Что такое напряжение и сила тока: Основные электрические величины: сила тока, напряжение, мощность (статья)

Чем больше напряжение электрического тока, тем он опаснее для человека

С детского сада нас учат: в электрической розетке ток высоко­го напряжения и, засунув туда палец или что-нибудь железное, мы рискуем навсегда покинуть этот мир.

Поэтому у современного человека вырабатывается стойкое убеждение о том, что чем выше напряжение электрического тока, тем более он опасен для чело­века. С одной стороны, это верно, а с другой — нет, потому что необходимо учитывать не только напряжение, но и силу тока.

Электрический ток, текущий в любых проводниках или средах, характеризуется двумя основными характеристиками: напряжением (разностью потенциалов) и силой тока. Необходимо заметить, что у тока гораздо больше параметров, но именно его сила и напряжение имеют важное практическое значение, так что чаще всего говорят именно о них.

Сила тока — это количество заряда (или пропорциональное количество электронов), прошедшее через поперечное сечение проводника за определенное время.

Как известно, сила тока из­меряется в амперах — эта единица измерения названа в честь французского ученого Андре-Мари Ампера, изучавшего электри­ческие явления в начале XIX века.

Напряжение тока — это разность электрических потенциалов, заставляющая электроны двигаться по проводнику. Вообще, определение понятия «напряжение» гораздо сложнее, но в общем случае напряжение показывает, какую по величине работу может совершить электрическое поле при переносе электрического заряда. Эта единица названа в честь итальянского ученого Алессандро Вольта, фактически заложившего на рубеже XVIII-XIX ве­ков основу науки об электричестве.

Эти две величины — сила тока и напряжение — взаимосвязаны, и в любом источнике тока или проводнике есть и ток, и на­пряжение. Тесную связь между ними в начале XIX века установил немецкий физик Георг Ом — сейчас она известна нам как

закон Ома. Закон гласит, что сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника.

Именно из-за закона Ома и нельзя говорить о том, что при повышении напряжения электрический ток становится бо­лее опасным для человека. Да, часто это именно так и бывает, но далеко не всегда — мы сталкиваемся со случаями, когда даже напряжение в 10 000 вольт не наносит никакого вреда, о чем будет сказано дальше.

Интересно, что в розетке, к которой ничего не подключено, никакого тока нет — есть только напряжение. Это естественно вытекает из закона Ома — пока два проводника не соединены, между ними бесконечно большое сопротивление, а значит, бесконечно малый ток. Но ток потечет сразу же, как проводни­ки соединятся друг с другом или через электрический прибор. И чем меньше сопротивление, тем больше будет ток, а напряжение будет оставаться неизменным.

Сопротивление человеческого тела может меняться от 200-300 до 15 000-20 000 и более ом (все зависит от влажности, температуры окружающей среды, даже от эмоционального состояния), поэтому при контакте с током напряжением 220 вольт через разные части тела может пробегать ток силой от тысячных до десятых долей ампера.

Установлено, что человек начинает чувствовать воздействие тока силой от 0,001 ампер, токи в 0,01-0,05 ампер уже являются опасными, а ток выше 0,05 ампер может привести к смерти. Что касается напряжений, то опасность представляют величины от 40 вольт. Однако при некоторых условиях и 10-15 вольт могут стать смертельными, поэтому, например, в лабораториях или учебных классах используют ток напряжением 12 вольт.

Как говорилось выше, иногда высокие напряжения оказываются совершенно безопасными для человека. Нетрудно догадать­ся, что это может случиться при очень малых токах и больших сопротивлениях. Например, известные всем пьезокристаллы (применяющиеся в зажигалках или в устройствах поджига в газовых плитах) могут создавать напряжение в десятки тысяч вольт, однако их действие на человека сводится лишь к кратковременному уколу. Все дело в том, что через искру при высоком напряжении протекает ток в миллионные доли ампера, а связано это с кратковременностью процесса — искра «живет» считанные доли секунды.

Подводя итог, можно сказать, что не всегда корректно говорить о том, что при повышении напряжения ток становится бо­лее опасным для человека. В некоторых условиях опасным может стать напряжение 10-15 вольт; и, напротив, токи напряжением 10 000 вольт могут не наносить абсолютно никакого вреда, потому что всегда необходимо учитывать не только напряжение, но и силу электрического тока.

