Соединения проводников в электрической цепи
Последовательное соединение
При последовательном соединении электрическая цепь не имеет разветвлений
Все проводники включаются в цепь друг за другом.
Каждый проводник соединяется только с одним предыдущим и одним последующим проводником.
Параллельное соединение
При параллельном соединении цепь имеет разветвления.
Все проводники подключаются между одной и той же парой точек, которые называются узлами (одни концы всех проводников образуют один узел, а другие концы – второй узел).
Разветвления - часть цепи между узлами.
Ветви – отдельные проводники в разветвлениях.
Неразветвлённая часть цепи – часть цепи до и после узлов.
Источник тока. Сторонние силы.
Чтобы в электрической цепи длительное время существовал электрический ток, в ней должен быть хотя бы один участок, в котором на свободные носители заряда действовали бы сторонние силы. Этим участком является источник тока.
Устройство, в котором сторонние силы совершают работу по разделению (+) и (-) зарядов и накоплению их на полюсах, называется источником тока. В любом источнике тока происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию.
Сторонние силы – это любые силы, действующие на свободные носители заряда, кроме сил электростатического происхождения.
Электродвижущая сила (эдс)
ЭДС
)
– величина, равная отношению работы
сторонних сил по перемещению заряда по
замкнутой цепи к этому заряду.
единица измерения ЭДС в СИ – вольт
Закон Ома для полной цепи.
Сила тока в полной цепи равна отношению ЭДС цепи к её полному сопротивлению.
Электроизмерительные приборы – амперметр и вольтметр
Амперметр и вольтметр – элементы внешней цепи, потребители электрической энергии, служащие для измерения силы тока и напряжения.
Амперметр показывает силу тока, проходящего через него, но т.к. он подключается последовательно участку цепи, на котором измеряется сила тока, то он показывает силу тока на этом участке.
Вольтметр показывает падение напряжения на нём, но т.к. он подключается параллельно участку, на котором измеряется напряжение, то он показывает падение напряжения на этом участке.
Требования, которые предъявляются к амперметру и вольтметру: их включение в цепь должно как можно меньше изменять силу тока в цепи, т.е. как можно меньше изменять сопротивление цепи.
Шунт к амперметру
Шунт – проводник, присоединяемый параллельно амперметру для увеличения предела его измерений.
Дополнительное сопротивление к вольтметру
Дополнительное
сопротивление – проводник, присоединяемый
последовательно с вольтметром для
увеличения предела его измерений.
Электрический ток в металлах
Структура металлов: в узлах кристаллической решётки колеблются положительные ионы, в пространстве вокруг хаотично движутся свободные электроны.
С.Н.З в металлах – электроны.
Электрический ток в металлах – направленное движение свободных электронов между ионами кристаллической решётки.
Вольтамперная характеристика металлического проводника – прямо пропорциональная зависимость силы тока от напряжения по закону Ома.
Сопротивление металлического проводника
Сопротивление характеризует степень противодействия проводника направленному движению электронов в нём.
Проводник с определённым постоянным сопротивлением – резистор (от лат. resist – сопротивляюсь).
С точки зрения электронной теории Друде электрическое сопротивление металлов обусловлено соударениями электронов с ионами кристаллической решётки.
Из-за торможения со стороны кристаллической решётки электроны движутся под действием электрического поля с постоянной средней скоростью, которая пропорциональна напряжённости поля в проводнике.