ГРУППА 308.  ФИЗИКА. ТЕМА «СИЛА ТОКА. ЗАКОН ОМА ДЛЯ УЧАСТКА ЦЕПИ»

Сложно представить нашу жизнь без электрического тока. Каждый день, не задумываясь, мы используем различные электрические приборы, в основе работы которых лежат простые и сложные электрические цепи. Какому закону подчиняются основные параметры электрических цепей? Как рассчитать эти цепи, чтобы приборы работали исправно?

Вы уже знаете, электрическим током называют упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц.

Для возникновения и существования электрического тока в проводнике необходимо:

1.     наличие свободных заряженных частиц;

2.     сила, действующая на них в определённом направлении, то есть наличие электрического поля в проводнике.

Различают следующие действия электрического тока:

1.     тепловое ;

2.     химическое ;

3.     магнитное .

Постоянный ток — электрический ток, у которого сила тока и направление не изменяются со временем.

Сила тока I равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t:

За направление электрического тока условно выбрано направление движения положительно заряженных частиц, то есть в сторону, противоположную направлению движения электронов.

Для каждого проводника – твердого, жидкого и газообразного – существует определённая зависимость силы тока от приложенной разности потенциалов (напряжения) на концах проводника. Эту зависимость выражает, так называемая, вольт-амперная характеристика проводника.

Для широкого класса проводников (в т. ч. металлов ) при неизменной температуре справедлив закон Ома для участка цепи:

Сила тока на участке цепи прямо пропорциональна приложенному напряжению U и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка цепи:

Закон имеет простую форму, но доказать экспериментально его справедливость довольно трудно.

Закон Ома является основой всей электротехники постоянных токов. Из закона Ома вытекает, что замыкать обычную осветительную сеть проводником малого сопротивления опасно.

Основная электрическая характеристика проводника – сопротивление. От этой величины зависит сила тока в проводнике при заданном напряжении. Причиной электрического сопротивления является взаимодействие электронов при их движении по проводнику с ионами кристаллической решетки. Сопротивление проводника зависит от свойств материала проводника и его геометрических размеров.

Электрическое сопротивление металлов прямо пропорционально длине проводника и обратно пропорционально площади его поперечного сечения:

где величина ρ – удельное сопротивление проводника - величина, зависящая от рода вещества и его состояния (от температуры в первую очередь). Удельное сопротивление веществ  приводятся в справочных таблицах.

Омметр – прибор для измерения сопротивления.

От источника тока энергия может быть передана по проводам к устройствам, потребляющим энергию. Для этого составляют электрические цепи различной сложности.

ВЫПОЛНИТЕ ТЕСТ:

Тема. « Закон Ома для участка цепи. Сопротивление»

Вопрос 1

Сопротивление проводника

Варианты ответов

• обратно пропорционально площади его поперечного сечения.
• прямо пропорционально его длине.
• прямо пропорционально площади его поперечного сечения.
• обратно пропорционально его длине.
• зависит от материала.
• не зависит от материала.
• зависит от геометрической формы.

Вопрос 2

Характеристика не конкретного рассматриваемого проводника, а вещества, из которого он изготовлен.

Варианты ответов

• сопротивление
• удельное сопротивление
• длина
• объём

Вопрос 3

При подключении к источнику тока с напряжением 6 В никелинового проводника поперечным сечением 0,3 мм2 по нему прошёл ток силой 0,3 А. Какова длина проводника (в м)?

Вопрос 4

Катушка измерительного прибора сопротивлением 400 Ом намотана проводом длиной 80 м и поперечным сечением 0,10 мм2 . Из какого материала изготовлена проволока?

Вопрос 5

1 Ом - это сопротивление такого проводника, в котором

Варианты ответов

• при напряжении на концах 1 В сила тока равна 1 А.
• при силе тока на концах 1 А, напряжение равно 1 В.
• при работе тока 1 Дж сила тока равна 1 А.
• при напряжении на концах 1 В работа тока равна 1 Дж.

Вопрос 6

График зависимости силы тока от напряжения называется

Варианты ответов

• вольт-амперной характеристикой.
• характеристикой проводника.
• графиком силы тока
• графиком напряжения

Вопрос 7

Какое напряжение (в мВ) нужно подать на проводник сопротивлением R = 20 Ом, чтобы создать в нем ток силой I = 50 мкА?

Вопрос 8

Проводник длиной 100 м изготовлен из неизвестного металла. Площадь его поперечного сечения равна 3 мм². Когда в нём измерили силу тока она оказалось равной 10 А, а измерив напряжение на концах этого проводника, получили 1 кВ. Найдите удельное сопротивление материала (в мкОм*м с точностью до целого числа), из которого изготовлен проводник.