. Іони здійснюють теплові коливання поблизу положень рівноваги – вузлів кристалічної решітки. Вільні електрони рухаються хаотично і при своєму русі стикаються з іонами гратки. В результаті таких зіткнень встановлюється термодинамічна рівновага між електронним газом і іонами гратки. Згідно теорії Друде–Лоренца, мають таку ж середню енергію теплового руху, як і молекули одноатомного ідеального газу. Це дозволяє оцінити середню швидкість теплового руху електронів за формулами молекулярно-кінетичної теорії. При кімнатній температурі вона виявляється приблизно рівною 10⁵ м/с. При створенні зовнішнього електричного поля в металевому провіднику окрім теплового руху електронів виникає їх упорядкований рух (дрейф), тобто електричний струм мал.

Мал. - напрямок швидкості дрейфу електронів під дією зовнішнього електричного поля.

Середня швидкість руху електронів під дією поля (швидкість дрейфу).

Формулу для розрахунку числа молекул, що рухаються через площу S ( ), можна застосувати до рухомих заряджених часток в провіднику. Але для цього потрібно відкинути множник , оскільки всі заряджені частки рухаються в одному напрямі на відміну від нейтральних молекул газу, з яких лише половина рухається в одному напрямі. Таким чином, перетин провідника в одиницю часу пересікають . Якщо електричний заряд кожної з них рівний q_o , то через перетин провідника в одиницю часу проходить заряд, рівний

Але заряд, що протікає в одиницю часу через перетин провідника, - це сила струму , так, що = оскільки для металу q₀ дорівнює заряду електрона е. Використовуючи формулу , розрахуємо середню швидкість впорядкованого руху електронів, наприклад в мідному провіднику перетином 1мм² при силі струму 10 A. У більшості металів кожен атом іонізований. Тому концентрація електронів провідності приблизно дорівнює концентрації атомів і знаходиться в межах 10²⁸ -10²⁹ м^-3

Зокрема для міді n=9·10²⁸ м^-3 . Тому для міді отримуємо:

.

Малі значення швидкості впорядкованого руху вільних зарядів в провідниках не приводять до запізнювання запалення електричних ламп, включення електромоторів і т. д., оскільки при включенні електричної мережі уздовж провідників із швидкістю світла поширюється електромагнітне поле. Це поле приводить в рух вільні електричні заряди майже одночасно у всіх провідниках електричного кола.

Вольт-амперна характеристика металів. Вольт-амперна характеристика – залежність сили струму від прикладеногї до елемента кола електричної напруги. Для металічних провідників ця залежність вивчалась у курсі фізики ІХ класу. Вона виражається законом Ома для ділянки кола

. Закон Ома визначає пропорційну залежність між силою струму та напругою. Отже для металічного провідника вольт-амперна характеристика буде зображатись прямою лінією що проходить через точку початку координат.

Залежність опору металічного провідника R від температури. Опір металів залежить від взаємодії електронів, що рухаються в провіднику, з іонами кристалічних граток. В процесі взаємодії електрони втрачають частину енергії, яку вони отримують в електричному полі. Ця енергія перетворюється у внутрішню енергію. При проходженні по металічному провіднику електричного струму, він нагрівається. З підвищенням температури, розмах коливань іонів зростає і число співударів електронів з іонами збільшується. Тому можна стверджувати, що опір металів повинен залежати від температури.

Досліджуючи явища проходження електричного струму через металічні провідники в курсі фізики основної школи нами була встановлена залежність опору металічного провідника від його лінійних розмірів та роду металу, що виражається рівнянням

де l – довжина провідника (м); S - площа його поперечного перерізу (мм²); ρ – питомий опір металу ( Ом·мм² /м ).

При нагріванні розміри провідника міняються мало, а в основному змінюється питомий опір. Зміна питомого опору речовини характеризується сталою для неї величиною – температурним коефіцієнтом опору (α ). Він показує відносну зміну питомого опору провідника при його нагріванні на 1К: ; ρ₀ - питомий опір при температурі Т₀ = 273К (0⁰ С), а ρ – питомий опір при температурі Т. Залежність питомого опору металу від температури можна виразити формулою ρ = ρ₀ (1 + αΔТ).

Враховуючи , незначну зміну розмірів провідника для опору провідника можна записати R = R₀(1+ α·ΔT).

Для чистих металів температурні коефіцієнти опору відрізняються мало і приблизно дорівнюють 0,004К^-1. Температурні коефіцієнти опору сплавів значно менші, ніж у чистих металів. Існують спеціальні сплави, опір яких майже не змінюється із зміною температури. Такими сплавами є константан, манганін. Температурний коефіцієнт опору у манганіну майже в 400 разів менший ніж у міді. Властивості цих матеріалів використовуються при виготовленні точних електровимірювальних приладів, та еталонів опору.

В вимірювальних системах та системах автоматизації для вимірювання температури використовують термометри опору, що дозволяють вимірювати температуру до тисячних долей градуса.

Термометр опору складається з платинової спіралі, намотаної на -керамічний каркас . Спіраль вміщують в середовище, температуру якого треба виміряти. Знаючи опір спіралі при 0ºС (R_o) та вимірюючи опір спіралі (R) в середовищі за допомогою рівняння обчислюють температуру середовища. З допомогою термометрів опору можна вимірювати як дуже низькі так і досить високі температури, які не можна виміряти, скориставшись рідинним термометром.

Явище надпровідності. У 1908 році Г. Камерлінг-Оннес з Лейденського університету (Нідерланди) отримавши рідкий гелій, став вимірювати опір чистої ртуті, зануреної в рідкий гелій, і виявив (1911р.), що при температурах рідкого гелію опір ртуті падає до нуля. Пізніше було встановлено, що багато інших металів і сплавів теж стають надпровідними при низьких температурах. Це явище отримало назву надпровідність.

Електрорушійна сила. Будь-яке електричне коло можна поділити на дві ділянки:

• зовнішню ділянку кола;

• внутрішню ділянку кола.

На зовнішній ділянці кола електричні заряди рухаються під дією електричного поля, оскільки тут струм проходить від вищого потенціалу до нижчого. На внутрішній частині кола струм проходить всередині самого джерела струму і тут заряди переміщуються від нижчого потенціалу до вищого ( від «–» до «+» ). Цю роботу з переміщення зарядів електричне поле виконувати не може, її мають виконати сторонні сили – сили не електричного походження. Природа сторонніх сил може бути різною. Це можуть бути механічні, хімічні, магнітні та інші сили.

Дія сторонніх сил характеризується важливою фізичною скалярною величиною – електрорушійною силою.

Електрорушійна сила в замкненому контурі дорівнює відношенню роботи сторонніх сил під час переміщення заряду вздовж контуру до заряду:

.

Як і напругу чи потенціал у СІ ЕРС вимірюють у вольтах: .

Закон Ома для повного кола. Закон Ома для повного кола пов’язує силу струму в колі, ЕРС, і повний опір кола , де – внутрішній опір джерела; – опір зовнішньої ділянки кола . Цей зв’язок може бути встановлений завдяки закону Джоуля-Ленца, за яким кількість теплоти, яка виділяється провідником зі струмом, дорівнює добутку квадрата сили струму, опору провідника і часу проходження струму по провіднику :

.

Мал . Повне електричне коло

Нехай за час через поперечний переріз провідника проходить електричний заряд . Тоді роботу сторонніх сил з переміщення заряду можна виразити так:

, із виразу .

Тому . Унаслідок виконання певної роботи на внутрішніх і зовнішніх ділянках кола, опори яких i , виділяється певна кількість теплоти. За законом Джоуля-Ленца вона дорівнює:

.

Згідно із законом збереження енергії . Прирівнявши, отримуємо , звідки:

.

Із цього виразу бачимо, що сила струму в замкненому колі дорівнює відношенню ЕРС джерела струму до повного опору кола.

.

Це вираз називають законом Ома для повного кола.

Напруга на зовнішньому опорі замкненого кола завжди менша від ЕРС, що дорівнює:

.

Коротке замикання. Під час значного зменшення опору зовнішньої ділянки кола ( ) струм досягає максимального для джерела значення:

.

Такий випадок називають коротким замиканням, а відповідне значення струму – струмом короткого замикання . Коротке замикання – головний недолік паралельного з’єднання. Унаслідок короткого замикання енергія проходить через один із паралельно з’єднаних опорів (найменший), без струму залишаються інші споживачі. Це призводить до загоряння ізоляції, розплавлення з’єднувальних провідників і спричиняє пожежу. Для уникнення цієї небезпеки в електричних колах застосовують автоматичні вимикачі струму (плавкі запобіжники, механічні реле тощо).

З’єднання джерел струму. На практиці однакові джерела струму з’єднують у батарею.

