ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


ІІІ.6 Електричний струм. Сила струму.

Електрорушійна сила

Електричним струмом називають направлений рух заряджених частинок.

Для того, щоб по провіднику 3 електрони рухались у певному напрямку (у звичайних умовах вони рухаються хаотично), потрібно його кінці під'єднати до двох тіл, одне з яких заряджене позитивно (до потенціалу φ1), а друге – негативно (до потенціалу φ2) (рис.ІІІ.10). Рис. ІІІ.10

 

 

Внаслідок відштовхування від тіла 2 і притягання до тіла 1 електрони в провіднику 3 почнуть рухатись у напрямку 2 ® 3 ® 1.

Величина заряду, що переноситься через поперечний переріз провідника за 1 с, називається силою електричного струму.

Якщо за деякий час t через поперечний переріз переноситься заряд q, то сила струму І:

І= . (ІІІ.7)

За одиницю вимірювання сили струму прийняли 1 ампер (1 А).

Сила струму дорівнює 1 А, якщо за 1 с через поперечний переріз провідника переноситься заряд, рівний 1 Кл.

Якщо носіями струму є електрони (нагадаємо, що заряд електрона qe Кл), то для того, щоб сумарний перенесений заряд дорівнював 1 Кл, а сила струму – 1 А, необхідно, щоб через поперечний переріз пройшло штук електронів.

Історично за напрямок струму прийняли напрямок руху позитивних зарядів. Це було зроблено ще до того, як стало відомо, що в металах носіями заряду є негативно заряджені електрони. (Тому на схемах напрямок струму є протилежним реальному напрямку руху електронів у металевих провідниках).

Електричний струм постійний, коли напрямок і сила струму І з часом не змінюються, і змінний – коли змінюються.

Очевидно, що через деякий час провідники 1 і 2 розрядяться (стануть електронейтральними) і струм у провіднику 3 припиниться. Струм не припиняється, якщо провідники 1 і 2 є частиною деякого пристрою, що підтримує незмінність зарядів (потенціалів) цих провідників. Такі пристрої називають джерелами (генераторами) струму, а провідники 1 і 2 – полюсами (клемами) генератора.

Для того, щоб потенціал тіл 1 і 2 не змінювався з часом, у генераторі повинні діяти сили, які заставляють позитивні заряди рухатись до позитивно зарядженого тіла 1, а негативні – до негативно зарядженого тіла 2. Ці сили називають сторонніми електророздільними силами і, зрозуміло, їх природа не електрична. В акумуляторах і гальванічних елементах вони обумовлені енергією хімічних реакцій, у фотоелементах – енергією світла тощо. Для переміщення в тілі генератора негативних зарядів до негативного полюса, а позитивних – до позитивного, повинна виконуватись робота А1 проти сил електричного поля А1 = q (φ1 – φ2) (див.ІІІ.3). Окрім цього, має виконуватись і деяка робота А2 ПО подоланню опору матеріалу генератора руху зарядів у ньому. Тоді повна робота А сторонніх сил є:

А = А1 + А2 = q (φ1 – φ2) + А2, (ІІІ.8)

де q – сумарний заряд частинок (позитивних і негативних), що переносяться до полюсів генератора.

Характеристикою джерел струму служить поняття електрорушійної сили.

Електрорушійною силоюЄª ℇгенератора струму називають роботу, яку виконують сторонні електрорушійні сили щодо переміщення одиничного заряду між його полюсами:

Є= , або Є =(φ1 – φ2) + . (ІІІ.9)

Якщо клеми генератора не замкнуті зовнішнім електричним колом, то електророздільні сили не переміщують заряди в тілі генератора, а лише підтримують незмінність потенціалів φ1 та φ2 і А2 = 0.

Тоді:

Є = φ1 – φ2, або Є = U. (ІІІ.10)

Отже, електрорушійна сила Єджерела струму чисельно дорівнює напрузі між його клемами, не замкнутими зовнішнім колом.

ІІІ.7 Опір провідників. Закон Ома для ділянки кола.

Робота і потужність струму

При направленому русі в провідниках І роду електрони весь час наштовхуються на атоми і молекули провідника. Внаслідок цього зменшується швидкість їх направленого руху, а значить і зменшується сила струму І, тобто кількість електронів, що переноситься через поперечний переріз провідника за 1 с. Властивість провідників перешкоджати направленому руху зарядів називають опором R. Очевидно, що чим більша довжина провідника, тим його опір R більший, а чим більша площа S його поперечного перерізу, тим опір менший. Досвід показує:

R= , (ІІІ.11)

де ρ – питомий опір провідника, який залежить від типу його молекул, і їх взаємного розміщення в просторі.

Питомий опір речовини ρ (вимірюється в омах, помножених на метр) дорівнює вираженому в омах опору куба з ребром 1 м із певної речовини при струмі, паралельному одному із ребер куба.

Числове значення сили струму в провіднику визначають, користуючись експериментально встановленим законом Ома для ділянки кола:

Сила струму І в провіднику прямо пропорційна падінню напруги U на кінцях провідника і обернено пропорційна його опору R:

І= .(ІІІ.12)

Звідси:

R = . (ІІІ.13)

Величину опору провідників вимірюють в омах.

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти