Здесь показаны различия между двумя версиями данной страницы.
Предыдущая версия справа и слева Предыдущая версия Следующая версия | Предыдущая версия Последняя версия Следующая версия справа и слева | ||
subjects:physics:постоянный_ток [2013/07/21 17:42] ¶ |
subjects:physics:постоянный_ток [2023/05/19 16:24] ¶ [Лекции] |
||
---|---|---|---|
Строка 1: | Строка 1: | ||
+ | <box|[[start]]> | ||
+ | * **[[Электричество]]** | ||
+ | * [[Электростатика]] | ||
+ | * [[Конденсаторы]] | ||
+ | * **Постоянный ток** | ||
+ | * [[Магнитное поле]] | ||
+ | * [[Электромагнитная индукция]] | ||
+ | * [[Электромагнитные колебания и волны]] | ||
+ | * [[Электричество в опытах]] | ||
+ | * **[[Оптика]]** | ||
+ | * [[Оптика геометрическая]] | ||
+ | * [[Оптика волновая]] | ||
+ | * [[Оптика в опытах]] | ||
+ | </box> | ||
====== Постоянный ток ====== | ====== Постоянный ток ====== | ||
+ | **Электропроводность** – это способность веществ проводить электрический ток. | ||
+ | По электропроводности все вещества делятся на проводники, диэлектрики и полупроводники. | ||
- | + | Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц. | |
- | Электропроводность – это способность веществ проводить электрический ток. | + | |
- | По электропроводности все вещества делятся на проводники, диэлектрики и полупроводники. | + | |
- | + | ||
- | Электрическим током называется упорядоченное (направленное) движе- | + | |
- | ние заряженных частиц. | + | |
Для существования электрического тока в замкнутой электрической цепи необходимо: | Для существования электрического тока в замкнутой электрической цепи необходимо: | ||
- | 1) наличие свободных заряженных частиц; | + | - наличие свободных заряженных частиц; |
- | + | - наличие внешнего электрического поля, силы которого, действуя на заряженные частицы, заставляют их двигаться упорядоченно; | |
- | 2) наличие внешнего электрического поля, силы которого, действуя на заряженные частицы, заставляют их двигаться упорядоченно; | + | - наличие источника тока, внутри которого сторонние силы перемещают свободные заряды против направления электростатических (кулоновских) сил. |
- | 3) наличие источника тока, внутри которого сторонние силы перемещают | + | **Источники электрического тока** – это устройство, способное поддерживать разность потенциалов и обеспечивать упорядоченное движение электрических зарядов во внешней цепи. |
- | свободные заряды против направления электростатических (кулоновских) сил. | + | |
- | Источники электрического тока – это устройство, способное поддерживать разность потенциалов и обеспечивать упорядоченное движение электрических зарядов во внешней цепи. | + | Источник электрического тока имеет два полюса (две клеммы), к которым присоединяются концы проводника (внешнего участка цепи). В источниках тока происходит превращение энергии/ |
- | Источник электрического тока имеет два полюса (две клеммы), к которым присоединяются концы проводника (внешнего участка цепи). В источниках тока происходит превращение энергии/ | + | **Сила тока I** – скалярная физическая величина, равная отношению заряда |
- | + | ||
- | Сила тока I – скалярная физическая величина, равная отношению заряда | + | |
