Εργασία και ισχύς στο κύκλωμα συνεχές ρεύμα. Ηλεκτροκινητική δύναμη. Ο νόμος του Ohm για πλήρης αλυσίδα

τρέχουσα εργασία: A = Ult,ή A = I 2 R t = U 2 /R t.

Η εξουσία, εξ ορισμού, Ν = Στο,επομένως, N=UI = I 2 R = U 2 /R.

Ο νόμος Joule-Lenz διαβάζεται έτσι. Όταν το ρεύμα διέρχεται από έναν αγωγό, η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται στον αγωγό είναι ευθέως ανάλογη με το τετράγωνο της δύναμης, του ρεύματος, της αντίστασης του αγωγού και του χρόνου διέλευσης του ρεύματος.

Q = I 2 Rt.

Η πηγή ρεύματος χαρακτηρίζεται από ένα ενεργειακό χαρακτηριστικό που ονομάζεται EMF - ηλεκτροκινητική δύναμη της πηγής. Το EMF είναι χαρακτηριστικό μιας μη ηλεκτρικής πηγής ενέργειας ηλεκτρικό κύκλωμα, απαραίτητο για τη διατήρηση ηλεκτρικού ρεύματος σε αυτό.Το EMF μετριέται από την αναλογία της εργασίας που γίνεται από εξωτερικές δυνάμεις για να κινηθούν κατά μήκος κλειστό κύκλωμα θετικό φορτίοσε αυτό το φορτίο EMF = A st /q

Το EMF είναι ίσο με το άθροισμα των πτώσεων τάσης στο εσωτερικό και το εξωτερικό τμήμα του κλειστού κυκλώματος. Αυτή η έκφραση συνήθως γράφεται ως εξής: I = EMF /(R + r)., Ο νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα έχει ως εξής. Η ισχύς του ρεύματος σε ένα πλήρες κύκλωμα είναι ευθέως ανάλογη με το emf της πηγής ρεύματος και αντιστρόφως ανάλογη πλήρη αντίστασηαλυσίδες.Όταν είναι ανοιχτό Κυκλώματα EMFίση με την τάση στους ακροδέκτες της πηγής και, επομένως, μπορεί να μετρηθεί με ένα βολτόμετρο.

Αριθμός εισιτηρίου 15

Μαγνητικό πεδίο, συνθήκες ύπαρξής του. Δράση μαγνητικό πεδίοσχετικά με το ηλεκτρικό φορτίο και πειράματα που επιβεβαιώνουν αυτή τη δράση. Μαγνητική επαγωγή

Το 1820, ο Δανός φυσικός Oersted ανακάλυψε ότι μια μαγνητική βελόνα γυρίζει όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα περνά μέσα από έναν αγωγό που βρίσκεται κοντά της (Εικ. 19). Το Ampere διαπίστωσε ότι δύο αγωγοί που βρίσκονται παράλληλα ο ένας στον άλλο παρουσιάζουν αμοιβαία έλξη εάν το ρεύμα ρέει μέσα από αυτούς προς μία κατεύθυνση και απώθηση εάν τα ρεύματα ρέουν προς την ίδια κατεύθυνση. διαφορετικές πλευρές(Εικ. 20). Ampere ονόμασε το φαινόμενο της αλληλεπίδρασης των ρευμάτων ηλεκτροδυναμική αλληλεπίδραση.

Μαγνητικό πεδίο- ένας ειδικός τύπος ύλης που προκύπτει στο διάστημα γύρω από οποιοδήποτε εναλλασσόμενο ηλεκτρικό πεδίο.

Ένα μαγνητικό πεδίο δημιουργείται πάντα από ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό πεδίο και, αντιστρόφως, ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρικό πεδίο δημιουργεί πάντα ένα εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο.

Μαγνητικό πεδίο δεν υπάρχει χωρίς ηλεκτρικό, αφού δεν υπάρχουν φορείς μαγνητικού πεδίου.

Ένα μαγνητικό πεδίο είναι ένα πεδίο δύναμης. Το χαρακτηριστικό ισχύος ενός μαγνητικού πεδίου ονομάζεται μαγνητική επαγωγή (ΣΕ).Μαγνητική επαγωγή- αυτό είναι διάνυσμα φυσική ποσότητα, ίση με τη μέγιστη δύναμη που ασκείται από το μαγνητικό πεδίο σε ένα στοιχείο ρεύματος μονάδας. B = F/II.Ένα στοιχείο ρεύματος μονάδας είναι ένας αγωγός μήκους 1 m και η ισχύς του ρεύματος σε αυτό είναι 1 A. Η μονάδα μέτρησης της μαγνητικής επαγωγής είναι ο tesla. 1 T = 1 N/A m.