При послідовному з’єднанні джерел струму у батарею позитивний полюс попереднього джерела з’єднують з негативним полюсом наступного (мал7).

Мал. Послідовне з’єднання джерел струму

ЕРС батареї дорівнює алгебраїчній сумі е.р.с елементів:

Закон Ома для всього кола при послідовному з’єднані n – однакових елементів має вигляд:

,

де n – кількість елементів; ε – е.р.с. одного елемента, r – внутрішній опір одного елемента.

При паралельному з’єднанні джерел струму у батарею всі їх позитивні полюси приєднують до однієї клеми, а негативні – до другої (мал.).

Мал. Паралельне з’єднання джерел струму

У цьому разі заряди, які проходять через один елемент, не потрапляють в інші, тобто е.р.с. батареї дорівнює е.р.с. одного елемента. Закон Ома для кола з m – однаковими, паралельно з’єднаними елементами має вигляд:

,

де m – кількість елементів; ε – е.р.с. одного елемента, r – внутрішній опір одного елемента.

Мішане з’єднання елементів зображено на мал.

Мал. Мішане з’єднання джерел струму

Закон Ома для кола у цьому випадку має вигляд: .

Робота електричного струму. Робота струму дорівнює добутку сили струму напруги і часу, впродовж якого виконується робота .

Як і в механіці, роботу струму вимірюють у джоулях.

Якщо у цю формулу підставити почергово значення сили струму, а потім напруги із закону Ома для ділянки кола, то отримаємо інший вираз для визначення роботи електричного струму:

, де .

Формула зручна для визначення роботи струму в колі з паралельним з’єднанням провідників, оскільки напруга на всіх провідниках при цьому однакова:

Якщо у формулу , підставити , то отримаємо: .

Цією формулою зручно користуватись у разі послідовного з’єднання провідників у колі, оскільки через всі провідники проходить однаковий струм.

Унаслідок виконання певної роботи на внутрішніх і зовнішніх ділянках кола, опори яких i , виділяється певна кількість теплоти. За законом Джоуля-Ленца вона дорівнює:

.

Потужність електричного струму. Будь-який електричний прилад розрахований на споживання певної енергії за одиницю часу. Тому поряд із роботою струму велике значення має потужність струму. Вона дорівнює відношенню роботи струму за час Δt до цього часу:

.

Як і в механіці, її вимірюють у ватах (Вт). На більшості приладів вказано потужність, яку вони споживають. На практиці широко застосовують одиницю потужності – кіловат і одиницю роботи – кіловат-годину:

, .

Потужність струму , що споживається зовнішньою ділянкою повного кола, називають корисною. Затраченою потужністю називають потужність джерела струму . Коефіцієнт корисної дії джерела

.

Коефіцієнт корисної дії зростає зі зменшенням внутрішнього опору джерела.

Особливості дії електричного струму на організм людини. Всім добре відомо, що електричний струм може бути не лише корисний для людини, але і представляти для нього серйозну небезпеку. З правилами електробезпеки ви вже знайомилися при вивченні електротехніки в попередніх класах. Проте вони настільки важливі, що ми зобов'язані ще і ще раз повертатися до їх розгляду. У техніці існує обов'язкова вимога, по якій при прийомі на роботу або навіть при переході з одного цеху (лабораторії) в іншу на одному і тому ж підприємстві належить вивчити правила безпечної роботи. Будемо і ми слідувати існуючим технічним нормам, тим більше що більшість відомостей виявляться для вас новими. Існують певні правила, виконання яких дозволяють зробити роботу з електроприладами і електричними колами безпечною. Ці правила повинні знати і строго виконувати не лише професійні працівники на виробництві, але і школярі на навчальних заняттях і в побуті. Вони, подібно до правил дорожнього руху, дозволяють уникнути травматизму.

