Тема №3. Электрическое сопротивление и проводимость.
План:
1) Определение сопротивления и проводимости;
2) Закон Ома для участка цепи;
3) Закон Ома для всей цепи;
4) Основные расчетные формулы сопротивления и проводимости;
5) Определение резистора.
Сопротивление – это способность вещества или материала противодействовать электрическому току.
Проводимость – это способность вещества или материала проводить электрический ток.
Резистор – это устройство, предназначенное для включения в электрическую цепь с целью ограничения и регулировки тока в цепи.
Основная расчётная формула сопротивления и проводимости – формула зависимости сопротивления и проводимости от его геометрических параметров проводника.
Формула проводимости от геометрических параметров проводника:
, См (Сименс)
Где 
– удельная проводимость.
Зависит от электрических свойств материала проводника. Это справочное данное.
– длина проводника.
Формула сопротивления от геометрических параметров проводника:
Где 
– удельное сопротивление;
– площадь поперечного сечения проводника;
– длина проводника.
Сопротивление и проводимость обратно пропорциональны.
;
; 
;
Закон Ома для участка цепи.
Ток на участке цепи прямо пропорционален напряжению на этом участке, и обратно пропорционален сопротивлению этого участка.
, А
Закон Ома для всей цепи.
Ток в цепи прямо пропорционален ЭДС источника и обратно пропорционален сумме внешнего и внутреннего сопротивления цепи.
, А
Где R – сопротивление внешнего участка цепи;
– сопротивление внутреннего участка цепи.
Тема №4. Мощность электрической цепи.
Закон Джоуля-Ленца.
План:
1) Определение мощности;
2) Мощность источника;
3) Мощность потребителя;
4) Мощность потерь;
5) Баланс мощностей;
6) КПД;
7) Закон Джоуля-Ленца;
Мощность – это скорость совершения работы или скорость преобразования одного вида энергии в другой.
Основная формула мощности:
, Вт
P – мощность;
A – работа;
t – время.
Мощность источника – это скорость, с которой какой-либо вид энергии преобразуется в источнике в электрическую энергию.
Она равна:
, Вт
где Е – ЭДС источника и ток в цепи.
Мощность потребителя – это скорость, с которой электрическая энергия в потребителе преобразуется в другой вид энергии.
Она равна:
, Вт
где U – это напряжение на потребителя.
Мощность потребителя можно выразить через напряжение и сопротивление или через ток сопротивления.
,Вт
Мощность потерь характеризует непроизводительный расход энергии.
Она равна:
где 
– это напряжение потерь внутри источника.
Баланс мощностей – мощность источника равна сумме мощности потребителя плюс мощность потерь.
Она равна:
КПД – коэффициент полезного действия.
η = 
КПД показывает какой процент полезной мощности (мощность потребителя) составляет от затраченной мощности (мощность источника).
КПД всегда <100% т.к. 
из-за потерь.
Закон Джоуля-Ленца.
Количество тепла, выделенного током в проводнике, прямо пропорционально квадрату тока, протекающего по проводнику, сопротивлению проводника и времени прохождения тока по проводнику.
Где:
Q – количество теплоты, выделяемое током;
I – сила тока, проходящего по проводнику;
R – это сопротивление, оказываемое проводником;
t – время, затрачиваемое на прохождение тока.
Тема №5. Конденсаторы.
План:
1) Определение, назначение, применение конденсатора;
2) УГО;
3) Основные свойства и параметры конденсатора;
4) Энергия электрического поля конденсатора;
5) График заряда и разряда конденсатора.
Конденсатор – это система, состоящая из двух проводников (обкладок), разделённых диэлектриком.
Конденсатор обладает свойством накапливать и удерживать на своих обкладках равные по величине и противоположные по знаку заряды.
Условное графическое обозначение – УГО.
Заряд в каждой из обкладок пропорционален напряжению между ними.
Он равен:
q=c*U, Кл 
, Ф 
где С - коэффициент пропорциональности,
который называется электрической ёмкостью конденсатора.
Размерность – Фарад (Ф).
С – основной параметр конденсатора.
Электрическая ёмкость зависит от геометрических параметров конденсатора и диэлектрических свойств диэлектрика.
, Ф
где ε – диэлектрическая проницаемость;
S – площадь одной из обкладок;
d – расстояние между обкладками.
Конденсатор, подключённый к источнику, накапливает заряд, при этом он заряжается с течением времени.
Заряженный конденсатор, подключённый к нагрузке, создает на ней ток до тех пор, пока полностью не разрядится в течение какого-то времени.
График заряда и разряда конденсатора.
Конденсатор заряжается и разряжается по экспоненте.
Время заряда и разряда конденсатора зависит от его электрической ёмкости и от сопротивления резистора, через которое он заряжается и разряжается (?) Определяется это время постоянной времени, которая равна:
τ – тау (постоянная времени)
τ=R*C
Заряженный конденсатор создает вокруг себя электрическое поле.
Энергия электрического поля конденсатора равна:
, Дж
Где:
С – ёмкость конденсатора;
q – заряд конденсатора;
U – напряжение на обкладках конденсатора.