Για γραφική εικόναεισάγονται μαγνητικά πεδία ηλεκτρικά καλώδια,ή γραμμές επαγωγής, -Αυτές είναι γραμμές σε κάθε σημείο των οποίων το διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής κατευθύνεται εφαπτομενικά. Η κατεύθυνση των γραμμών πεδίου βρίσκεται σύμφωνα με τον κανόνα gimlet. Εάν το στόμιο βιδωθεί προς την κατεύθυνση του ρεύματος, τότε η φορά περιστροφής της λαβής θα συμπίπτει με την κατεύθυνση των γραμμών ισχύος.

Όπως καθιέρωσε το Ampere, μια δύναμη δρα σε έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα τοποθετημένο σε ένα μαγνητικό πεδίο. Η δύναμη που ασκείται από το μαγνητικό πεδίο σε έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα είναι ευθέως ανάλογη με την ισχύ του ρεύματος. το μήκος του αγωγού στο μαγνητικό πεδίο και η κάθετη συνιστώσα του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής.Αυτή είναι η διατύπωση του νόμου του Ampere, ο οποίος γράφεται ως εξής: F a = Φ/Βαμαρτία α.

Η κατεύθυνση της δύναμης του Ampere καθορίζεται από τον κανόνα του αριστερού χεριού. Αν αριστερόχειραςτοποθετημένο έτσι ώστε τα τέσσερα δάχτυλα να δείχνουν την κατεύθυνση του ρεύματος, η κάθετη συνιστώσα του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής εισέρχεται στην παλάμη και μετά λυγίζει 90° αντίχειραςθα δείξει την κατεύθυνση της δύναμης Ampere B = ΣΕαμαρτία α.

Αριθμός εισιτηρίου 16

Ημιαγωγοί. Εγγενής αγωγιμότητα και αγωγιμότητα προσμίξεων ημιαγωγών. Συσκευές ημιαγωγών

Οι ημιαγωγοί είναι ουσίες των οποίων η ειδική αντίσταση μειώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, την παρουσία ακαθαρσιών και τις αλλαγές στον φωτισμό. Σε αυτές τις ιδιότητες διαφέρουν εντυπωσιακά από τα μέταλλα. Συνήθως, οι ημιαγωγοί περιλαμβάνουν κρυστάλλους στους οποίους απαιτείται ενέργεια όχι μεγαλύτερη από 1,5 - 2 eV για την απελευθέρωση ενός ηλεκτρονίου. Τυπικοί ημιαγωγοί είναι κρύσταλλοι γερμανίου και πυριτίου, στους οποίους τα άτομα ενώνονται με ομοιοπολικό δεσμό Όταν οι ημιαγωγοί θερμαίνονται, τα άτομα τους ιονίζονται. Τα απελευθερωμένα ηλεκτρόνια δεν μπορούν να συλληφθούν από γειτονικά άτομα, αφού όλοι οι δεσμοί σθένους τους είναι κορεσμένοι. Ελεύθερα ηλεκτρόνια υπό την επίδραση εξωτερικών ηλεκτρικό πεδίομπορεί να κινηθεί μέσα στον κρύσταλλο, δημιουργώντας ένα ρεύμα αγωγιμότητας.

Εξωτερικά, αυτή η διαδικασία χαοτικής κίνησης γίνεται αντιληπτή ως η κίνηση ενός θετικού φορτίου, που ονομάζεται «τρύπα». Όταν ένας κρύσταλλος τοποθετείται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, εμφανίζεται μια διατεταγμένη κίνηση «οπών» - ένα ρεύμα αγωγιμότητας οπής.

Σε έναν ιδανικό κρύσταλλο, το ρεύμα δημιουργείται από ίσο αριθμό ηλεκτρονίων και «οπών». Αυτός ο τύπος αγωγιμότητας ονομάζεται τα δικάαγωγιμότητα των ημιαγωγών. Καθώς η θερμοκρασία (ή ο φωτισμός) αυξάνεται, η εγγενής αγωγιμότητα των αγωγών αυξάνεται.

Η αγωγιμότητα των ημιαγωγών επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από ακαθαρσίες. Οι προσμίξεις είναι δότης και δέκτης. Ακαθαρσία δότη -είναι μια ακαθαρσία με υψηλότερο σθένος. Όταν προστίθεται μια ακαθαρσία δότη, σχηματίζονται επιπλέον ηλεκτρόνια στον ημιαγωγό. Η αγωγιμότητα θα γίνει ηλεκτρονικός,και ο ημιαγωγός ονομάζεται ημιαγωγός τύπου n. Για παράδειγμα, για πυρίτιο με σθένος n = 4 ακαθαρσία δότη είναι αρσενικό με σθένος n = 5.Κάθε άτομο ακαθαρσίας αρσενικού θα έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό ενός ηλεκτρονίου αγωγιμότητας.

