>>물리학: 일과 힘 직류

전류는 에너지를 전달하기 때문에 널리 사용됩니다. 이 에너지는 어떤 형태로든 변환될 수 있습니다.
도체 내 하전 입자의 규칙적인 움직임 전기장은 작동한다. 흔히들 부르는 현재하는 일. 이제 작동 및 현재 전력에 대한 정보를 기억해 보겠습니다.
현재하는 일.체인의 임의 섹션을 고려해 보겠습니다. 이는 백열등의 필라멘트, 전기 모터의 권선 등과 같은 균질한 도체일 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 도체의 단면을 통해 전하가 통과하도록 하십시오. 전기장이 일을 할 것이다 (유- 도체 부분의 끝 사이의 전압).
현재 강세이기 때문에 , 이 작업은 다음과 같습니다.

회로의 한 부분에서 전류가 한 일은 전류, 전압, 전류가 흐르는 시간을 곱한 것과 같습니다.
에너지 보존 법칙에 따르면, 이 작업은 고려 중인 회로 섹션의 에너지 변화와 동일해야 합니다. 따라서 시간 동안 회로의 특정 부분에서 방출되는 에너지는 전류의 작업과 같습니다(공식 (15.12) 참조).
회로의 한 부분에 기계적 작업이 수행되지 않고 전류가 화학적 효과를 생성하지 않으면 도체 가열만 발생합니다. 가열된 도체는 주변 몸체에 열을 발산합니다.
도체는 다음과 같이 가열됩니다. 전기장은 전자를 가속시킵니다. 결정 격자의 이온과 충돌한 후 에너지를 이온으로 전달합니다. 결과적으로 평형 위치 근처에서 이온의 무작위 운동 에너지가 증가합니다. 이는 내부 에너지의 증가를 의미합니다. 동시에 도체의 온도가 상승하고 주변 몸체에 열이 전달되기 시작합니다. 회로가 닫힌 후 일정 시간이 지나면 공정이 확립되고 시간이 지나도 온도 변화가 멈춥니다. 일 때문에 차장에게 전기장에너지가 지속적으로 공급됩니다. 그러나 도체가 전류에 의해 수행된 작업과 동일한 양의 열을 주변 물체로 전달하기 때문에 내부 에너지는 변하지 않습니다. 따라서 전류 작업에 대한 공식 (15.12)은 도체에 의해 다른 몸체로 전달되는 열의 양을 결정합니다.
공식 (15.12)에서 회로 섹션에 대해 옴의 법칙을 사용하여 전압을 전류로 표현하거나 전류를 전압으로 표현하면 세 가지 등가 공식을 얻습니다.

공식 경우에 사용하기 편리하다 직렬 연결이 경우 전류 강도는 모든 도체에서 동일하기 때문입니다. ~에 병렬 연결편리한 공식 모든 도체의 전압이 동일하기 때문입니다.
줄-렌츠 법칙.전류가 흐르는 도체에서 방출되는 열의 양을 결정하는 법칙 환경, 영국 과학자 D. Joule (1818-1889)과 러시아 과학자 E. X. Lenz (1804-1865)에 의해 처음으로 실험적으로 확립되었습니다. 줄-렌츠 법칙 다음과 같이 공식화됩니다. 전류를 전달하는 도체에 의해 생성된 열의 양은 전류의 제곱, 도체의 저항 및 전류가 도체를 통과하는 시간의 곱과 같습니다.

우리는 에너지 보존 법칙에 기초한 추론을 통해 이 법칙을 얻었습니다. 공식(15.14)을 사용하면 도체가 포함된 회로의 모든 부분에서 생성되는 열의 양을 계산할 수 있습니다.
현재 전력.모든 전기 장치(램프, 전기 모터 등)는 단위 시간당 특정 에너지를 소비하도록 설계되었습니다. 따라서 현재의 작업과 함께 매우 중요한개념이 있다 현재 전력. 전류전력은 전류가 한 일과 전류가 흐르는 시간의 비율과 같습니다.
이 정의에 따르면 현재 전력은

이 공식으로부터 현재 전력은 다음과 같이 표현된다는 것이 분명합니다. 와트(W).
전류 전력에 대한 이 표현은 회로 섹션에 대한 옴의 법칙을 사용하여 여러 등가 형식으로 다시 작성할 수 있습니다.

대부분의 가전제품은 전력 소비량을 표시합니다.
지휘자를 따라 걷는다 전류에너지 방출이 동반됩니다. 이 에너지는 전류의 작용, 즉 도체 끝의 전달된 전하와 전압의 곱에 의해 결정됩니다.

???
1. 현재의 작품을 무엇이라 부르나요?
2. 현재 전력이란 무엇입니까?
3. 현재 전력은 어떤 단위로 표시되나요?

