Законы постоянного тока Законы постоянного тока •Условия существования тока •Характеристики тока •Закон Ома для участка цепи •Напряжение •Сопротивление •Электрические цепи •Измерение I и U •Работа и мощность тока •Электродвижущая сила •Закон Ома для полной цепи Электрический ток – это направленное (упорядоченное) движение заряженных частиц. Условия существования электрического тока 1. Наличие свободных заряженных частиц (проводники). 2. Наличие электрического поля, заставляющего двигаться заряженные частицы. ( F = Eq ) Характеристики электрического тока 1. Направление электрического тока. F F Е За направление электрического тока принято направление движения положительно заряженных частиц. Характеристики электрического тока 2. Сила тока. Сила тока – это физическая величина, численно равная отношению заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за некоторый промежуток времени к значению этого промежутка. Сила тока S t q I t q q 0 N N nV V St I q0 nS Напряжение Электрическое поле совершает работу, заставляя заряженные частицы перемещаться по проводнику, следовательно оно совершает работу. Напряжение - физическая величина равная отношению работы поля по перемещению электрического заряда к значению этого заряда. Зависимость силы тока от напряжения и сопротивления I 1 I 2 0 U 0 R Закон Ома для участка цепи 1827 год – Георг Ом Сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорционально его сопротивлению. U I R Сопротивление Сопротивление металлов зависит от: • Вида металла (различные кристаллические решетки) • Длины проводника • Площади поперечного сечения проводника Сопротивление l R S - удельное сопротивление RS l Ом мм 2 Ом м м Последовательное соединение проводников 1 2 3 I общ I1 I 2 I 3 ... U общ U1 U 2 U 3 ... U Ed Rобщ R1 R2 R3 ... U общ I U1 U 2 U 3 ... I I I q0 N I t Последовательное соединение проводников 1 2 3 если R1 R2 R3 ..., то Rобщ NR N число резисторов Параллельное соединение проводников 1 2 3 I общ I1 I 2 I 3 ... U общ U1 U 2 U 3 ... U Ed q0 N I t 1 1 1 1 ... I общ I1 I 2 I 3 ... Rобщ R1 R2 R3 U U U U Параллельное соединение проводников 1 2 3 если R1 R2 R3 ..., то Rобщ N число резисторов R N Измерение силы тока амперметр А А R R I U IR R I А R U IR I A IA U IA R RA I R I A , если RA R Измерение силы тока I R IА Iш А Rш Если предел измерения амперметра недостаточен для измерения силы тока на участке цепи, используется шунт – резистор, включенный в цепь параллельно амперметру. (Шунт предназначен для расширения предела измерения амперметра). I nI A I IШ IА I Ш RШ I А R A RШ IA IA RA RA RA IШ I I A n 1 Измерение напряжения вольтметр V R U R U V V R IR IV R V I UR I R RRV U V I IV R I R RV U R UV , если RV R Измерение напряжения R V RD Если предел измерения вольтметра недостаточен для измерения напряжения на участке цепи, используется добавочное сопротивление – резистор, включенный в цепь последовательно с вольтметром. (Добавочное сопротивление предназначено для расширения предела измерения вольтметра). U nU V U U D UV UV U D RV RD U UV UD RD RV RV n 1RV UV UV Работа тока A qU A IUt U A I Rt 2 2 AQ Q I Rt 2 U A t R q It U I R Мощность тока A P t Р Вт 2 U P IU I R R 2 Электродвижущая сила Характеристики источника тока: •Электродвижущая сила (ЭДС) Fк Fст Fк Fк Aст q В •Внутреннее сопротивление r Ом Закон Ома для полной цепи ,r Aст q q It R Aст It I Rr Q I Rt I rt IR Ir Aст Q IR U 2 2 It I Rt I rt IR Ir 2 2 U Ir Закон Ома для полной цепи 0 0 1 , r1 R1 2 , r2 R3 R2 3 , r3 1 12 23 3 II RR11 RR22 RR33 rr11 rr22 rr33 Закон Ома для полной цепи •Если I>0, то направление тока совпадает с направлением обхода •Если I<0, то направление тока противоположно направлению обхода