Ακαθαρσία αποδέκτηείναι μια ακαθαρσία με χαμηλότερο σθένος. Όταν προστεθεί μια τέτοια ακαθαρσία, σχηματίζεται ένας επιπλέον αριθμός "οπών" στον ημιαγωγό. Η αγωγιμότητα θα είναι "οπή" και ο ημιαγωγός ονομάζεται ημιαγωγός τύπου p. Για παράδειγμα, για το πυρίτιο η ακαθαρσία του δέκτη είναι ίνδιο με σθένος n = 3. Κάθε άτομο ινδίου θα οδηγήσει στο σχηματισμό μιας επιπλέον «οπής».

Η αρχή λειτουργίας των περισσότερων συσκευών ημιαγωγών βασίζεται στις ιδιότητες r-pμετάβαση.

Από τον τύπο για τον προσδιορισμό της τάσης (), είναι εύκολο να ληφθεί μια έκφραση για τον υπολογισμό του έργου της μεταφοράς ηλεκτρικού φορτίου. δεδομένου ότι η ισχύς του ρεύματος σχετίζεται με τη φόρτιση κατά την αναλογία , τότε το έργο που γίνεται από το ρεύμα είναι: , ή .

Η ισχύς εξ ορισμού είναι επομένως .

Ο Ρώσος επιστήμονας H. Lenz και ο Άγγλος επιστήμονας D. Joule πειραματικά στα μέσα του 19ου αιώνα. θέσπισε ανεξάρτητα έναν νόμο που ονομάζεται Νόμος Joule-Lenzκαι διαβάζεται ως εξής: όταν το ρεύμα διέρχεται από έναν αγωγό, η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται στον αγωγό είναι ευθέως ανάλογη με το τετράγωνο της ισχύος ρεύματος, την αντίσταση του αγωγού και το χρόνο που περνά το ρεύμα:

Ένα πλήρες κλειστό κύκλωμα είναι ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που περιλαμβάνει εξωτερικές αντιστάσεις και μια πηγή ρεύματος (Εικ. 17). Ως ένα από τα τμήματα του κυκλώματος, η πηγή ρεύματος έχει μια αντίσταση, η οποία ονομάζεται εσωτερική.

Προκειμένου το ρεύμα να ρέει μέσω ενός κλειστού κυκλώματος, είναι απαραίτητο να μεταδοθεί πρόσθετη ενέργεια στα φορτία στην πηγή ρεύματος που εμφανίζεται λόγω της κίνησης των φορτίων, η οποία παράγεται από δυνάμεις μη ηλεκτρικής προέλευσης. εξωτερικές δυνάμεις) έναντι των δυνάμεων του ηλεκτρικού πεδίου. Η τρέχουσα πηγή χαρακτηρίζεται ενεργειακά χαρακτηριστικά, η οποία ονομάζεται EMF - ηλεκτροκινητική δύναμη της πηγής. Το EMF μετριέται ο λόγος της εργασίας που γίνεται από εξωτερικές δυνάμεις για να μετακινηθεί ένα θετικό φορτίο κατά μήκος ενός κλειστού κυκλώματος προς το μέγεθος αυτού του φορτίου.

Αφήστε ένα ηλεκτρικό φορτίο να περάσει από τη διατομή του αγωγού με την πάροδο του χρόνου. Τότε το έργο των εξωτερικών δυνάμεων κατά τη μετακίνηση ενός φορτίου μπορεί να γραφεί ως εξής: . Σύμφωνα με τον ορισμό της ισχύος ρεύματος, επομένως . Όταν εκτελείται αυτή η εργασία, μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας απελευθερώνεται στα εσωτερικά και εξωτερικά τμήματα του κυκλώματος, η αντίσταση της οποίας είναι και . Σύμφωνα με το νόμο Joule-Lenz, ισούται με: . Σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, . Ως εκ τούτου, . Το γινόμενο του ρεύματος και της αντίστασης ενός τμήματος ενός κυκλώματος ονομάζεται συχνά πτώση τάσης σε αυτό το τμήμα. Έτσι, το EMF είναι ίσο με το άθροισμα των πτώσεων τάσης στα εσωτερικά και εξωτερικά τμήματα του κλειστού κυκλώματος. Συνήθως αυτή η έκφραση γράφεται ως εξής: . Αυτή η εξάρτηση ελήφθη πειραματικά από τον Georg Ohm, ονομάζεται Ο νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμακαι διαβάζεται ως εξής: η ισχύς του ρεύματος σε ένα πλήρες κύκλωμα είναι ευθέως ανάλογη με το emf της πηγής ρεύματος και αντιστρόφως ανάλογη με τη συνολική αντίσταση του κυκλώματος. Όταν το κύκλωμα είναι ανοιχτό, το emf είναι ίσο με την τάση στους ακροδέκτες της πηγής και, επομένως, μπορεί να μετρηθεί με ένα βολτόμετρο.

