Тема 1.3.2: Постоянный электрический ток. Сила тока, напряжение, электрическое сопротивление.
План.
1.Постоянный электрический ток.
2.Сила тока.
3.Электрическое напряжение.
4.Электрическое сопротивление.
1.Электрическим током называют упорядоченное движение электрических зарядов. Электрический ток, характеристики которого не изменяются со временем, называют постоянным током. Направлением электрического тока условились считать направление положительных зарядов.
Для существования электрического тока в веществе необходимо выполнение следующих двух условий:
1) в веществе должны иметься свободные заряженные частицы, т.е. такие частицы, которые могут свободно перемещаться по всему объему тела (иначе их называют носителями тока).
2) на эти частицы должна действовать некоторая сила, заставляющая их двигаться в определенном направлении.
Оба эти условия будут выполнены, если, например, взять металлический проводник и создать в нем электрическое поле. Носителям тока в металлах являются свободные электроны. Под действием электрического поля движение свободных электронов в металле примет упорядоченный характер, что и будет означать появление в проводнике электрического тока.
2.Сила тока. Времена, когда ток обнаруживался с помощью личных ощущений ученых, пропускавших его через себя, давно миновали. 'Теперь для этого применяют специальные приборы, называемые амперметрами.
Амперметр-это прибор, служащий для измерения силы тока. Что понимают под силой тока? Обратимся к рисунку 21, б.
На нем выделено поперечное сечение проводника, через которое проходят
заряженные частицы при наличии в проводнике электрического тока. В металлическом проводнике этими частицами являются свободные электроны. В процессе своего движения вдоль проводника электроны переносят некоторый заряд. Чем больше электронов и чем быстрее они движутся, тем больший заряд будет им перенесен за одно и тоже время.
Силой тока называется физическая величина, показывающая какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за 1 с.
Количественной характеристикой электрического тока является сила тока - величина, равная отношению заряда, который переноситься через поперечное сечение проводника за промежуток времени t, к этому промежутку:
Чтобы найти силу тока I, надо электрический заряд q, прошедшее через поперечное сечение проводника за время t, разделить на это время:
I=q/t
Единица силы тока называется ампером (А). Если сила тока I известна, то можно найти заряд q, проходящий через сечение проводника за время t. Для этого надо силу тока умножить на время:
q=It.
Полученное выражение позволяет определить единицу электрического заряда - кулон (Кл):
1 Кл = 1 А.1с=1 А . с
1 Кл - это заряд, который проходит за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А.
Величину, равную отношению полной работы, совершаемой при перемещении заряда на неоднородном участке цепи , называют напряжением да данном участке:
U= A/q.
Единица электрического напряжения называют вольтом (В). 1В=1Дж/1Кл. Электрическое сопротивление. Основная электрическая характеристика проводника - сопротивление. От этой величины зависит сила тока в проводнике при заданном напряжении. Сопротивление проводника представляете собой как бы меру противодействия проводника направленному движению электрических зарядов. С помощью закона Ома можно определить сопротивление проводника:
R=U/I.
Для этого нужно измерить напряжение на концах проводника и силу тока через него.
Сопротивление зависит от материала проводника и его геометрических размеров. Сопротивление проводника длиной Lс постоянной площадью поперечного сечения Sравно:
R=p(l/s)
где р - величина, зависящая от рода вещества и его состояния (от температуры в первую очередь). Величину р называют удельным сопротивлением проводника. Удельное сопротивление материала численно равно сопротивлению проводника из этого материала длиной 1м и площадь поперечного сечения 1м2.
Единицу сопротивления проводника устанавливают на основе закона Ома и называют ее Омом. Проводник имеет сопротивление 1 Ом, если при разности потенциалов 1В сила тока в нем 1 А.
Единицей удельного сопротивления является 1 Ом * м. Удельное сопротивление металлов мало. А вот диэлектрики обладают очень большим удельным сопротивлением.
Контрольные вопросы.
1.Дайте понятие об постоянном электрическом токе?
2.Что такое сила тока?
З.Дайте определение напряженности электрического поля.
4.Что такое удельное сопротивление проводника. В каких единицах измеряется.