Предыдущая статья: Масса литра холодной воды и литра кипятка одинакова Следующая статья: В организме мужчины есть только мужские гормоны

ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА С ФИЗИКОЙ ДАЮ 100 БАЛЛОВ! 1.Что такое сила тока? 2.Какой величиной определяется

Ответ:

1.Сила тока — физическая величина I, равная отношению количества заряда \Delta Q, прошедшего через некоторую поверхность за некоторое время \Delta t, к величине этого промежутка времени: I={\frac {\Delta Q}{\Delta t}}. В качестве рассматриваемой поверхности часто используется поперечное сечение проводника.

2.Электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника в 1 с, определяет силу тока в цепи. 3. … Сила тока равна отношению электрического заряда q, прошедшого через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t.

3.I = q t , где I — сила тока, q — заряд, t — время. Единица измерения силы тока в системе СИ — [I] = 1 A (ампер).

4.За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки таких параллельных проводников длиной 1 м взаимодействуют с силой 2 • 10(в -7 степени) Н и называют ампером

5.Электрический заряд выражается через силу тока в проводнике и время его прохождения q = I * t (по определению силы тока I = q/t) и измеряется в кулонах.

6.кулон

7.Цифровые и аналоговые амперметры, используются в различных отраслях промышленности и народного хозяйства. Особенно широко они применяются в энергетической отрасли промышленности, радиоэлектронике, электротехнике. Также их могут использовать в строительстве, в автомобильном и другом транспорте, в научных целях.

В бытовых условиях прибор также часто используется обычными людьми. Амперметр полезно иметь с собой в автомобиле, на случай выявления неисправностей электрооборудования в пути.Аналоговые приборы до сих пор также применяются в различных областях жизни. Их преимуществом является то, что для работы не требуется подключение питания, так как они пользуются электричеством от измеряемой цепи. Также их удобство состоит в отображении данных. Многим людям привычнее смотреть за стрелкой. Некоторые устройства оснащены регулировочным винтом, который позволяет точно настроить стрелку на нулевое значение. Инертность работы прибора отрицательно влияет на его применяемость, так как для стрелки необходимо время для нахождения устойчивой позиции.

8.В электрической цепи амперметр соединяется последовательно с нагрузкой, а при больших токах — через трансформатор тока, магнитный усилитель или шунт.

9.Сила тока в проводнике зависит от заряда, переносимого одной частицей, их концентрации, средней скорости направленного движения частиц и площади поперечного сечения проводника

11. Величина, показывающая какую работу совершает заряд 1 Кл на участке электрической цепи называется напряжением. Обозначается буквой U.

12.Для определения напряжения существует формула: U=A/q, где U — напряжение, A – работа, совершенная током по перемещению заряда q на некий участок цепи

13.Названа в честь итальянского физика и физиолога Алессандро Вольты (1745—1827), который изобрёл первую электрическую гальваническую батарею — вольтов столб и опубликовал результаты своих экспериментов в 1800 году.

14.220 В

15.

Объяснение:

больше не могу

Вольт, ток и основные понятия об электричестве

Электричество — это генерируемый поток электронов по путям для питания повседневных предметов, таких как компьютеры, обогреватели и лампочки.

Важные термины, касающиеся электричества

• Проводники и изоляторы:  Хорошие проводники — это материалы, которые легко пропускают электричество. Большинство металлов являются хорошими проводниками, поэтому металл используется в электропроводке во всем мире. Противоположностью проводникам являются изоляторы. Изоляторы плохо проводят электричество. Нужны изоляторы для защиты людей от протекающего электричества. Резина и пластмассы являются примерами хороших изоляторов.
• Напряжение:  Напряжение — это сила, которая заставляет электроны течь. Это разница потенциальной энергии между двумя разными точками цепи.
• Ток: Ток — это скорость потока электронов. Он измеряется в амперах, которые также называются амперами.
• Мощность (Ватт):  Мощность, используемая в цепи, измеряется в ваттах. Ватты рассчитываются путем умножения напряжения на силу тока.
• Сопротивление:  Это мера того, насколько хорошо что-то проводит электричество. Если у него низкое сопротивление, объект является отличным проводником электричества, а если у него высокое сопротивление, это означает, что он плохо проводит электричество.
• Другие важные электрические термины
• Введение в электричество
• Основы электричества

Что такое электрический ток?

Электрический ток представляет собой поток электронов. Ток течет по цепи, когда существует разница в потенциальной энергии между одним концом проводника и другим.

