20)Постоянный электрический ток. Условия существования тока. Сила тока.
Электрический ток - это направленное движение свободных, заряженных частиц, под действием электрического поля.
Сила тока - это заряд проходящий через поперечное сечение проводника за единицу времени.
I = q / t ( единицы измерения А – Амперы )
Если сила тока со временем не изменяется, электрический ток называют постоянным током.
УСЛОВИЯ:
1.Проводник (свободные заряды) Свободные заряды являются носителями тока.
2. Электрическое поле. Эл.поле необходимо для того, чтобы привести в движение свободные заряды.
Оба эти условия, являются необходимыми для создания тока. Если не выполняется хоть одно условие – тока в цепи не будет.
Проводниками являются вещества, в которых существуют свободные электрически заряженные частицы - электроны или ионы(т.е. атомы или молекулы, потерявшие или присоединившие к себе один или несколько электронов).
Поддерживать постоянно в проводниках электрический ток можно лишь в том случае, если создана замкнутая цепь из проводников и в этой цепи есть источник тока, называемый иначе генератором.
У любого источника тока обязательно имеется два металлических вывода, называемых полюсами источника.
Положительные заряды под действием сторонних сил перемещаются внутри генератора и собираются вблизи одного из его полюсов, который называют положительным. Отрицательные заряды движутся к противоположному полюсу, который называют отрицательным. Между этими полюсами образуется электрическое поле ,как внутри источника тока, так и вне его.
Если полюсы источника тока соединить проводником, то свободные электрические заряды придут в упорядоченное движение, образуя в замкнутой цепи электрический ток.
Источники постоянного тока.
Для того чтобы в проводнике существовал электрический ток длительное время,необходимо поддерживать неизменными условия, при которых возникает электрический ток.
Силы, вызывающие перемещение электрических зарядов внутри источника постоянного тока против направления действия сил электростатического поля, называют сторонними силами. Сторонние силы в гальваническом элементе или аккумуляторе возникают в результате электрохимических процессов, происходящих на границе раздела электрод -электролит.
Электродвижущая сила источника тока(ЭДС) равна работе сторонних сил внутри источника питания по перемещению единичного положительного заряда.
Е = A/q
Электродвижущая сила выражается в тех же единицах, что и напряжение или разность потенциалов, т.е. в вольтах.
Закон ОМА для участка цепи.
Участком цепи называется часть, фрагмент цепи, для которого не обязательно известно откуда возникло напряжение на зажимах .
Немецкий физик ГЕОРГ ОМ (1787-1854) в 1826 году обнаружил, что отношение напряжения U между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока I в цепи есть величина постоянная: R= U/I
Рассмотрим простейшую полную электрическую цепь постоянного тока, она состоит из источника тока и нагрузки( резистора).
Электрическое сопротивление источника тока называется внутренним сопротивлением.
Электрическое сопротивление всей цепи без источника питания называется внешним сопротивлением цепи. Соответствующие напряжения называются внутренним и внешним напряжением в цепи.
Закон Ома для полной цепи.
I = E / ( R + r)
Сила тока в электрической цепи прямо пропорциональна электродвижущей силе источника тока и обратно пропорциональна сумме электрических сопротивлений внешнего и внутреннего участка цепи.
При замыкании источника питания самого на себя( накоротко) возникает короткое замыкание. При этом сила тока возрастает в несколько раз.
Iкз = E/r