Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Справочник по элементарной математике, механике и физике.-1

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
4.21 Mб
Скачать

160

Электричество

Схемы соединений элементов и лампочс^

Соединения

Последовательное соедине­ ние элементов: анод пре­ дыдущего элемента соеди­ нен с катодом последую­ щего

Параллельное соединение элементов: все аноды со-

. единены в один узел, а все катоды в другой

Последовательное соедине­ ние лампочек

Параллельное соединение лампочек

Схематическое изображение

®(j) ф

-Я - й - й

Рис. G4.

55. Закон Ома для участка цепи

Ом установил, что сила тока / на том или ином участке цепи зависит от напряжения V на этом участке цепи и особой величины г, которую Ом назвал , сопро­ тивлением входящих в этот участок проводников. Закон Ома связывает все три величины следующей формулой:

V

(24)

/ = — .

т. е.. сила тока прямо пропорциональна.напряжению V на данном участке цепи и обратно пропорциональна сопро­ тивлению этого • участка.

 

 

Электричество

 

 

 

161

56.

Закон Ома для всей

цепи

 

 

Полная цепь включает сопротивление г внешней цепи,

и сопротивление г,

самого

генератора;

полное

сопротив­

ление R всей цепи R = г +

гг. Закон Ома для

всей цепи,

имеющей генератор с ЭДС,

равной Е:

 

 

 

 

 

 

Е

 

Е

 

 

 

 

(25)

 

1

г +

rx

R -

 

 

 

 

 

 

 

 

57. Единица сопротивления

 

 

 

За единицу

сопротивления

принят

ом (обозначается

греческой буквой й);

это — сопротивление

при

0°

ртут­

ного столбика длиной в 106,3

см и с поперечным сечени­

ем в 1 мм2. Если в формулах

(24)

и (25)

/ выражается

в амперах, г или R в омах, то V

или

Е

должно

быть

выражено в вольтах.

 

 

 

 

 

 

 

 

58. Закон сопротивления

Сопротивление провода при неизменной температуре прямо пропорционально его длине I и обратно пропорци­ онально площади его поперечного сечения S;

I

(26)

причем величина р характеризует вещество проводника и носит название удельного сопротивления, это — сопротив-

162

 

 

 

 

Электричество

 

 

 

 

ленне линейного проводника из данного вещества в 1

м дли­

ны

и

1

мм2 поперечного

се­

 

 

 

 

 

чения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При применении формулы (26)

 

 

 

 

 

к жидкому

проводнику

за

его

 

•5=?

 

 

длину

считается

расстояние

 

Ш

 

V

между электродами, а за площадь

 

 

 

поперечного

сечения — площадь

 

Рис.

65.

электрода

в жидкости (рис.

65).

 

 

 

 

 

 

 

59.

Проводимость.

Изоляторы

 

 

 

 

Величина,

обратная р, т.

е. -jj—, называется

удельной

проёодимостью вещества,

а величина,

обратная г

(сопро-

тивлению проводника), т.

е.

1

называется

его

прово­

- у ,

димостью.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вещества,

проводимость

которых

практически

близка

к нулю: стекло, фарфор, шелк,

смола и т. п.,

называют­

ся

изоляторами.

 

 

 

 

 

 

 

 

60.Таблицы сопротивлений

Втаблицах а и б помещены сведения о сопротивляемос­ ти наиболее употребительных проводников и изоляторов.

Электричество

163

а) У д е л ь и ы е с о п р о т и в л е н и я п р о в о д н и к о в

Вещество

Удельное

Вещество

 

Удельное

сопротлв-

 

сопротпв-

 

ленне

 

 

 

ление

М е т а л л ы

 

С п л а в ы и

 

Алюминий . .

0,029

у г о л ь

 

 

Константан . .

0,5

Вольфрам . . .

0,056

Железо . . . .

0,1—0; 15

Латунь . . . .

около 0,08

М е д ь ...............

0,0162—0,175

Манганин . . .

0.45

Никель . . . .

0,08-0,11

Нейзильбер . .

. 0.2—0,4

Платина . . .

0,1-0,14

Никелин . . .