Σχέδιο απόκρισης

1. Τρέχουσα εργασία. 2. Νόμος Joule-Lenz 3. Ηλεκτροκινητική δύναμη. 4. Νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα.

Σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, από τον τύπο για τον προσδιορισμό της τάσης (U = A/q) είναι εύκολο να ληφθεί μια έκφραση για τον υπολογισμό του έργου μεταφοράς ηλεκτρικού φορτίου A = Uq, αφού για φορτίο ρεύματος q = It, τότε το έργο του το ρεύμα: A = Ult, ή A = I 2 R t = U 2 /R t.

Ισχύς, εξ ορισμού, N = A/t, επομένως, N = UI = I 2 R = U 2 /R.

Ο Ρώσος επιστήμονας H. Lenz και ο Άγγλος επιστήμονας Joule πειραματικά στα μέσα του περασμένου αιώνα καθιέρωσαν ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο έναν νόμο που ονομάζεται νόμος Joule-Lenz και διαβάζεται έτσι. Όταν το ρεύμα διέρχεται από έναν αγωγό, η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται στον αγωγό είναι ευθέως ανάλογη με το τετράγωνο της δύναμης, του ρεύματος, της αντίστασης του αγωγού και του χρόνου διέλευσης του ρεύματος.

Ένα πλήρες κλειστό κύκλωμα είναι ένα ηλεκτρικό κύκλωμα που περιλαμβάνει εξωτερικές αντιστάσεις και μια πηγή ρεύματος (Εικ. 18). Ως ένα από τα τμήματα του κυκλώματος, η πηγή ρεύματος έχει μια αντίσταση, η οποία ονομάζεται εσωτερική, r.

Προκειμένου το ρεύμα να ρέει μέσω ενός κλειστού κυκλώματος, είναι απαραίτητο να μεταδοθεί πρόσθετη ενέργεια στα φορτία της πηγής ρεύματος, η ενέργεια αυτή λαμβάνεται από το έργο της μετακίνησης των φορτίων, το οποίο παράγεται από δυνάμεις μη ηλεκτρικής προέλευσης (εξωτερικές δυνάμεις) ενάντια στις δυνάμεις του ηλεκτρικού πεδίου. Η πηγή ρεύματος χαρακτηρίζεται από ένα ενεργειακό χαρακτηριστικό που ονομάζεται EMF - ηλεκτροκινητική δύναμη της πηγής. Το EMF είναι ένα χαρακτηριστικό μιας πηγής ενέργειας μη ηλεκτρικής φύσης σε ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, απαραίτητο για τη διατήρηση ηλεκτρικού ρεύματος σε αυτό. Το EMF μετριέται από την αναλογία της εργασίας που γίνεται από εξωτερικές δυνάμεις για να μετακινηθεί ένα θετικό φορτίο κατά μήκος ενός κλειστού κυκλώματος σε αυτό το φορτίο ξ= A st /q

Αφήστε ένα ηλεκτρικό φορτίο q να περάσει από τη διατομή του αγωγού κατά το χρόνο t. Τότε το έργο των εξωτερικών δυνάμεων κατά την κίνηση ενός φορτίου μπορεί να γραφεί ως εξής: A st = ξ q. Σύμφωνα με τον ορισμό της ισχύος ρεύματος, q = It, επομένως A st = ξ I t. Όταν εκτελείται αυτή η εργασία, μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας απελευθερώνεται στα εσωτερικά και εξωτερικά τμήματα του κυκλώματος, οι αντιστάσεις των οποίων είναι R και r. Στο δίκαιο Joule-Lenzισούται με: Q =I 2 Rt + I 2 rt. Σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, A = Q. Επομένως, ξ = IR + Ir. Το γινόμενο του ρεύματος και της αντίστασης ενός τμήματος ενός κυκλώματος ονομάζεται συχνά πτώση τάσης σε αυτό το τμήμα. Έτσι, το EMF είναι ίσο με το άθροισμα των πτώσεων τάσης στα εσωτερικά και εξωτερικά τμήματα του κλειστού κυκλώματος. Αυτή η έκφραση συνήθως γράφεται ως εξής: I = ξ/(R + r). Αυτή η εξάρτηση αποκτήθηκε πειραματικά από τον G. Ohm, ονομάζεται νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα και διαβάζεται έτσι. Η ισχύς του ρεύματος σε ένα πλήρες κύκλωμα είναι ευθέως ανάλογη με το emf της πηγής ρεύματος και αντιστρόφως ανάλογη με τη συνολική αντίσταση του κυκλώματος. Όταν το κύκλωμα είναι ανοιχτό, το emf είναι ίσο με την τάση στους ακροδέκτες της πηγής και, επομένως, μπορεί να μετρηθεί με ένα βολτόμετρο.

