- •Тема№9. Законы постоянного тока.
- •Закон Ома для участка цепи.
- •Электродвижущая сила.
- •Закон Ома для полной цепи.
- •Последовательное и параллельное соединение проводников.
- •Шунтирование амперметра.
- •Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля – Ленца.
- •Электрический ток в различных средах.
- •Обучающие задания.
- •Ответы к обучающим заданиям.
- •Тренировочные задания.
- •Ответы к тренировочным заданиям.
- •Контрольные задания.
- •Ответы к контролирующим заданиям.
Последовательное и параллельное соединение проводников.
Вид соединения |
Последовательное |
Параллельное |
Схема соединения |
|
|
Законы: |
1. I=I1=I2= …= In - сила тока одинакова во всех проводниках 2. U=U1+U2 +…+Un - падение напряжения в цепи равно сумме падения напряжений на отдельных участках 3. Общее сопротивление цепи равно сумме сопротивлений на отдельных участках цепи. = + +…+ R = R1+ R2 + ... + Rn Падение напряжения на проводниках прямо пропорционально их сопротивлениям: Если R1= R2 = ... = Rn, то R = nR1 |
1. U=U1=U2 …=Un - напряжение на всех участках цепи одинаково 2. I=I1+I2+…+In - сила тока в разветвленной части цепи равна сумме сил токов, текущих в разветвленных участках цепи 3. Общее сопротивление цепи равно = + +…+ Сила тока в участках разветвления цепи обратно пропорциональна их сопротивлениям Если R1= R2 = ... = Rn, то R = |
Шунтирование амперметра.
Важным примером применения последовательного и параллельного соединения проводов являются различные схемы включения электроизмерительных приборов. Допустим, что имеется некоторый амперметр, рассчитанный на максимальный ток Imax, а требуется измерить большую силу тока. В этом случае параллельно к амперметру присоединяют малое сопротивление r, по которому направится большая часть тока. Его называют обычно шунтом. Сопротивление амперметра – R, и пусть R/r=n. Сила тока в цепи, амперметре и в шунте равны соответственно I, Iа и Iш. Тогда, = = n или Iш = Iаn Полный ток I в цепи равен I = Iа + Iш = Iа + Iаn = Iа(n+1) или Iа = I r =
П араллельное присоединение шунта к измерительному прибору с целью изменения его чувствительности называют шунтированием.
Схема шунтирования амперметра добавочным малым сопротивлением r.
Работа и мощность постоянного тока. Закон Джоуля – Ленца.
Работа электрического поля по перемещению заряда ∆ q из одной точки в другую равна произведению напряжения U между этими точками на величину заряда q: A=qU
Учитывая, что q = It получаем: A= IUt = I2Rt = t
При прохождении тока через проводник происходит его нагревание, значит электрическая энергия переходит в тепловую.
Закон Джоуля – Ленца гласит: количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивлению проводника и времени.
Q = I2 R t – закон Джоуля – Ленца.
Закон открыт экспериментально независимо друг от друга Дж.Джоулем и Э.Х.Ленцем.
Q = А – по закону сохранения энергии.
Мощность электрического тока равна работе, которая совершается током за единицу времени. P = = IU = I2R = = = Вт = А·В (Ватт)
Единицы работы и энергии: 1 Вт · с = 1 Дж
1 Вт · ч = 3600 Дж = 3,6 · 103 Дж
1 кВт · ч = 3600 000 Дж = 3,6 · 10 6 Дж