0,4

Ртуть при 18°

0,958

Сталь мягкая .

0,1—0,2

Свинец . . . .

0,21

Уголь

(для ду-

 

Серебро . . .

0.016

говых и

ка-

 

Ц и н к ...............

0,060

лильных

 

40—60

 

 

ламп) . . . .

б) Э л е к т р и ч е с к а я

с о п р о т и в л я е м о с т ь

и з о л я т о р о в (в о м а х

на

1

CJH3)1)

Вещество

Шифер . . . .

Красная фиб-

Р а ...............

Мрамор . . . .

Целлулоид . . Обыкновенное стекло . . .

Фарфор неглазирован-

ный...............

Сопротив­ ление

IXюа

5X10" от 1x10® 2X10'°

5хЮ ‘“

3X10“

Вещество

Слюда . . . .

Сургуч . . . .

Шеллак . . . .

Парафин . . .

Канифоль . . .

С е р а ...............

Эбонит . . . .

Кварцевое стекло . . .

Сопротив­ ление

от 4Х1013 до 2x10” 8ХЮ‘° 1ХЮ10 1ХЮ1*

5Х 10to 1X10”

1X10“

5ХЮМ

*) Эти сведения даны при температуре 22°; сопротивляемость многих изоляторов быстро падает с повышением температуры; при повышении температуры с 20° до 30° она может уменьшиться в IV,—3 раза.

164

Электричество

61. Реостаты

Реостатами называются приборы, при помощи кото­ рых можно изменять сопротивление цепи и тем самым регулировать в ней силу тока.

62: Сопротивление при различных соединениях

При соединении проводников, имеющих различные

сопротивления, их общее сопротивление

зависит от того,

как

они соединены:

 

 

 

 

 

последовательно

 

 

 

 

 

или

параллельно

 

 

 

 

 

(см.

стр.

160)

 

 

 

 

 

 

ки

Если

проводни­

 

рнс.

66.

 

 

соединены

пос-

 

 

 

ледовательно

(рис.

 

 

 

 

 

66),

то

их общее

 

 

 

 

 

сопротивление

равно сумме отдельных сопротивлений

 

 

 

R =

Т 1 +

f 2-

 

 

 

При

параллельном же

соединении

проводников

АСВ

и ADB (рис. 67) с сопротивлениями гг и

г.г их

общее

сопротивление

R выражается формулой:

 

 

 

 

 

 

J _____ 1_

_1_

 

 

(27)

 

 

 

R ~

гЛ + г2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

в разветвлении

участвуют не

два

проводника,

а несколько, то

 

 

 

 

 

1

1

1

1

1

Электричество

165

т. е. проводимость разветвления равна сумме проводимо­ стей отдельных ветвей; если сопротивления всех п вет­ вей равны между собой, т. е. г1= г2= г3=..., то

_1_

п

п

г

(28)

R

= — и

R — —

г

 

п

 

Сопротивление

параллельного

соединения

меньше

сопротивления любой

ветви.

 

 

 

63.Сила тока при параллельном соединении

Силы токов

и «2 в параллельно соединенных ветвях

АСВ и ADB (рис.

67) определяются

из соотношения:

 

h '^2 = ^2с1,

(29)

причем сила тока /, притекающего к точке разветвления А,

с

Рис. 67.

равна сумме сил токов, оттекающих от этой точки, т. е.

I — h + <з.

(30)

или для п ветвей:

 

У= г'х + г'г + i3+ ... -{-

(30а)

166

Электричество

64. Работа электрического тока

Если Q кулонов за t секунд переместятся по участку цепи на концах которого приложено напряжение V вольт,

то работа А электрического тока на этом участке вы­ разится формулой:

 

 

 

А =

QV джоулей;

 

 

(31)

Если / — сила тока

на

данном участке,

то Q =

I-t н

 

 

 

А =

ItV

джоулей;

 

 

(31а)

или, заменив по закону Ома V — 1г, имеем

третье

выра­

жение работы:

 

А =

f-rt джоулей,

 

 

(316)

 

 

 

 

 

где / — сила тока

в амперах, г — сопротивление участка

в омах, t

— время

 

в секундах.