Δq, прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени | Δq, прошедшего через поперечное сечение проводника за промежуток времени | ||
Δt, к этому промежутку: | Δt, к этому промежутку: | ||
Строка 42: | Строка 50: | ||
же некоторой критической (называемой температурой перехода в сверхпро-водящее состояние), удельное сопротивление проводника скачком падает до | же некоторой критической (называемой температурой перехода в сверхпро-водящее состояние), удельное сопротивление проводника скачком падает до | ||
нуля. | нуля. | ||
+ | |||
Всякий проводник, обладающий достаточно большим сопротивлением | Всякий проводник, обладающий достаточно большим сопротивлением | ||
будем называть резистором. | будем называть резистором. | ||
- | Реостат — это прибор, рабочее сопротивление которого можно изменять за счет длины включаемого в цепь проводника. | + | |
+ | **Реостат** — это прибор, рабочее сопротивление которого можно изменять за счет длины включаемого в цепь проводника. | ||
Сочетание источника тока, нагрузки и соединительных проводов называют электрической цепью. | Сочетание источника тока, нагрузки и соединительных проводов называют электрической цепью. | ||
Строка 62: | Строка 72: | ||
$$ R_{1}=R_{2}=...=R_{N} $$,то $$ R=N\cdot R_{1} $$ $$ U=N\cdot U_{1} $$ | $$ R_{1}=R_{2}=...=R_{N} $$,то $$ R=N\cdot R_{1} $$ $$ U=N\cdot U_{1} $$ | ||
- | Закономерности параллельного соединениярезисторов: | + | Закономерности параллельного соединения резисторов: |
$$ I=I_{1}=I_{2}=...=I_{N} ,U=U_{1}+U_{2}+...+U_{N} $$ | $$ I=I_{1}=I_{2}=...=I_{N} ,U=U_{1}+U_{2}+...+U_{N} $$ | ||
$$ \frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}+...+\frac{1}{R_{N}} $$ | $$ \frac{1}{R_{1}}+\frac{1}{R_{2}}+...+\frac{1}{R_{N}} $$ | ||
Строка 69: | Строка 79: | ||
$$ R_{1}=R_{2}=...=R_{N} $$ $$ R=\frac{R_{1}}{N} $$ $$ I=N\cdot I_{1} $$ | $$ R_{1}=R_{2}=...=R_{N} $$ $$ R=\frac{R_{1}}{N} $$ $$ I=N\cdot I_{1} $$ | ||
+ | Для измерения в проводнике R1 силы тока применяют амперметр, который включают последовательно с этим проводником . Поскольку включение амперметра в электрическую цепь не должно сильно изменять силу тока в ней, то сопротивление амперметра должно быть как можно меньше. | ||
+ | |||
+ | У идеальных амперметров сопротивление равно нулю. | ||
+ | |||
+ | Для измерения на проводнике R1 напряжения применяют вольтметр, который включают параллельно этому проводнику. Чтобы подключение вольтметра существенно не изменяло силу тока и распределение напряжений на участке цепи, его сопротивление должно быть как можно большим. | ||
+ | |||
+ | Работа и мощность электрического тока. | ||
+ | |||
+ | Работа тока на участке цепи равна произведению силы тока I, напряжения U на этом участке и времени Δt, в течении которого ток проходил по проводнику: | ||
+ | $$ A=U\cdot I\cdot \Delta t $$ | ||
+ | С учетом закона Ома для участка цепи | ||
+ | $$ I=\frac{U}{R} $$ | ||
+ | работа тока: | ||
+ | $$ A=I^{2\cdot }R\cdot \Delta t $$ | ||
+ | или | ||
+ | $$ A=\frac{U^{2}}{R}\cdot \Delta t $$ | ||
+ | где R -сопротивление участка (Ом) | ||
+ | |||
+ | Прохождение тока через проводник, обладающий сопротивлением, всегда | ||