Електричні установки являють велику потенційну небезпеку для людини, оскільки в процесі експлуатації не виключені випадки дотику до частин, що знаходиться під напругою. Особливістю поразки електричним струмом є: відсутність зовнішніх ознак загрожуючої небезпеки, які людина могла б завчасно виявити: побачити, почути, нюхати і тому подібне В більшості випадків людина включається в електричну мережу або руками (дорога струму "рука-рука"), або рукою і ногами (дорога струму "рука—ноги"). Струм, що проходить при цьому, приводить до серйозних пошкоджень центральної нервової системи і таких життєво важливих органів, як серце і легені. Наслідками електротравм є як правило, тривала втрата працездатності. Так, при поразці в мережах напругою 220/380 В вона складає в середньому 30 днів. В цілому на електротравми доводиться 12—16 % всіх випадків виробничого травматизму із смертельним результатом. Струми промислової частоти 10—25 мА здатні викликати інтенсивні судоми м'язів, в результаті настає невідпускаючий ефект, тобто "приковування" людини до частин електричної мережі, по яких проходить електричний струм, при якій вона самостійно не може звільнитися від дії електричного струму. Тривале ж протікання такого струму може привести до тяжких наслідків. Дія струму на людину викликає різку реакцію відсмикування частин тіла, що попали під ураження, а у ряді випадків втрату свідомості. Специфічна небезпека поразки електричним струмом полягає в тому, що струмоведучі частини електроустановок, в результаті пошкодження ізоляції, не подають будь - яких сигналів про небезпеку. Реакція людини на електричний струм виникає лише при протіканні струму через тіло людини.

Дії струму на організм людини. Проходячи через тіло людини, електричний струм визиває теплову, хімічну, механічну і біологічну дію. Теплова дія струму виявляється в опіках окремих ділянок тіла, нагріві тканин і біологічних середовищ, що викликає в них функціональні розлади. Хімічна дія виражається в розкладанні органічної рідини, крові і виявляється в зміні її фізико-хімічного складу; механічна приводить до розриву м’язових тканин; біологічна полягає в здатності струму подразнювати і збуджувати живі тканини організму. Будь-яка з перерахованих дій струму може привести до травми. Травму, викликану дією електричного струму або електричної дуги, називають електротравмою.

Види ураження електричним струмом. На практиці електротравми умовно поділяють на місцеві і загальні. Місцеві електротравми викликають місцеве пошкодження організму - електричний опік, електричний знак, металізацію шкіри частками металу, що розплавляється під дією електричної дуги, механічні пошкодження, викликані мимовільними скороченнями м'язів під дією струму, і електроофтальмію (запалення зовнішніх оболонок очей під впливом електричної дуги). Загальні електротравми, що отримали назву електричного удару, викликають порушення нормальної діяльності найбільш життєво важливих органів і систем організму або приводять до поразки всього організму.

Чинники, що впливають на характер враженя електричним струмом.

До даних чинників відносяться: сила, тривалість дії струму, його рід (постійний, змінний), дороги проходження, а також чинники довкілля і ін. Сила струму і тривалість дії, збільшення сили струму приводить до якісних змін дії його на організм людини. Із збільшенням сили струму чітко виявляються три якісно відмінні відповіді - реакції організму: відчуття, судорожне скорочення м'язів (невідпуск для змінного і больовий ефект для постійного струму) та фібриляція серця. Електричні струми, що викликають відповідну реакцію організму людини, отримали назви відчутних, невідпускаючих і фібриляційних, а їх мінімальні значення прийнято називати пороговими. Експериментальні дослідження показали, що людина відчуває дію змінного струму промислової частоти силою 0,6—1,5 мА і постійного струму силою 5—7 мА. Ці струми не представляють серйозної небезпеки для організму людини, а оскільки при їх дії можливе самостійне звільнення людини, то допустиме їх тривале протікання через тіло людини. У тих випадках, коли приголомшуюча дія змінного струму стає настільки сильною, що людина не в змозі звільнитися від контакту, виникає можливість тривалого протікання струму через тіло людини. Такі струми отримали назву невідпускаючих, тривала дія їх може привести до затруднень і порушення дихання. Чисельні значення сили невідпускаючого струму не однакові для різних людей і знаходяться в межах від 6 до 20 мА. Дія постійного струму не приводить до невідпускаючого ефекту, а викликає сильні больові відчуття, які у різних людей настають при силі струму 15—80 мА. При протіканні струму в декілька десятих доль ампера виникає небезпека порушення роботи серця. Може виникнути фібриляція серця, тобто безладні, некоординовані скорочення волокон сердечного м'яза. При цьому серце не в змозі здійснювати кровообіг. Фібриляція триває, як правило, декілька хвилин, після чого наступає повна зупинка серця. Процес фібриляції серця необоротний, і струм, що викликав його, є смертельним. Як показують експериментальні дослідження, що проводяться на тваринах, порогові фібриляційні струми залежать від маси організму, тривалості протікання струму і дороги його проходження.

