Энергия эл тока: Электрическая энергия 10 класс онлайн-подготовка на Ростелеком Лицей

Содержание

Энергия и мощность электрического тока

В любой замкнутой электрической цепи источник затрачивает электрическую энергию Wистна перемещение единицы положительного заряда по всей цепи: и на внутреннем и на внешнем участках.

и;

Энергия источника определяется выражением: Wист=Eq=EIt= (U0+U)It;

Энергия источника (полезная), которая расходуется на потребителе: W=UIt;

Энергия источника (потери), которая расходуется на внутреннем сопротивлении источника: W=U0It;

Преобразование электрической энергии в другие виды энергий происходит с определенной скоростью. Эта скорость определяет электрическую мощность элементов электрической цепи:

;

Мощность источника определяется соотношением:

Мощность потребителя определяется соотношением:

Коэффициент полезного действияэлектрической цепиηопределяется отношением мощности потребителя к мощности источника:

Закон Джоуля — Ленца

Ток, протекая по проводнику, нагревает его (в этом случае электрическая энергия преобразуется в тепловую). Количество выделенного тепла будет определяться количеством электрической энергии, затраченной в этом проводнике.

Дж.

(кал).

Коэффициент 0,24 (электротермический эквивалент) устанавливает зависимость между электрической и тепловой энергией.

Часть3: Режимы работы электрических цепей

В электрических цепях все основные элементы делятся на активные и пассивные. Активными считаются элементы, в которых преобразование энергии сопровождается возникновением ЭДС (аккумуляторы, генераторы). Элементы, в которых ЭДС не возникает, называются пассивными.

Параметры электрических цепей:

Ток в замкнутой цепи ;

Напряжение на клеммах источника ;

Падение напряжения на сопротивлении источника ;

Полезная мощность (мощность потребителя) .

Электрические цепи могут работать в трех режимах:

  • режим холостого хода (цепь разомкнута) R=∞:Iхх=0,U=E, U0=0, P=0.

  • режим короткого замыкания R=0:

  • режим нагрузки R≠0:;;;.

Условие максимальной отдачи мощности: полезная мощность максимальна, когда сопротивление потребителя

R станет равным внутреннему сопротивлению источника R0.

КПД при максимальной отдаче мощности равно 50%, к 100% КПД приближается в режиме, близком к холостому ходу.

Нормальным (рабочим) режимом называют такой режим работы цепи, при котором ток, напряжение и мощность не превышают номинальных значений, заданных заводом-изготовителем.

Источники тока могут работать в режиме генератора и в режиме нагрузки. Источники, ЭДС которых совпадают с направлением тока в цепи, работают в режиме генератора, а источники , ЭДС которых не совпадают с направлением тока, работают в режиме потребителя.

Напряжение источника, работающего в режиме генератора: .

Напряжение источника, работающего в режиме потребителя: .

Тема 1.3

Расчет электрических цепей постоянного тока

Основной целью расчета электрической цепи является нахождение ее параметров: ток, напряжение, сопротивление, мощность, КПД. Значения параметров дают возможность оценить условия и эффективность работы электротехнического оборудования и приборов во всех участках электрической цепи.

Для расчета электрических цепей основой служат законы Ома и Кирхгофа, Джоуля-Ленца.

Законы Кирхгофа

К характерным элементам электрической цепи относятся ветвь, узел, контур.

Ветвью электрической цепи называется ее участок, на всем протяжении которого величина тока имеет одинаковое значение. Ветви, которые содержат источники питания называются активными, а которые не содержат их – пассивными.

Узлом электрической цепи называется точка соединения электрических ветвей.

Контуром электрической цепи называют замкнутое соединение, в которое могут входить несколько ветвей.

Первый закон Кирхгофа

Сумма токов входящих в узел равна сумме токов, выходящих из узла. ИЛИ Сумма токов, сходящихся в узле равна нулю.

∑I=0; — математическое выражение первого закона Кирхгофа.

Второй закон Кирхгофа

Алгебраическая сумма ЭДС в замкнутом контуре электрической цепи равна алгебраической сумме падений напряжений на всех участках этой цепи.

; — математическое выражение второго закона Кирхгофа.

Последовательное соединение потребителей

Последовательным соединением участков эй цепи называют соединение, при котором через все участки цепи проходит один и тот же ток.

Общее напряжение последовательно соединенных элементов равно сумме напряжений на каждом элементе согласно второму закону Кирхгофа: ;

В соответствии с законом Ома: ; Из этого соотношения следует:; Таким образом, общее сопротивление цепи с последовательно соединенными элементами равно сумме этих сопротивлений.

Параллельное сопротивление потребителей

Параллельным соединением участков электрической цепи называется соединение, при котором все участки цепи присоединяются к одной паре узлов, то есть находятся под действием одного и того же напряжения.