 

 

 

 

 

 

 

65.

Мощность тока

 

 

 

Из формулы-

(31а)

следует,

что мощность

тока W

(см. стр.

125), т.

е. его работа,

отнесенная

к

одной се-

А

 

 

 

 

 

 

 

 

кунде, — , равна:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л

 

W = IV дж/сек — I ватт

 

(32)

 

—j~ =

 

(определение ватта

см.

на стр. 125).

 

 

 

66. Закон Джоуля—Ленца

Так как 1 джоуль работы эквивалентен 0,24 калории, то работу тока можно оценить и в калориях, воспользо­ вавшись, например, формулами (316) и (18а) (стр. 147):

Q = 0,24 P rt кал,

(33)

Электричество

167

формула Джоуля Ленца, при помощи которой можно оценить тепловое действие тока: Q — количество кало­ рий, которое выделяет ток / на данном участке за i сек, если он встречает со стороны участка сопротивление г, например, когда ток идет по нагревательному прибору.

67. Единицы работы электрического тока

Так как произведение мощности на время дает работу (см. стр. 125), то единицы мощности: ватт, гектоватт, киловатт, будучи умножены на единицу времени — час, дадут единицы работы электричества:

1 ватт-час (вт-ч) = 3 600 джоулей, 1 гектоватт-час (гвт-ч) = 100 вт-ч =

= 360 000 дж,

1 киловатт-час (кет ■ч) = 1000 вт-ч = = 3 600 000 дж.

Формула работы тока (316) даст ватт-часы, еслн t вы­ ражено в чрсах, а не в секундах.

68. Магнитное поле

Пространство, в котором действуют магнитные силы,

называется магнитным полем.

69. Магнитные силовые линии

Силовой линией называется линия, указывающая на­ правление, по которому в той или иной точке поля дейст­ вует' на положительный магнитный полюс магнитная сила.

168

Электричество

70.

Магнитное поле тока. Электромагнит

Вокруг

тока возникает магнитное поле. Если ток те­

чет по проволочной спирали, то последняя ведет себя, как магнит. Если смотреть на конец спирали и ток при этом будет обтекать его в направлении, обратном движению

часовой стрелки (рис. 68), то этот конец

будет северным

полюсом;

для наблюдателя, к

 

которому обращен другой конец

 

спирали (южный полюс), ток бу­

 

дет течь по часовой стрелке.

 

Если внутрь этой спирали по- Ы

 

местить

стержень

из

мягкого

 

железа (сердечник), то он намаг­

.......

нитится, а все вместе взятое

образует электромагнит. Подъ-

 

емная сила его будет расти с

Рис' 68'

увеличением тока

и с

увелнче-

нием числа оборотов проволоки, приходящихся на 1 см длины спирали.

71.Действие магнитного поля на ток

Подвижной ток, находясь в магнитном поле, будет перемещаться под действием поля; направление переме­

щения тока' дается правилом трех пальцев левой руки\ три пальца — большой, указательный и средний — распола­ гают в трех взаимно перпендикулярных направлениях (рис. 69) так, чтобы указательный палец указывал направ­ ление силовых линий поля, средний — направление тока, тогда отогнутый большой палец укажет направление, куда будет перемещатся проводник.

Электричество

169

Рис. 69.

72.Действие тока на магнитную стрелку

Всвою очередь и ток будет действовать на подвиж­

ную магнитную стрелку

по

правилу

правой

руки

(fine.

70):

правую . руку

надо

обратить

ладонью

к магнитной

стрелке так, чтобы

ток шел

от

кисти к пальцам; тогда отогну­

тый большой палец укажет,

ку­

да

отклонится

северный

полюс

магнитной стрелки.

 

 

 

 

 

73.

Электромотор

 

 

Действие электромотора

основывается на действии силь­ ного магнитного поля на под­ вижный ток. Основные части

электромотора: сильные электромагниты, создающие магнитное поле; якорь — железный цилиндр, по длине кото­ рого вложены катушки, обтекаемые током; ток подво­ дится к катушкам через щетки п коллектор. На рис. 71 даны модель якоря электромотора н его схема.1

11 Зак. 974

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