Дорога струму. Пораження буде важчим, якщо на дорозі струму виявляються серце, грудна клітка, головний і спинний мозок. У практиці обслуговування електроустановок струм, що протікає через тіло людини, яка попала під напругу, йде, як правило, по дорозі "рука—рука" або "рука—ноги". Проте він може протікати і по інших дорогах, наприклад, "голова—ноги", "спина—руки", "нога—нога" і ін. Ступінь ураження в цих випадках залежить від того, які органи людини попадуть під дію струму, а також від сили струму, що проходить безпосередньо через серце. Так, при протіканні струму по дорозі "нога—нога" через серце проходить 0,4 % загального струму, а по дорозі "рука—рука" — 3,3 %. Сила невідпускаючого струму по дорозі "рука-рука" приблизно в 2 рази менше, ніж по дорозі "права рука—ноги".

Рід струму. Струм промислової частоти є найнеблагоприятливішим. При збільшенні частоти (більше 50 Гц) значення відчутного і невідпускаючого струму зростають. Із зменшенням частоти від 50 Гц до 0 значення невідпускаючого струму також зростають і при частоті, рівній нулю (постійний струм), стають більшими приблизно в 3 рази. Значення фібриляційного струму при частотах 50-100 Гц рівні. З підвищенням частоти до 200 Гц сила фібриляційного струму зростає приблизно в 2 рази, а до 400 Гц — майже в 3,5 рази. Підвищення частоти живлячої напруги електроустановок застосовують як один із заходів електробезпеки.

Оточуюче середовище. Вологість і температура повітря, наявність заземлених металевих конструкцій і підлог, струмопровідного пилу додатково впливають на умови електробезпеки. Ступінь ураження електричним струмом багато в чому залежить від щільності і площі контакту людини з струмопропускаючими частинами. У вологих приміщеннях з високою температурою або в зовнішніх електроустановках складаються несприятливі умови, при яких контакт людини з струмопропускаючими частинами збільшується. У вологих приміщеннях з високою температурою або в зовнішніх електроустановках складаються несприятливі умови, при яких площа контакту людини з струмопропускаючими частинами збільшується. Наявність, заземлених металевих конструкцій і підлог створює підвищену небезпеку поразки унаслідок того, що людина практично постійно пов'язана з одним полюсом (землею) електроустановки. В цьому випадку будь-який дотик людини до струмопропускаючих частин приводить до двополюсного включення її в електричну мережу. Струмопровідний пил також створює умови для електричного контакту як з струмопропускаючими частинами, так і із землею.

Електричний опір тіла людини. Електричний опір людського тіла має іншу природу, ніж опір металевих провідників і електролітів. Він залежить від багатьох зовнішніх і внутрішніх (у тому числі психічних) чинників. Більш всього від дії електричного струму страждає центральна нервова система. Із-за пошкодження її порушується дихання і сердечна діяльність. Ділянки тіла з найменшим опором (тобто більш уразливі): бічні поверхні шиї; виски; тильна сторона долоні; поверхня долоні між великим і вказівним пальцями; рука на ділянці вищій за кисть; плече; спина; передня частина ноги та ін..

Правила електробезпеки.

Перше, справедливе для самих різних видів робіт, полягає в тому, що потрібно користуватися лише справним інструментом, з неушкодженою ізоляцією. Несправності визначаються за допомогою спеціальних вимірів і зовнішнього огляду.

Друге правило забороняє працювати з приладом при знятому кожусі або відкритому корпусі. Наприклад, на корпусах приладів і різної побутової техніки поряд з гніздом для підключення шнура живлення можна виявити наступний напис: "Увага! Небезпечна напруга! Перед розкриттям корпусу від'єднаєте шнур живлення від мережі!" .

Третє правило забороняє учнямя працювати при напрузі вище 42 В, яка підводиться до столів у фізичному кабінеті, кабінеті технологій і навчальних майстернях. Пам'ятайте, що пониження напруги до 42 В істотно зменшує, але не ліквідовує небезпеку поразки електричним струмом, оскільки навіть від напруги 12 В можна отримати небезпечну для життя травму.

Четверте правило забороняє міняти запобіжники в увімкнених в мережу приладах; не можна також застосовувати саморобні запобіжники, так звані "жучки", а також запобіжники, розраховані на іншу силу струму. Потрібно дотримуватись також наступного простого правила проведення електровимірювань. Прилад для електровимірювання підключають до вибраних точок знеструмленого електричного кола, потім вмикають напругу і проводять вимір. Перед відключенням приладу електричне коло знову знеструмлюють. Подібний порядок роботи зменшує вірогідність випадкового дотику до токопровідних частин електричного кола у момент перемикання сполучних провідників приладу. При роботі з електричними колами потрібно знати, що найбільш небезпечним є двополюсний дотик, при якому торкаються двох полюсів джерела або яких-небудь двох точок електричного кола, що знаходяться під напругою. Набагато менш небезпечний однополюсний дотик, коли людина торкається одного полюса джерела струму або однієї точки електричного кола, в цьому випадку через людину проходить значно менший струм, чим при двополюсному дотику.

Діти чутливіші до дії струму, чим дорослі. Ці відомості також потрібно враховувати при роботі з електрикою. Забороняється знаходитися поблизу території підстанції. Устаткування тут знаходиться під високою напругою. Не можна близько підходити до трансформаторних підстанцій. Устаткування тут знаходиться під напругою 10 тисяч вольт і вище. Смертельно небезпечно торкатися до будь-яких провисаючих або обірваних провідників ліній електропередач, підходити ближче, ніж на 8-10 метрів до лежачих на землі обірваних провідників ліній електропередач. Загрозу життю представляють не лише звисаючі або обірвані дроти електромереж, але і дроти ліній радіотелефонного зв'язку, які можуть стикатися (зхльостуватися) з дротами повітряних ліній електромереж. Велику небезпеку представляють дроти повітряних ліній і відгалужень від них до споруд, розташовані в кроні дерев або чагарників. Смертельно небезпечно грати, розгойдуючи дерева поблизу лінії електропередачі. Сире дерево є провідником електричного струму. Не можна розкривати кришки на опорах освітлення. Не можна на опорах високовольтних ліній ламати арматуру і рвати дроти "спусків". Забороняється розводити вогнища під проводами ліній електропередачі, проникати в технічні підвали житлових будинків, де знаходяться проводи і комунікації. У жодному випадку не варто запускати "повітряних зміїв" поблизу повітряних ліній електропередачі. Украй небезпечно робити накиди на дроти; залізати на опори ліній електропередачі; підходити і брати в руки обірвані проводи; відкривати силові щити в будівлях. Не можна торкатися залізобетонних опор лінії електропередачі, вони можуть знаходитися під кроковою напругою (Крокова напруга: виникає між ногами через те, що вони знаходяться на різній відстані від проводу електропередачі, що впав на землю). Як правило, на електроустановках нанесені попереджувальні спеціальні знаки або укріплені відповідні плакати. Всі ці плакати нагадують людині про небезпеку поразки електричним струмом, і нехтувати ними, а тим більше знімати і зривати їх недопустимо.

Запитання для самоперевірки:

1. Чим зумовлена провідність металів, Якими дослідами це доведено?

2. Як рухаються електрони провідності в металічному провіднику, коли в ньому: а) немає електричного поля; б) створене електричне поле?

3. Чому на всіх ділянках електричного кола прилади починають діяти майже миттєво, не зважаючи на малу швидкість дрейфу електронів?

4. Що таке температурний коефіцієнт опору?

5. Коли через спіраль електричної лампочки протікає більший електричний струм, вмомент ввмикання чи коли вона починає світитись?

6. В чому полягає явище надпровідності металів, які ефекти підтверджують його існування?

7.Чому електричне поле заряджених частинок не здатне підтримувати постійний електричний струм в колі?

8.Що називають сторонніми силами?

9.Що називають ЕРС джерела струму? Який фізичний зміст ЕРС? У яких одиницях її виражають?

10.Що розуміють під внутрішньою і зовнішньою частинами кола?

11.Що показує вольтметр, приєднаний до полюсів джерела струму, у разі розімкненої зовнішньої ділянки кола? Замкненої зовнішньої ділянки кола?

12.Виведіть формулу закону Ома для повного кола. Як формулюється цей закон?

13.Напишіть формулу для визначення роботи постійного струму.

14.Доведіть, що робота струму виміряється в джоулях.

15.Як записується закон Джоуля-Ленца?

16.Як залежить кількість теплоти, що виділяється під час проходження струму у провідниках, від опору цих провідників у разі їх послідовного і паралельного з’єднання?

17.Запишіть формулу потужності постійного струму.

18.Доведіть, що потужність струму виражається у ватах.

19.Яким приладом вимірюють потужність постійного струму?