Общий ток такого соединения согласно первому закона Кирхгофа будет равен сумме токов в отдельных ветвях: ; В соответствии с законом Ома:; Если поделить левую и правую части на

U, получим:;

Обратная величина общего эквивалентного сопротивления параллельно включенных потребителей равна сумме обратных величин этих потребителей.

Величина, обратная сопротивлению определяет проводимость потребителя g. Тогда для параллельно соединенных потребителей справедливо:;

Энергия и мощность электрического тока.

Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

КАТЕГОРИИ:

Археология
Биология
Генетика
География
Информатика
История
Логика
Маркетинг
Математика
Менеджмент
Механика
Педагогика
Религия
Социология
Технологии
Физика

Философия
Финансы
Химия
Экология

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву



Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 30Следующая ⇒

Проходя по цепи, электрический ток совершает работу. Способность электрического тока совершать работу называется энергией электрического тока.

Энергия расходуется электрическим током в цепи, численно равна количеству электричества, проходящему по цепи, умноженному на подведенное к цепи напряжение. Энергия обозначается буквой W.

    Зная, что количество электричества Q=It, можно написать выражение для энергии.

              W=Р*U = U*I*t

 Таким образом, энергия электрического тока численно равна произведению напряжения на величину тока и на время, в течении которого он проходит.

За единицу электрической энергии принято Ватт- секунда (Вт*сек). Энергия, которая сообщается электрической цепи током 1А при напряжении 1В в течение 1 сек, равна одной Ватт – секунде.

     1 гектоватт* час (квт-ч)=100 вт*ч=360 000 вт. Сек.

    1 киловатт* час (квт-ч)=1000вт*ч

Приборы для измерения электрической энергии называется счетчиками

В электротехнике, кроме того, введено понятие о мощности электрического тока. Это необходимо для того, чтобы характеризовать способность источника электрической энергии отдавать в цепь то или иное количество энергии в единицу времени.

Поэтому МОЩНОСТЬЮ электрического тока называют энергию тока, отнесенного к единице времени.


Обозначается она латинской буквой Р:

                     Р= W / t

Подставляя вместо энергии W ее значение из предыдущей формулы, получим:

                  Р=U I t / t

Или:                                  Р=U I

Мощность электрического тока численно равна произведению величины тока на величину напряжения. За единицу мощности принят Ватт.

Ватт – это мощность электрического тока величиной 1А при напряжении 1В.

    1КВТ=1000 Вт

встречается и еще более крупная единица мощности – мега ватт.

    1 МВТ= 1 000 000 Вт.

Из основной формулы для определения мощности тока P=UI легко получить ее разновидности. Так как U=I R, то P=I R*I или P= I2 R;

Т.е. мощность электрического тока равна произведению квадрата величины тока на сопротивление.

Заменив в основной формуле мощности I=U / R, получим Р = U2 / R, т.е. мощность электрического тока равна квадрату напряжения, деленному на сопротивление.

Для измерения мощности электрического тока применяется прибор, называемый Ваттметром.

 

Контрольное задание.

Для предыдущих задач  определить мощность электрического тока и энергию за 10 часов.

 

Технологическая карта№5.

 Последовательное, параллельное и смешанное соединение аккумуляторов.

Цель работы – ознакомиться с различными типами аккумуляторов; научиться составлять батареи аккумуляторов.

 

Оборудование и аппаратура

 

    Амперметр постоянного тока на 10 А. ………………….. 1 шт.

    Амперметр постоянного тока на 3 А ……………………. 3 шт.

Вольтметр постоянного тока на 15 В. ………………….. 2 шт.

Аккумуляторы …………………………………………… 15 шт.

Реостат проволочный на 10 А, 2,5 Ом …………………. 1 шт.

Провода соединительные площадью сечения

2,5 мм2, длиной 1,5 м. …………………………………… 15 шт.

     Рубильник однополюсный на 25 А. ……………………. 1 шт.

   

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться со схемой измерения.

2. Собрать схему (см. рис. 8, а) и записать показания приборов в таблицу при включенной нагрузке.

 

соединение

                                                измерено

вычислено

С нагрузочным сопротивлением

       Без нагрузочного

        сопротивления

U1, В U2, В U3,В Uн,, В I1, А I2, А I3, А Iн, А Е1, В Е2, В Е3, В I1, А I2, А I3, А r1, Ом r0, Ом
паралельное                                
последовательное                                
смешанное                                
 

    Рис. 8 . Соединение аккумуляторов

       а – параллельное, б – последовательное, в – смешанное; V1 – вольтметр для измерения э.д.с. и напряжения на аккумуляторе. Vн – вольтметр для измерения напряжения на сопротивлении нагрузки.

 

3. Отключить нагрузочный реостат и записать значение э. д. с. батареи и силу тока каждого аккумулятора.

4. Подсчитать по формуле внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи r и каждого аккумулятора r o при параллельном соединении

 

;

 

5. Собрать схему (рис 8, б) и записать показания приборов в таблицу при включённой нагрузке.

6. Отключить нагрузочный реостат и записать значение э.д.с. батареи и каждого аккумулятора.