Поток электронов

В полной цепи электроны перетекают от отрицательной клеммы батареи к положительной клемме. Кажется, что положительный заряд движется в другом направлении, но на самом деле положительные частицы остаются неподвижными.

Как измеряется ток?

Ток измеряется в амперах, и это измерение выполняется путем расчета количества заряда, протекающего через одну точку в цепи. В электрических уравнениях ток обозначается буквой «I».

Расчет тока

Ток можно рассчитать по закону Ома. Уравнение закона Ома: I = V/R, где I — ток, V — напряжение, а R — сопротивление. Это уравнение также можно использовать для определения сопротивления цепи или напряжения цепи, если известны другие факторы.

Ток также можно использовать для расчета мощности по уравнению P = I * V, где P – мощность, I – ток, а V – напряжение.

Переменный и постоянный ток

• Постоянный ток (DC) представляет собой постоянный поток электрического заряда в одном направлении. Внутренняя работа большинства электронных устройств использует постоянный ток.
• Переменный ток (AC) — это ток, при котором поток электрического заряда постоянно меняет направление. Линии электропередач в США передают энергию с использованием переменного тока.

Интересные факты о токе

• Легче понять, как протекает электрический ток, если представить его как воду, текущую по трубе.
• Ток измеряется с помощью анализатора мощности или амперметра.
• Электропроводность материала — это его способность проводить электрический ток.
• 12 интересных фактов об электричестве
• Простое знакомство с электричеством
• Ток и электричество

Что такое электронная схема?

Электронные схемы — это пути, используемые для передачи электрических токов и движения электричества. Электронные схемы позволяют электрическим устройствам работать, получая питание от батареи или другого источника питания.

Части цепи

Цепь состоит из трех основных частей: источника питания, проводов для проведения электричества и устройства на другом конце для использования электричества. Источником питания может быть батарея или настенная розетка, подключенная к электросети. Провода сделаны из металла, потому что это хороший проводник, и они обернуты в пластик, чтобы изолировать протекающее электричество, чтобы оно оставалось внутри проводов. Цепи также обычно содержат переключатели, которые позволяют временно разорвать цепь, не разбирая ее. Это позволяет включать и выключать устройство.

• Части цепи
• Электрические цепи

Последовательная цепь

Последовательная цепь — это тип цепи, в которой все части соединены в непрерывную линию, образующую петлю. Поскольку каждая часть подключается одна за другой, если одна часть перестает работать, перестает работать вся схема.

Цепи серии
• : основное электричество
Цепи серии

Параллельная цепь

Параллельная цепь содержит несколько путей, поэтому электричество можно разделить и отправить в разные места одновременно. имеет разные пути в цепи, поэтому электричество делится по мере прохождения по цепи. Некоторая часть электричества пойдет по одному пути, а часть — по другому пути. Когда вы отключаете питание части параллельной цепи, остальная часть цепи продолжает работать.

• Чем параллельная цепь отличается от последовательной?
• Параллельная схема и закон Ома: много путей для электричества

Последовательно-параллельная цепь

Последовательно-параллельная цепь содержит как параллельно, так и последовательно соединенные части. С этим типом схемы сложнее работать, потому что вам нужно понимать, какие части соединены последовательно, а какие — параллельно.

• Основы последовательно-параллельных цепей
Серия
• и параллельные цепи

Замкнутые, разомкнутые цепи и цепи короткого замыкания

Замкнутая цепь — это полностью подключенная цепь, которая позволяет электричеству течь через нее непрерывно. Когда цепь разорвана, она становится разомкнутой; электричество перестает течь в точке, где соединение было разорвано. Третий тип замыкания наиболее опасен: короткое замыкание. Короткое замыкание — это когда электричество протекает между двумя точками, которые не должны быть соединены. Это происходит потому, что электричество всегда выбирает самый легкий путь; если есть «короткий путь», он будет проходить таким образом.

Понятия и информация об электричестве

• Основные электрические параметры
• Интерактивный закон Ома
• Основные понятия электричества
• Электричество и магнетизм
• Объяснение электричества
• Какие материалы проводят электричество?
• Связь между напряжением, током и сопротивлением
• Основы электричества и его применения
• Энергетическое образование: напряжение

3.1: Напряжение, ток и общие элементы схемы

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Идентификатор страницы

1606

• Дон Х. Джонсон
• Rice University via Connections

Цели обучения

• Узнайте о различных сигналах, таких как напряжение и ток.
• Системы, которые используются для управления сигналами, называются цепями.