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, 물리학 10학년

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수정사항이나 제안사항이 있으시면 이번 수업,

직류 회로의 작업 및 전력. 기전력. 완전한 회로에 대한 옴의 법칙.

전압을 결정하는 공식()으로부터 전하 이동 작업을 계산하는 식을 쉽게 얻을 수 있습니다. 전류 강도는 전하 비율과 관련이 있으므로 전류가 수행한 일은 다음과 같습니다.

그러므로 정의에 따른 힘은 입니다.

19세기 중반 러시아 과학자 H. 렌츠(H. Lenz)와 영국 과학자 D. 줄(D. Joule)이 실험을 했습니다. 라는 법을 독자적으로 제정했다. 줄-렌츠 법칙전류가 도체를 통과할 때 도체에서 방출되는 열의 양은 전류 강도, 도체의 저항 및 전류가 흐르는 시간의 제곱에 정비례합니다.

완전 폐쇄 회로는 외부 저항과 전류원을 포함하는 전기 회로입니다(그림 17). 회로의 한 부분으로서 전류원에는 내부라고 불리는 저항이 있습니다.

전류가 흐르기 위해서는 폐쇄 회로, 전기장의 힘에 대항하는 비전기적 힘(외부 힘)에 의해 생성되는 이동 전하의 작용으로 인해 전류원의 전하에 추가 에너지가 부여되어야 합니다. 현재 소스의 특징은 다음과 같습니다. 에너지 특성, 이는 호출됩니다. EMF - 소스의 기전력. EMF가 측정됩니다 폐쇄 회로를 따라 움직이는 외부 힘의 작업 비율 양전하이 요금의 규모만큼 .

시간이 지나면 도체의 단면을 통과하게 하십시오. 전하. 그런 다음 전하를 이동할 때 외력의 작용은 다음과 같이 쓸 수 있습니다. 그러므로 전류의 정의에 따르면. 이 작업이 수행되면 회로의 내부 및 외부 부분에서 일정량의 열이 방출되며 그 저항은 and입니다. Joule-Lenz 법칙에 따르면 다음과 같습니다. . 에너지 보존의 법칙에 따르면, . 따라서, . 전류와 회로 섹션의 저항의 곱을 종종 해당 섹션의 전압 강하라고 합니다. 따라서 EMF는 폐쇄 회로의 내부 및 외부 섹션의 전압 강하의 합과 같습니다. 일반적으로 이 표현식은 다음과 같이 작성됩니다. . 이 의존성은 Georg Ohm에 의해 실험적으로 얻어졌습니다. 옴의 법칙 완전한 체인 그리고 그것은 다음과 같이 읽습니다: 완전한 회로의 전류 강도는 전류에 정비례하고 반비례합니다. 완전한 저항쇠사슬. 열 때 EMF 회로이는 소스 단자의 전압과 동일하므로 전압계로 측정할 수 있습니다.

A = qU; A = IUt = I 2 Rt =

- 병렬 연결

- 순차적인 경우 연결

- 줄-렌츠 법칙

현재 전력은 이 시간 간격에 대한 시간 t에 따른 현재 작업의 비율과 같습니다.

- 회로 섹션에 대한 옴의 법칙

- 직렬 연결의 경우

- 병렬 연결의 경우

기전력

하전 입자의 전기장(쿨롱 장)만으로는 회로에서 일정한 전류를 유지할 수 없습니다.

정전기적 힘(예: 쿨롱)을 제외하고 전기적으로 하전된 입자에 작용하는 모든 힘을 외부 힘이라고 합니다.

전류원 내부에서 전하는 쿨롱 힘(양전하를 띤 전극에서 음전하로 전자)에 대항하는 외부 힘의 영향을 받아 이동합니다.

폐쇄 루프의 EMF는 루프를 따라 전하를 전하로 이동할 때 외부 힘에 의해 수행되는 작업의 비율입니다. ℰ = [W]

완전한 회로에 대한 옴의 법칙

R - 외부 회로 저항

r- 내부 회로 저항(전류원 저항)

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 = ;나는 =ℰ/R+r

회로를 우회할 때 소스의 음극에서 양극으로 이동하면 EMF ℰ > 0입니다. 소스 내부의 외부 힘은 양의 작업을 수행합니다.

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

ℰ > 0이면 I > 0입니다. 즉, 전류의 방향은 회로를 우회하는 방향과 일치합니다. ℰ에서

Rp = R + r1 + r2 + r3

전류의 상호 작용. 자기장.

전류를 운반하는 도체 사이의 상호 작용, 즉 움직이는 전하 사이의 상호 작용을 호출합니다. 자기.

전류가 흐르는 도체가 서로 작용하는 힘을 다음과 같이 부릅니다. 자기력.

전류를 둘러싼 공간에는 자기장이라는 자기장이 나타납니다.