Μπορείτε επίσης να βρείτε τις πληροφορίες που σας ενδιαφέρουν στην επιστημονική μηχανή αναζήτησης Otvety.Online. Χρησιμοποιήστε τη φόρμα αναζήτησης:

Περισσότερα για το θέμα: Εργασία και ισχύς σε κύκλωμα DC. Ηλεκτροκινητική δύναμη. Ο νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα:

1. Εργασία και ισχύς σε κύκλωμα DC. Ηλεκτροκινητική δύναμη. Ο νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα
2. 1) Η φυσική ποσότητα που καθορίζεται από το έργο που επιτελούν οι εξωτερικές δυνάμεις κατά τη μετακίνηση ενός θετικού φορτίου μονάδας ονομάζεται ηλεκτροκινητική δύναμη (EMF) που ενεργεί στο κύκλωμα ε = A/Qo.

Λειτουργία και ισχύς ηλεκτρικού κυκλώματος.

Δουλειάείναι ένα μέτρο της μετατροπής ενός τύπου ενέργειας σε άλλο.

Ένα watt-second είναι το έργο που εκτελείται από ένα ηλεκτρικό ρεύμα μεγέθους 1Αυπό ένταση 1Βστη διάρκεια 1s.

1 Watt ∙ ώρα [W ∙ h] = 3600 W ∙ h = 3600 J

1 kW ∙ h = 1000 W ∙ h = 3600 000 J

Το έργο που κάνει το ηλεκτρικό ρεύμα σε ένα δευτερόλεπτο ονομάζεται ισχύς ηλεκτρικού ρεύματος, χαρακτηρίζει την ένταση της εργασίας που εκτελείται από το ρεύμα. Η μονάδα ισχύος είναι Watt [W].

; από το νόμο του Ohm ,

Βάτ– η δύναμη που αναπτύσσεται στο

1 kW = 1000 W 1 MW = 1000.000 W

Γεμάτοςονομάζεται η ισχύς που αναπτύσσεται από την πηγή ρεύματος , ΕΝΑ χρήσιμος– ισχύς που καταναλώνεται στο εξωτερικό κύκλωμα από τον καταναλωτή .

Αναλογία ωφέλιμης ισχύος προς πλήρης δύναμη, που αναπτύχθηκε από μια τρέχουσα πηγή, ονομάζεται συντελεστής χρήσιμη δράση(αποδοτικότητα), που συμβολίζεται με "αυτό".

;

Θερμική επίδραση ρεύματος.Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από έναν αγωγό, ο αγωγός θερμαίνεται ως αποτέλεσμα της σύγκρουσης των ηλεκτρονίων με τα άτομα του.

Νόμος Joule-Lenz.Η ποσότητα της θερμότητας που παράγεται είναι ευθέως ανάλογη με το τετράγωνο του ρεύματος, την αντίσταση του αγωγού και το χρόνο που χρειάζεται το ρεύμα για να περάσει από τον αγωγό.

Αυτή η σχέση ιδρύθηκε το 1841 από τον Άγγλο φυσικό Joule και λίγο αργότερα (το 1844) από τον Ρώσο ακαδημαϊκό Lenz.

Χρησιμοποιείται η θερμική επίδραση του ρεύματος: λαμπτήρες πυρακτώσεως, συσκευές θέρμανσης, ηλεκτρική συγκόλληση, θερμικά ρελέ (διμεταλλικές πλάκες).

Κάθε αγωγός, ανάλογα με τις συνθήκες στις οποίες βρίσκεται, μπορεί να περάσει από τον εαυτό του, χωρίς υπερθέρμανση, ρεύμα που δεν υπερβαίνει μια ορισμένη επιτρεπόμενη τιμή. Αυτή η ποσότητα χαρακτηρίζεται επιτρεπόμενη πυκνότητα ρεύματος , δηλαδή το μέγεθος του ρεύματος Εγώπου αναλογεί στους 1 mmεπιφάνεια εγκάρσιας διατομής μικρόαγωγός.

- επιτρεπόμενη πυκνότητα ρεύματος Εγώ επί επιφάνεια εγκάρσιας διατομής.

- περιέλιξη ηλεκτρικών μηχανών

- ένα νήμα λάμπα

Σε περίπτωση χαλαρής ηλεκτρικής επαφής και κακή σύνδεσηαγωγοί Rμαζί οι συνδέσεις τους (τα λεγόμενα αντίσταση επαφής ηλεκτρική επαφή) αυξάνεται πολύ και εμφανίζεται αυξημένη απελευθέρωση θερμότητας εδώ. Ως αποτέλεσμα, αυτό μπορεί να οδηγήσει σε εξάντληση επαφής και θραύση ηλεκτρικού κυκλώματος.

Ερωτήσεις για αυτοέλεγχο:

1. Πώς γίνεται σειριακή σύνδεσηαγωγοί; Ποιοι νόμοι ισχύουν σε αυτήν την αλυσίδα;

2. Πώς πραγματοποιείται παράλληλη σύνδεσηαγωγοί; Ποιοι νόμοι ισχύουν σε αυτήν την αλυσίδα;

3. Πώς πραγματοποιείται μικτή ένωσηΚαταναλωτές?

4. Πώς να προσδιορίσετε το έργο και την ισχύ του ηλεκτρικού ρεύματος; Σε ποιες μονάδες μετράται η ισχύς και η εργασία;

5. Τι είναι η αποτελεσματικότητα;

6. Διατυπώστε τον νόμο Joule-Lenz.

7. Τι είναι η πυκνότητα ρεύματος και η αντίσταση επαφής;

8. Τι είναι το ηλεκτρικό πεδίο; Από τι χαρακτηρίζεται το ηλεκτρικό πεδίο;

9.Τι ονομάζεται ηλεκτρικό δυναμικό; Πιθανή διαφορά? Σε ποιες μονάδες μετριέται;

10. Τι είναι το EMF και σε ποιες μονάδες μετριέται;

11. Τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα και σε ποιες μονάδες μετριέται;

12. Τι λέγεται ηλεκτρική αντίσταση? Από τι εξαρτάται η αντίσταση των αγωγών;

13. Πώς είναι δομημένο ένα άτομο μιας ουσίας;

14.Τι ονομάζονται αγωγοί και διηλεκτρικά;

15. Πώς αλληλεπιδρούν τα ηλεκτρικά φορτία; ο νόμος του Κουλόμπ.

16. Τι είναι το ηλεκτρικό πεδίο; Από τι χαρακτηρίζεται το ηλεκτρικό πεδίο;

17. Τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα και σε ποιες μονάδες μετριέται;

18. Τι ονομάζεται ηλεκτρική αντίσταση; Από τι εξαρτάται η αντίσταση των αγωγών;

19.Πώς μπορείτε να αυξήσετε την αντίσταση ενός αγωγού;

20. Πώς σχηματίζεται ένα ηλεκτρικό κύκλωμα και από ποια μέρη αποτελείται;

21. Να διατυπώσετε το νόμο του Ohm για ένα ηλεκτρικό κύκλωμα και ξεχωριστή περιοχή?

22. Τι είναι η πτώση τάσης και πώς προσδιορίζεται;

23. Περιγράψτε τους τρόπους λειτουργίας μιας γεννήτριας DC;

24. Τι λέγεται βραχυκύκλωμα, ποιες είναι οι συνέπειές του;

25. Πώς διατυπώνεται ο πρώτος νόμος του Kirchhoff;

26. Πώς διατυπώνεται ο δεύτερος νόμος του Kirchhoff;

Εργασία και ισχύς σε κύκλωμα συνεχούς ρεύματος. Ηλεκτροκινητική δύναμη. Ο νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα.

Από τον τύπο για τον προσδιορισμό της τάσης (), είναι εύκολο να ληφθεί μια έκφραση για τον υπολογισμό του έργου της μεταφοράς ηλεκτρικού φορτίου. δεδομένου ότι η ισχύς του ρεύματος σχετίζεται με την αναλογία φόρτισης, το έργο που γίνεται από το ρεύμα είναι: , ή.

Η ισχύς εξ ορισμού είναι επομένως .

Ο Ρώσος επιστήμονας H. Lenz και ο Άγγλος επιστήμονας D. Joule πειραματικά στα μέσα του 19ου αιώνα. θέσπισε ανεξάρτητα έναν νόμο που ονομάζεται Νόμος Joule-Lenzκαι διαβάζεται ως εξής: όταν το ρεύμα διέρχεται από έναν αγωγό, η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται στον αγωγό είναι ευθέως ανάλογη με το τετράγωνο της ισχύος ρεύματος, την αντίσταση του αγωγού και το χρόνο που περνά το ρεύμα:

Ένα πλήρες κλειστό κύκλωμα είναι ένα ηλεκτρικό κύκλωμα, το οποίο περιλαμβάνει εξωτερικές αντιστάσεις και μια πηγή ρεύματος (Εικ. 17). Ως ένα από τα τμήματα του κυκλώματος, η πηγή ρεύματος έχει μια αντίσταση, η οποία ονομάζεται εσωτερική.

Προκειμένου το ρεύμα να ρέει μέσω ενός κλειστού κυκλώματος, είναι απαραίτητο να μεταδοθεί πρόσθετη ενέργεια στα φορτία στην πηγή ρεύματος που εμφανίζεται λόγω της κίνησης των φορτίων, η οποία παράγεται από δυνάμεις μη ηλεκτρικής προέλευσης. εξωτερικές δυνάμεις) έναντι των δυνάμεων του ηλεκτρικού πεδίου. Η πηγή ρεύματος χαρακτηρίζεται από ένα ενεργειακό χαρακτηριστικό που ονομάζεται EMF - ηλεκτροκινητική δύναμη της πηγής. Το EMF μετριέται ο λόγος της εργασίας που γίνεται από εξωτερικές δυνάμεις για να μετακινηθεί ένα θετικό φορτίο κατά μήκος ενός κλειστού κυκλώματος προς το μέγεθος αυτού του φορτίου .