Мы знаем, что информация может быть представлена ​​сигналами; Теперь нам нужно понять, как физически реализуются сигналы. За прошедшие годы было обнаружено, что электрические сигналы являются наиболее простыми в использовании. Напряжение и ток составляют электрические воплощения сигналов. Таким образом, нам необходимо углубиться в мир электричества и электромагнетизма. Системы, используемые для непосредственного управления электрическими сигналами, называются 9.0186 схемы , и они уточняют представление информации или извлекают информацию из напряжения или тока. Во многих случаях они являются хорошими примерами линейных систем.

Общий элемент схемы устанавливает ограничение между классическими переменными цепи: напряжением и током. Напряжение представляет собой электрический потенциал и представляет собой «толчок», который перемещает электрический заряд из одного места в другое. Что заставляет заряд двигаться, так это физическое разделение между положительным и отрицательным зарядом. Батарея с помощью электрохимических средств генерирует избыточный положительный заряд на одном выводе и отрицательный заряд на другом, создавая электрическое поле. Напряжение определяется через элемент схемы, где положительный знак обозначает положительное падение напряжения на элементе. Когда проводник соединяет положительный и отрицательный потенциалы, течет ток , причем положительный ток указывает на то, что положительный заряд течет от положительного вывода к отрицательному. Электроны составляют поток тока во многих случаях. Поскольку электроны имеют отрицательный заряд, электроны движутся в направлении, противоположном положительному току: отрицательный заряд, текущий вправо, эквивалентен положительному заряду, движущемуся влево.

Важно понимать физику протекания тока в проводниках, чтобы оценить инновации новых электронных устройств. Электрический заряд может возникать из многих источников, самым простым из которых является электрон. Когда мы говорим, что «электроны текут через проводник», мы имеем в виду, что атомы, составляющие проводник, свободно отдают электроны со своих внешних оболочек. Таким образом, «поток» означает, что электроны прыгают от атома к атому, движимые приложенным электрическим потенциалом. Однако недостающий электрон — это виртуальный положительный заряд. Инженеры-электрики называют их отверстий , а в некоторых материалах, особенно в некоторых полупроводниках, протекание тока фактически происходит из-за отверстий. Течение тока также происходит в нервных клетках вашего мозга. Здесь нейроны «общаются», используя распространяющиеся импульсы напряжения, которые основаны на потоке положительных ионов (в первую очередь калия и натрия и в некоторой степени кальция) через внешнюю стенку нейрона. Таким образом, ток может исходить из многих источников, и теорию электрических цепей можно использовать для понимания того, как течет ток в ответ на электрические поля.

Рисунок 3.1.1 Общий элемент цепи

Ток протекает через элементы цепи, такие как изображенные на рисунке выше, и через проводники, которые мы обозначаем линиями на принципиальных схемах. Для каждого элемента цепи мы определяем напряжение и ток. Элемент имеет отношение v-i , определяемое физическими свойствами элемента. При определении соотношения v-i мы исходим из того, что положительный ток течет от положительного к отрицательному падению напряжения. Напряжение имеет единицы измерения вольт, и и единица измерения, и величина названы в честь Вольты. Ток измеряется в амперах и назван в честь французского физика Ампера. 9{t}p(\alpha)d\alpha\nonumber\]

Опять же, положительная энергия соответствует потребляемой энергии, а отрицательная энергия соответствует производству энергии. Обратите внимание, что элемент схемы, имеющий как положительный, так и отрицательный профиль мощности в течение некоторого интервала времени, может потреблять или производить энергию в соответствии со знаком интеграла мощности. Единицы энергии джоулей , так как ватт равен джоулю в секунду.

Упражнение \(\PageIndex{1}\)

В счетах за электроэнергию обычно указывается потребление энергии домом в киловатт-часах. Это действительно единица энергии? Если да, то сколько джоулей составляет один киловатт-час?

Решение

Один киловатт-час равен 3 600 000 ватт-секунд, что действительно соответствует 3 600 000 джоулей.

---

Эта страница под названием 3.1: Voltage, Current, and Generic Circuit Elements распространяется под лицензией CC BY 1.0 и была создана, изменена и/или курирована Доном Х. Джонсоном посредством исходного контента, который был отредактирован в соответствии со стилем и стандартами платформа LibreTexts; подробная история редактирования доступна по запросу.