자기장은 특별한 형태움직이는 전하를 띤 입자들 사이에서 상호작용이 일어나는 물질.

기본 속성:

a) 전류(이동하는 전하)에 의해 자기장이 생성됩니다.

b) 자기장은 전류(이동하는 전하)에 미치는 영향으로 감지됩니다.

전기장과 마찬가지로 자기장은 우리와 관계없이 그것에 대한 우리의 지식에 따라 실제로 존재합니다.

이 도체에 자기장이 가하는 결과적인 힘은 0과 같습니다.

자기장은 전류뿐만 아니라 영구 자석에 의해서도 생성됩니다.

자기 유도 라인

전력 특성 자기장나타나다 벡터 자기 유도.

- 자기 유도 벡터

자기유도 벡터의 방향은 자기장 내에서 자유롭게 형성되는 자침의 남극 S에서 북극 N을 향하는 방향으로 취해진다. 이 방향은 전류가 있는 폐루프에 대한 양의 법선 방향과 일치합니다.

- 양성 정상.

김렛 규칙: 김렛의 병진 이동 방향이 도체의 전류 방향과 일치하면 김렛 핸들의 회전 방향은 자기 유도 벡터의 방향과 일치합니다.

자기 유도 라인벡터와 같은 방향으로 접선이 향하는 선을 선이라고 합니다. 현장의 특정 지점에서.

자기유도선의 중요한 특징은 시작도 끝도 없다는 점이다. 그들은 항상 닫혀 있습니다.

앰프 파워.

암페어력은 전류가 흐르는 도체에 자기장이 가하는 자기력입니다.

힘이 닿는다 최대값자기 유도가 도체에 수직일 때.

, 만약에 나.

; F m = I 엘 B - 최대 강도

F = B|I| 이신 - 앙페르의 법칙

도체에 수직 인 자기 유도 벡터의 구성 요소가 손바닥에 들어가고 확장 된 네 손가락이 전류 방향을 향하도록 왼손을 배치하면 90 ° 구부러진 엄지 손가락이 방향을 나타냅니다. 도체 단면에 작용하는 힘.

자기 유도의 단위는 1A의 전류로 1m 길이의 도체 섹션이 1N과 동일한 최대 힘으로 자기장에 작용하는 균일한 자기장의 자기 유도로 간주할 수 있습니다. 1개 단위 자기 유도 = 1 N/A. 중.

로렌츠 포스

자기장으로부터 움직이는 하전 입자에 작용하는 힘을 로렌츠 힘이라고 합니다.

, 어디

F – 힘 모듈,

N – 하전 입자의 수

수정세포

전기. 모든 금속은 전류의 전도체입니다. 그들은 노드가 양이온의 중심과 일치하는 공간 결정 격자로 구성됩니다. 자유 전자는 이온 주위를 혼란스럽게 움직입니다.

금속에서는 전자 전도성

금속의 전류는 자유 전자의 규칙적인 움직임입니다.전류의 방향을 운동 방향으로 간주합니다.양전하를 띤 입자.

전하는 전기장의 영향을 받아 질서있게 움직일 수 있으므로 전기가 존재하기 위한 조건. 전류는 전기장과 자유 전하 캐리어의 존재입니다..

전류 강도는 단위 시간당 도체의 주어진 단면을 통해 흐르는 전하와 수치적으로 동일합니다. 전류는 상수라고 불립니다. e 현재의 힘과 그 방향이 시간이 지나도 변하지 않는 경우.

1암페어(A)는 1초 동안 도체의 임의 단면을 통해 1C의 전기가 흐르는 직류 전류의 세기와 같습니다. 나 = 큐 0 NVS 회로의 전류가 측정됩니다. 상징사슬에

일과 현재의 힘. 전류는 우리에게 에너지를 공급합니다. 이는 도체의 자유 전하 이동에 대한 전기장의 작용으로 인해 발생합니다. 전류가 흐르는 회로 부분을 고려하십시오. 나.우리는 해당 지역의 전압을 나타냅니다. 유, 단면 저항은 R과 같습니다. 전류가 회로의 균일한 부분을 통해 흐를 때 전기장이 작동합니다. 시간 동안 Δ티전하가 회로를 통해 흐른다Δ 큐 = 나 Δ 티 . 선택한 영역의 전기장이 작동합니다.ΔA = 유 나 Δ 티 — 이 직업은 불려요전류의 일 . 고려 중인 지역의 작업으로 인해 달성될 수 있습니다. 기계적인 작업; 화학반응도 일어날 수 있다. 그렇지 않은 경우 전기장의 작동으로 인해 도체가 가열됩니다. 전류가 한 일은 전류가 흐르는 도체에서 생성된 열의 양과 같습니다.— 줄-렌츠 법칙

전류의 전력은 전류의 작업 비율과 같습니다 ΔA시간 간격 Δ 티이 작업은 이 사이트에서 완료되었습니다.: 피 = 아이유 또는 . SI에서 전류가 한 일은 다음과 같이 표현된다. 줄 (제이), 전원 – 입력 와트 (여).

