4 Сформулируйте закон Ома для электрической цепи, содержащей источник э.Д.С. С внутренним сопротивлением e, ro , который замкнут на внешню цепь с сопротивлением r.
Во всех элементах электрической цепи происходит преобразование энергии, т е элементы цепи обладают сопротивлением направленному движению зарядов.
Электрический ток, проходя по внутренней части цепи, преодолевает ее внутреннее сопротивление и потому внутри источника также происходит падение напряжения.
Следовательно, электродвижущая сила (э.д.с.) источника электрической энергии идет на покрытие внутренних и внешних потерь напряжения в цепи.
Если Е - электродвижущая сила в вольтах, I - ток в амперах, r - сопротивление внешней цепи в омах, r0 - сопротивление внутренней части цепи в омах, ΔU0 - внутренняя потеря напряжения и U - напряжение внешней цепи, то
E = ΔU0 + U = Ir0 + Ir = I(r0 +r),
I = |
E |
. |
|
||
r0 + r |
||
|
|
|
5 Рассмотрите электрическую цепь с несколькими источниками э.д.с. Как определить ток в такой цепи.
Найти токи в цепи, представленной на рис. 37. Выберем произвольно положительное направление тока. Обходя контур по часовой стрелке, пишем уравнение второго закона Кирхгофа:
-E1 + E2 = Ir1 + Ir2;
-1,9 + 1,3 = I(2 + 3);
-0,6 = 5I, I = -0,12 а.
Знак минус означает, что выбранное нами направление тока противоположно его действительному направлению.
6 Сформулируйте I и II законы Кирхгофа. Запишите уравнение по I и II законам Кирхгофа для расчета токов.
7 Какие приборы используются для измерения тока и напряжения, как они включаются.
Амперметр нужно включать так, чтобы через него прошел полный ток цепи. Для этого надо разорвать цепь в каком-либо месте и образовавшиеся концы подключить к зажимам амперметра, т. е. включить прибор последовательно.
Амперметр, измеряющий тысячные доли ампера, называется миллиамперметром, миллионные доли ампера - микроамперметром.
8 Охарактеризуйте такое физическое явление, как магнитное поле. Как возникает, от чего зависит его интенсивность, какими параметрами характеризуется.
Магнитное поле есть одно из важнейших проявлений электрического тока.
Вокруг проводника с током появляется магнитное поле. Сила или интенсивность магнитного поля в каждой его точке определяется величиной магнитной индукции, которую обозначают В. Магнитная индукция - векторная величина, т. е. она характеризуется определенным значением и направлением в каждой точке магнитного поля, что показывают линии, направление определяется по правилу правого винта или буравчика.
Магнитная индукция В (интенсивность магнитного поля) на расстоянии r от бесконечно длинного прямолинейного проводника с током определяется выражением
В Международной системе единиц (СИ) приняты единицы измерения магнитной индукции В – тесла, в инженерной практике магнитную индукцию принято измерять в гауссах .
Или зависит от расстояния до проводника r, величины тока, свойств среды. Величина μа, характеризующая магнитные свойства среды, называется абсолютной магнитной проницаемостью среды.
Для пустоты (вакума) абсолютная магнитная проницаемость имеет минимальное значение и ее принято обозначать μ0 и называть абсолютной магнитной проницаемостью пустоты.
Отношение μа/μ0, показывающее, во сколько раз абсолютная магнитная проницаемость данной среды больше абсолютной магнитной проницаемости пустоты, называется относительной магнитной проницаемостью и обозначается буквой μ.
По характеру магнитных свойств все вещества можно разделить на две группы:
ферромагнитные вещества, магнитная проницаемость которых велика. К ним принадлежат железо, сталь, чугун, никель, кобальт и некоторые сплавы (алюми-ния с никелем и др.);
немагнитные вещества, магнитная проницаемость которых незначительно от-личается от магнитной проницаемости пустоты. К ним относятся алюминий, медь, олово, ртуть, серебро, дерево, вода и др.
Ферромагнитные материалы имеют очень важное значение в электротехнике и радиотехнике. Эти материалы (в основном сталь) благодаря большой магнитной проницаемости получили широкое применение в различных электромагнитах, электрических генераторах, электродвигателях, трансформаторах, электро-измерительных приборах, реле и т. д.
Интенсивность магнитного поля или магнитную индукцию поля можно зна-чительно увеличить, если проводнику, по которому пропускают электрический ток, придать форму спирали с большим числом витков.
Произведение магнитной индукции В на величину площадки S, перпендикулярной направлению поля (вектору магнитной индукции), называется потоком вектора магнитной индукции, или просто магнитным потоком, и обозначается буквой Φ .
Ф = ВS.
В Международной системе в качестве единицы измерения магнитного потока принят вебер (вб). В инженерных расчетах магнитный поток измеряют в максвеллах (мкс).
При расчетах магнитных полей пользуются также величиной, называемой напряженностью магнитного поля (обозначается Н). Магнитная индукция В и напряженность магнитного поля Н связаны соотношением
B = μaH.
Единица измерения напряженности магнитного поля Н - ампер на метр (а/м).
Напряженность магнитного поля в однородной среде, так же как и магнитная индукция, зависит от величины тока, числа и формы проводников, по которым проходит ток. Но в отличие от магнитной индукции напряженность магнитного поля не учитывает влияния магнитных свойств среды