+ | сопровождается выделением теплоты. Если на участке цепи не совершается | ||
+ | механическая работа и ток не производит химического или иного действия, то A = Q, где Q — количество теплоты, выделяемое проводником с током (Дж) | ||
+ | |||
+ | **Закон Джоуля-Ленца.** Количество теплоты, выделяемое проводником с | ||
+ | током, равно произведению квадрата силы тока I, сопротивления R и времени | ||
+ | Δt прохождения тока по проводнику | ||
+ | $$ Q=I^{2}\cdot R\cdot \Delta t $$ | ||
+ | Мощность тока в нагрузке равна работе, которая совершается током за | ||
+ | единицу времени: | ||
+ | где Δt — время прохождения тока. | ||
+ | Обозначается буквой P, измеряется в ваттах (Вт). | ||
+ | $$ P=\frac{A}{\Delta t} $$ | ||
+ | Мощность тока можно также найти, если | ||
+ | известны любые две величины из трех: I , U , R : | ||
+ | $$ P=U\cdot I $$ | ||
+ | $$ P=I^{2\cdot }R $$ | ||
+ | или | ||
+ | $$ P=\frac{U^{2}}{R} $$ | ||
+ | |||
+ | В источнике тока следует непрерывно разделять электрические заряды | ||
+ | противоположных знаков, которые под действием сил Кулона стремятся соединиться. Для этой цели необходимы силы иной природы | ||
+ | Сторонние силы – это силы не электростатической природы (отличные от | ||
+ | кулоновских), действующие на свободные заряды. | ||
+ | |||
+ | **Электродвижущая сила (ЭДС)** – скалярная физическая величина, числен- | ||
+ | но равна работе сторонних сил Аст по перемещению единичного положительного (пробного) заряда по замкнутой цепи | ||
+ | $$ \varepsilon =\frac{A_{ст}}{q} $$ | ||
+ | где q - величина перемущаемого заряда | ||
+ | $ \left [ \varepsilon \right ] $ - измеряется в вольтах. | ||
+ | |||
+ | **Закон Ома для полной цепи.** | ||
+ | |||
+ | Сила тока I в полной цепи прямо пропорциональна ЭДС источника тока и обратно пропорциональна полному сопротивлению цепи | ||
+ | $$ I=\frac{\varepsilon }{R_{0}}=\frac{\varepsilon }{R+r} $$ | ||
+ | , где R — внешнее сопротивление цепи; r — солению цепи | ||
+ | противление источника. | ||
+ | |||
+ | Мощность, выделяемая на внешнем участке цепи, называется полезной мощностью. Она равна | ||
+ | $$ P=I^{2\cdot }R $$ | ||
+ | |||
+ | Мощность, выделяемая на внутреннем сопротивлении источника, называется теряемой мощностью. Она равна | ||
+ | $$ P=I^{2\cdot }r $$ | ||
+ | |||
+ | Полная мощность источника тока равна | ||
+ | $$ P=P_{пол}+P_{тер} $$ | ||
+ | или | ||
+ | $$ P=I\cdot \varepsilon $$ | ||
+ | Коэффициент полезного действия (КПД) источника тока определяется | ||
+ | как отношение полезной мощности к полной: | ||
+ | $$ \eta =\frac{P_{пол}}{P\cdot }100% $$ | ||
+ | $$ \eta =\frac{R}{R+r}\cdot 100% $$ | ||
+ | где R — внешнее сопротивление цепи; r — сопротивление источника тока. | ||
+ | |||
+ | ===== Видео-лекции, задачи и опыты ===== | ||
+ | ==== Лекции ==== | ||
+ | ++++История ламповой электротехники США|{{youtube>JstcTHp-IKM}}++++ | ||
+ | |||
+ | === Правила Кирхгофа === | ||
+ | ++++★ Лекция: Правила Кирхгофа ★| | ||
+ | * [[http://www.youtube.com/watch?v=LzqkLKOyid8]] | ||
+ | {{youtube>LzqkLKOyid8?medium}} | ||
+ | ++++ | ||
+ | |||
+ | |||
+ | ==== Видео-задачи ==== | ||
