Билет №16.Постоянный электрический ток. Электрическая цепь. Электрическое сопротивление. Закон Ома для участка электрической цепи.

Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц. Электрический ток имеет определенное направление. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц.

Условия существования электрического тока:

1. электрическая цепь была замкнута;

2. наличие свободных электрических зарядов;

3. наличие источника электрического поля, внутри которого происходит разделение зарядов.

В металлах носителями тока являются электроны, в растворах и расплавах – положительные и отрицательные ионы, в газах – ионы и электроны.

Электрическая цепь — совокупность различных устройств и соединяющих их проводников (или элементов электропроводящей среды), по которым может протекать электрический ток.

Обязательными элементами электрической цепи являются:

1. источник тока;

2. соединительные провода;

3. замыкающее устройство;

4. потребитель.

Для характеристики электрического тока используются физические величины: сила тока, напряжение, сопротивление.

Сила тока - это физическая величина, характеризующая величину электрического заряда, проходящего через сечение проводника за единицу времени. Обозначается I, измеряется в Амперах [А]. По определению: I=q/t.

Если сила тока постоянна по модулю и направлению, ток называют постоянным.

Напряжение характеризует работу, совершаемую электрическим полем по перемещению единичного положительного заряда. Обозначается U, измеряется в Вольтах [В]. По определению: U=A/q.

Электрическое сопротивление возникает в проводнике при протекании тока из-за взаимодействия свободных зарядов с ионами кристаллической решетки. Обозначается R, измеряется в Омах (Ом).

Сопротивление проводника зависит от материала, из которого он изготовлен, площади сечения и длины проводника. Сопротивление можно рассчитать по формуле: , где ρ - удельное электрическое сопротивление (измеряется в Ом·м), S – площадь сечения проводника (измеряется в м2), L – длина проводника (измеряется в м).

Чем выше напряжение, тем больше сила тока в проводнике. Чем больше сопротивление проводника, тем меньше сила тока. По графику видно, что чем больше сопротивление, тем меньше угол наклона графика к оси напряжения. Для измерения силы тока используется амперметр, который подключается в цепь последовательно. Для измерения напряжения используется вольтметр, который подключается в цепь параллельно участку, на котором его измеряем.

Закон Ома для участка цепи связывает эти величины: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.

Формула: .

I, A

0 U, В

В последовательной цепи сила тока на всех его участках одинакова, а напряжение и сопротивления складываются. I=I₁=I₂; U=U₁+U₂; R=R₁+R₂.

В параллельной цепи напряжение на всех участках одинаково, а сила тока складывается. Также складываются величины, обратные сопротивлению. I=I₁+I₂; U=U₁=U₂; 1/R=1/R₁+1/R₂.