Αφήστε ένα ηλεκτρικό φορτίο να περάσει από τη διατομή του αγωγού με την πάροδο του χρόνου. Τότε το έργο των εξωτερικών δυνάμεων κατά τη μετακίνηση ενός φορτίου μπορεί να γραφεί ως εξής: . Σύμφωνα με τον ορισμό του ρεύματος λοιπόν. Όταν εκτελείται αυτή η εργασία, μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας απελευθερώνεται στα εσωτερικά και εξωτερικά τμήματα του κυκλώματος, η αντίσταση της οποίας είναι και. Σύμφωνα με το νόμο Joule-Lenz, ισούται με: . Σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, . Ως εκ τούτου, . Το γινόμενο του ρεύματος και της αντίστασης ενός τμήματος ενός κυκλώματος ονομάζεται συχνά πτώση τάσης σε αυτό το τμήμα. Έτσι, το EMF είναι ίσο με το άθροισμα των πτώσεων τάσης στα εσωτερικά και εξωτερικά τμήματα του κλειστού κυκλώματος. Συνήθως αυτή η έκφραση γράφεται ως εξής: . Αυτή η εξάρτηση ελήφθη πειραματικά από τον Georg Ohm, ονομάζεται Ο νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμακαι διαβάζεται ως εξής: η ισχύς του ρεύματος σε ένα πλήρες κύκλωμα είναι ευθέως ανάλογη με το ρεύμα και αντιστρόφως ανάλογη με τη συνολική αντίσταση του κυκλώματος. Όταν το κύκλωμα είναι ανοιχτό, το emf είναι ίσο με την τάση στους ακροδέκτες της πηγής και, επομένως, μπορεί να μετρηθεί με ένα βολτόμετρο.

A = qU; A = IUt = I 2 Rt =

- με παράλληλη σύνδεση

- όταν είναι διαδοχικά σύνδεση

- Νόμος Joule-Lenz

Η τρέχουσα ισχύς είναι ίση με τον λόγο της τρέχουσας εργασίας σε βάθος χρόνου t προς αυτό το χρονικό διάστημα.

- Νόμος του Ohm για ένα τμήμα ενός κυκλώματος

- για σειριακή σύνδεση

- για παράλληλη σύνδεση

Ηλεκτροκινητική δύναμη

Το ηλεκτρικό πεδίο των φορτισμένων σωματιδίων (πεδίο Coulomb) από μόνο του δεν είναι ικανό να διατηρεί σταθερό ρεύμα σε ένα κύκλωμα.

Οποιεσδήποτε δυνάμεις ασκούνται σε ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια, με εξαίρεση τις δυνάμεις ηλεκτροστατικής προέλευσης (δηλαδή το Κουλόμπ), ονομάζονται εξωγενείς δυνάμεις.

Μέσα στην πηγή ρεύματος, τα φορτία κινούνται υπό την επίδραση εξωτερικών δυνάμεων ενάντια στις δυνάμεις Coulomb (ηλεκτρόνια από ένα θετικά φορτισμένο ηλεκτρόδιο σε ένα αρνητικό).

Το EMF σε έναν κλειστό βρόχο είναι ο λόγος της εργασίας που γίνεται από τις εξωτερικές δυνάμεις κατά τη μετακίνηση φορτίων κατά μήκος του βρόχου προς το φορτίο: ℰ = [W]

Ο νόμος του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα

R – αντίσταση εξωτερικού κυκλώματος

r- αντίσταση εσωτερικού κυκλώματος (αντίσταση πηγής ρεύματος)

R rev = R + r; ℰ= => Ast = ℰq

=>

; Ast = ℰIt

; A = Q

ℰIt = I 2 Rt + I 2 rt; ℰ =

;

ℰ = ;I =ℰ/R+r

Εάν, κατά την παράκαμψη του κυκλώματος, μετακινηθούν από τον αρνητικό πόλο της πηγής στον θετικό, τότε το EMF ℰ > 0. Οι εξωτερικές δυνάμεις μέσα στην πηγή κάνουν θετική εργασία.

ℰ = ℰ 1 + ℰ 2 + ℰ 3 = |ℰ 1 |-|ℰ 2 | + |ℰ 3 |

Αν ℰ > 0, τότε I > 0, δηλ. η κατεύθυνση του ρεύματος συμπίπτει με την κατεύθυνση παράκαμψης του κυκλώματος. Στο ℰ

R p = R + r 1 + r 2 + r 3

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΡΕΥΜΑΤΩΝ. ΕΝΑ ΜΑΓΝΗΤΙΚΟ ΠΕΔΙΟ.