+ | ++++Постоянный ток. Задача 1|{{ youtube>AqcIjyvUFiU?medium ||Постоянный ток. Задача 1}}++++ | ||
+ | === Задачи на правила Киргофа === | ||
+ | ++++★Задача на законы Кирхгофа★|{{youtube>CubSiHHUU0Y?5}}++++ | ||
+ | ++++☆Законы Кирхгофа: Теория и задача☆|{{youtube>ZI6cMCY2ETY?start=6&end=625}}++++ | ||
+ | |||
+ | ==== Задачи ==== | ||
+ | ++++Постоянный ток. Задача 1.1|<box 570px> | ||
+ | {{ :subjects:physics:var_03-a14_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Постоянный ток. Задача 1.1}} | ||
+ | </box|Постоянный ток. Задача 1.1>++++ | ||
+ | ++++Постоянный ток. Задача 2|<box 570px> | ||
+ | {{ :subjects:physics:var_04-a14_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Постоянный ток. Задача 2}} | ||
+ | </box|Постоянный ток. Задача 2>++++ | ||
+ | ++++Постоянный ток. Задача 3|<box 570px> | ||
+ | {{ :subjects:physics:var_05-a19_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Постоянный ток. Задача 3}} | ||
+ | </box|Постоянный ток. Задача 3>++++ | ||
+ | ++++Постоянный ток. Задача 4|<box 570px> | ||
+ | {{ :subjects:physics:var_06-a14_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Постоянный ток. Задача 4}} | ||
+ | </box|Постоянный ток. Задача 4>++++ | ||
+ | ++++Постоянный ток. Задача 5|<box 570px> | ||
+ | {{ :subjects:physics:var_1_ch1_zadacha_18_reshenie_.png?direct&550 |Постоянный ток. Задача 5}} | ||
+ | </box|Постоянный ток. Задача 5>++++ | ||
+ | ++++Постоянный ток. Задача 6|<box 570px> | ||
+ | {{ :subjects:physics:var_1_ch3_zadacha_24_reshenie_.png?direct&550 |Постоянный ток. Задача 6}} | ||
+ | </box|Постоянный ток. Задача 6>++++ | ||
+ | ++++Постоянный ток. Задача 7|<box 570px> | ||
+ | {{ :subjects:physics:var_2_ch3_zadacha_24_reshenie_.png?direct&550 |Постоянный ток. Задача 7}} | ||
+ | </box|Постоянный ток. Задача 7>++++ | ||
+ | |||
+ | ==== Опыты ==== | ||
+ | ++++Падение потенциала вдоль проводника|{{youtube>tC8a5onYSfs?4}}++++ | ||
+ | ++++☆ Зависимость сопротивления металлов от температуры ☆|{{youtube>NL1vjrwQNX8?4}}++++ | ||
+ | ++++☆ Зависимость сопротивления полупроводника от температуры ☆|{{youtube>lvZpe9CC7c8?4}}++++ | ||
+ | ++++☆Цепочка из различных металлов; Закон Джоуля-Ленца; почему перегорают лампочки, а не провода☆|{{youtube>N638UEoSRY0?4}}++++ | ||
+ | ++++Тепловой амперметр|{{youtube>Ke2us2KVjHs?4}}++++ | ||
+ | |||
+ | ====== Рекомендуем ====== | ||
+ | * :!: [[https://habr.com/ru/post/597469/|Зачем серебрить провода?]] :!: | ||
|[[http://zadaniya.eduvdom.com/физика/постоянный_ток|{{media:zadaniya.png?200|Пройти тест по физике: постоянный ток}}]]|[[http://test.eduvdom.com/e/#tests_list_show@step1=6|{{media:obuchenie.png?200|Пройти обучение по физике: постоянный ток}}]]| | |[[http://zadaniya.eduvdom.com/физика/постоянный_ток|{{media:zadaniya.png?200|Пройти тест по физике: постоянный ток}}]]|[[http://test.eduvdom.com/e/#tests_list_show@step1=6|{{media:obuchenie.png?200|Пройти обучение по физике: постоянный ток}}]]| | ||
---- | ---- | ||
- | |[[start|← ]][[start]]^[[subjects:physics:]]|[[start]][[start| →]]| | + | |[[Конденсаторы|← ]][[Конденсаторы]]^[[subjects:physics:]]|[[Магнитное поле]][[Магнитное поле| →]]| |