폐쇄 회로에 대한 옴의 법칙. 전류원에는 EMF()와 저항( 아르 자형 )라고 불리는 내부. 기전력(EMF)은 전하를 이동시키기 위해 외부 힘이 행한 일의 비율입니다. 큐 체인을 따라 이 요금의 가치( 1V=1J/1C). 이제 다음과 같은 소스로 구성된 폐쇄형(완전한) 직류 회로를 고려해 보겠습니다. 기전력및 내부 저항 아르 자형 저항이 있는 외부 균질 영역 아르 자형 . (R+r )는 회로의 총 저항입니다. 완전한 회로에 대한 옴의 법칙은 다음과 같이 쓰여집니다. 또는

대응 계획

1. 현재 작업. 2. 줄-렌츠 법칙 3. 기전력. 4. 완전한 회로에 대한 옴의 법칙.

전기장에서 전압(U = A/q)을 결정하는 공식으로부터 전하 이동 작업 A = Uq를 계산하는 표현식을 쉽게 얻을 수 있습니다. 왜냐하면 전류 전하 q = It에 대해 다음 작업이 가능하기 때문입니다. 현재: A = Ult 또는 A = I 2 R t = U 2 /R t.

정의에 따르면 전력은 N = A/t이므로 N = UI = I 2 R = U 2 /R입니다.

러시아 과학자 H. 렌츠(H. Lenz)와 영국 과학자 줄(Joule)은 지난 세기 중반에 서로 독립적으로 줄-렌츠 법칙(Joule-Lenz law)이라는 법칙을 실험적으로 확립했는데, 이렇게 읽힌다. 전류가 도체를 통과할 때 도체에서 방출되는 열의 양은 도체의 힘, 전류, 저항 및 전류 통과 시간의 제곱에 정비례합니다.

완전 폐쇄 회로는 외부 저항과 전류원을 포함하는 전기 회로입니다(그림 18). 회로의 일부로서 전류원에는 내부 r이라고 불리는 저항이 있습니다.

전류가 폐쇄 회로를 통해 흐르기 위해서는 전류원의 전하에 추가 에너지를 부여해야 합니다. 이 에너지는 비전기적 힘에 의해 생성되는 전하 이동 작업에서 가져옵니다. (외부 힘) 전기장의 힘에 대항합니다. 전류원은 EMF(소스의 기전력)라는 에너지 특성이 특징입니다. EMF는 비전기 에너지원의 특성입니다. 전기 회로, 전류를 유지하는 데 필요합니다. EMF는 폐쇄 회로를 따라 양전하를 이 전하로 이동시키기 위해 외부 힘에 의해 수행된 작업의 비율로 측정됩니다. ξ= A st /q

전하 q가 시간 t 동안 도체의 단면을 통과한다고 가정합니다. 그런 다음 전하를 이동할 때 외력의 작용은 다음과 같이 쓸 수 있습니다. A st = ξ q. 전류 세기의 정의에 따르면 q = It이므로 A st = ξ I t입니다. 이 작업이 수행되면 회로의 내부 및 외부 섹션에서 일정량의 열이 방출되며 저항은 R 및 r입니다. 법률상 줄렌츠이는 Q =I 2 Rt + I 2 rt와 같습니다. 에너지 보존 법칙에 따르면 A = Q입니다. 따라서 ξ = IR + Ir입니다. 전류와 회로 섹션의 저항의 곱을 종종 해당 섹션의 전압 강하라고 합니다. 따라서 EMF는 폐쇄 회로의 내부 및 외부 섹션의 전압 강하의 합과 같습니다. 이 표현식은 일반적으로 다음과 같이 작성됩니다: I = ξ/(R + r). 이 의존성은 G. Ohm에 의해 실험적으로 얻어졌습니다. 이를 완전한 회로에 대한 옴의 법칙이라고 하며 다음과 같이 읽습니다. 전체 회로의 전류 강도는 전류원의 EMF에 정비례하고 회로의 총 저항에 반비례합니다. 회로가 열려 있으면 EMF는 소스 단자의 전압과 동일하므로 전압계로 측정할 수 있습니다.

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주제에 대한 추가 정보: DC 회로의 작업 및 전력. 기전력. 완전한 회로에 대한 옴의 법칙:

1. DC 회로의 작업 및 전원. 기전력. 완전한 회로에 대한 옴의 법칙
2. 1) 단위 양전하를 움직일 때 외부 힘이 한 일에 의해 결정되는 물리량을 회로 ε = A/Qo에 작용하는 기전력(EMF)이라고 합니다.