Αλληλεπίδραση μεταξύ αγωγών που μεταφέρουν ρεύμα, δηλ. αλληλεπίδραση μεταξύ κίνησης ηλεκτρικά φορτία, που ονομάζεται μαγνητικός.

Οι δυνάμεις με τις οποίες οι αγωγοί που μεταφέρουν ρεύμα ενεργούν μεταξύ τους ονομάζονται μαγνητικές δυνάμεις.

Στον χώρο που περιβάλλει τα ρεύματα, εμφανίζεται ένα πεδίο που ονομάζεται μαγνητικό.

Το μαγνητικό πεδίο είναι ειδική φόρμαύλη μέσω της οποίας συμβαίνει αλληλεπίδραση μεταξύ κινούμενων ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων.

Βασικές ιδιότητες:

α) ένα μαγνητικό πεδίο δημιουργείται από ηλεκτρικό ρεύμα (κινητά φορτία)

β) ένα μαγνητικό πεδίο ανιχνεύεται από την επίδρασή του στο ηλεκτρικό ρεύμα (κινητά φορτία)

Όπως το ηλεκτρικό πεδίο, το μαγνητικό πεδίο υπάρχει πραγματικά, ανεξάρτητα από εμάς, τις γνώσεις μας για αυτό.

Η προκύπτουσα δύναμη που ασκείται από το μαγνητικό πεδίο σε αυτούς τους αγωγούς θα είναι ίση με 0.

Το μαγνητικό πεδίο δεν δημιουργείται μόνο από ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά και από μόνιμους μαγνήτες.

ΓΡΑΜΜΕΣ ΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΕΠΑΓΩΓΗΣ

Το χαρακτηριστικό γνώρισμα ισχύος του μαγνητικού πεδίου είναι διάνυσμα μαγνητικός επαγωγή.

- διάνυσμα μαγνητικής επαγωγής

Η κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής λαμβάνεται ως η κατεύθυνση από τον νότιο πόλο S προς τον βόρειο N πόλο της μαγνητικής βελόνας, που βρίσκεται ελεύθερα στο μαγνητικό πεδίο. Αυτή η κατεύθυνση συμπίπτει με την κατεύθυνση της θετικής κανονικής προς το κλειστό κύκλωμα με ρεύμα.

- θετικό κανονικό.

Κανόνες Gimlet: εάν η κατεύθυνση της μεταφορικής κίνησης του gimlet συμπίπτει με την κατεύθυνση του ρεύματος στον αγωγό, τότε η φορά περιστροφής της λαβής gimlet συμπίπτει με την κατεύθυνση του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής.

Γραμμές μαγνητικής επαγωγήςονομάζονται ευθείες των οποίων οι εφαπτομένες κατευθύνονται με τον ίδιο τρόπο όπως το διάνυσμα σε ένα δεδομένο σημείο του πεδίου.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό των γραμμών μαγνητικής επαγωγής είναι ότι δεν έχουν ούτε αρχή ούτε τέλος. Είναι πάντα κλειστά.

ΕΝΙΣΧΥΣΗ AMP.

Η δύναμη αμπέρ είναι η μαγνητική δύναμη που ασκείται από ένα μαγνητικό πεδίο σε έναν αγωγό που μεταφέρει ρεύμα.

Η δύναμη φτάνει μέγιστη αξίαόταν η μαγνητική επαγωγή είναι κάθετη στον αγωγό.

, Αν Ι.

; F m = I μεγάλοΒ - μέγιστη αντοχή

F = B|I| λσιν - Ο νόμος του Ampere

Εάν το αριστερό χέρι είναι τοποθετημένο έτσι ώστε η συνιστώσα του διανύσματος μαγνητικής επαγωγής κάθετα στον αγωγό εισέρχεται στην παλάμη και τα τέσσερα εκτεταμένα δάχτυλα κατευθύνονται προς την κατεύθυνση του ρεύματος, τότε ο αντίχειρας λυγισμένος κατά 90 0 θα δείξει την κατεύθυνση του δύναμη που επενεργεί στο τμήμα του αγωγού.

Μια μονάδα μαγνητικής επαγωγής μπορεί να ληφθεί ως η μαγνητική επαγωγή ενός ομοιόμορφου πεδίου, στο οποίο ένα τμήμα ενός αγωγού μήκους 1 m με ρεύμα 1 A ασκείται από το πεδίο με μέγιστη δύναμη ίση με 1 N. Μία μονάδα μαγνητικής επαγωγής = 1 N/A. Μ.

ΔΥΝΑΜΗ ΛΟΡΕΝΤΣ

Η δύναμη που ασκείται σε ένα κινούμενο φορτισμένο σωματίδιο από το μαγνητικό πεδίο ονομάζεται δύναμη Lorentz.

, Οπου

F – μονάδα δύναμης,

N – αριθμός φορτισμένων σωματιδίων