7. Подсчитать внутреннее сопротивление батареи и каждого аккумулятора при последовательном соединении

 

; .

 

 

8. Собрать схему и записать показания приборов при включённой нагрузке.

9. Отключить нагрузочный реостат и записать показания приборов.

10. Подсчитать внутреннее сопротивление всей батареи при смешанном соединении аккумуляторов.

11. Составить отчёт.

Примечание: При отсутствии аккумуляторов, можно использовать гальванические элементы. В этом случае нужно подобрать приборы, соответствующие напряжению ёмкости гальванических элементов, а вместо проволочного реостата подобрать переменный резистор.

Содержание отчёта:

1. Наименование отчёта.

2. Параметры электроизмерительных приборов и оборудования.

3. Электрические схемы включения аккумуляторов.

4. Таблица с измеренными и вычисленными величинами.

5. Формулы для расчёта э. д. с. батареи аккумуляторов при последовательном, параллельном и смешанном соединениях.

6.  Формулы для расчёта внутреннего сопротивления аккумулятора.

7. Формулы для расчёта внутреннего сопротивления батареи аккумуляторов при последовательном, параллельном и смешанном соединениях.

 

              Контрольные вопросы:

1. Что такое аккумулятор, и какие типы аккумуляторов вы знаете?

2. Чему равна э.д.с. аккумулятора?

3. Как определить ёмкость аккумулятора, и в каких единицах её измеряют?

4. На какую величину отличается напряжение на аккумуляторе от его э.д.с.

 

Дополнительный материал к работе.

Пояснения. Аккумулятор является химическим источником тока и для того, чтобы он отдавал ток, его необходимо предварительно зарядить. Вследствие электрохимического процесса в аккумуляторе возникает электродвижущая сила (э. д. с.). Если к аккумулятору присоединить нагрузочный реостат, в цепи возникает сила тока, равная по закону Ома для электрической цепи с э. д. с.

 

                                

 

Где R – сопротивление реостата нагрузки, Ом; ro – внутреннее сопротивление одного аккумулятора, Ом; Е – э. д. с. Аккумулятора, В.

 

 

    Рис. 8 . Соединение аккумуляторов

       а – параллельное, б – последовательное, в – смешанное; V1 – вольтметр для измерения э.д.с. и напряжения на аккумуляторе. Vн – вольтметр для измерения напряжения на сопротивлении нагрузки.

 

Напряжение на сопротивлении реостата нагрузки

 

U=IR

меньше э. д. с. Аккумулятора на величину Ir o , называемую внутренним падением напряжения в аккумуляторе. Таким образом, напряжение на зажимах аккумулятора

U = E — Ir0   

Ёмкость аккумулятора Q равна произведению разрядного тока на время разряда и определяется в ампер-часах.

Если в цепи нагрузки хотят получить большую силу тока (большую, чем разрядный ток одного аккумулятора), аккумуляторы соединяют параллельно (рис. 8, а), а если нужно получить большее напряжение (большее, чем напряжение одного аккумулятора), их соединяют последовательно (рис. 8, б). Когда необходимо увеличить и силу тока и напряжение, используют смешанное соединение (рис. 8, в).

При параллельном соединении аккумуляторов с одинаковыми э. д. с., э. д. с. всей батареи равна э. д. с. одного аккумулятора

 

                    Е = Е1 = Е2 = Е3 = … Еn

 

Внутреннее сопротивление батареи аккумуляторов, состоящей из m одинаковых аккумуляторных блоков, соединённых параллельно.

 

                                

 

При последовательном соединении n одинаковых аккумуляторов э. д. с. батареи равна сумме э.д.с. всех аккумуляторов

 

                   Е = Е1 + Е2 + Е3 + …. + Еn = nЕ1

а внутреннее сопротивление такой батареи из n одинаковых элементов равно сумме внутренних сопротивлений этих аккумуляторов

 

                  r = r01 + r02 + … +r0n = nr0

 

При смешанном соединении одинаковых аккумуляторов э. д. с. всей

батареи

 

                           

                       E = nE1,

 

а внутреннее сопротивление батареи

 

                       .

 

 

                                                                                                                                                                                                           Технологическая карта№6

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒



Читайте также:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману



Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; просмотров: 91; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia. su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь — 161.97.168.212 (0.015 с.)

что это такое, простое объяснение, формулы, единица измерения

Электроэнергия — это физический термин, отражающий способность электрического тока совершать механическую работу, выделять тепло или излучать свет.

В этой статье мы рассмотрим в целом это понятие. Вы узнаете, что такое электрическая энергия и важные формулы, которые её описывают.

Электроэнергия простыми словами

Заряжаете ли вы свой смартфон или просматриваете веб-страницы, электрическая энергия является неотъемлемой частью вашей повседневной жизни. Этот термин состоит из двух компонентов – “электрический” и “энергия”. Термин “энергия” может иметь различные значения. В этой статье вы можете думать о ней как о потенциальной энергии. С помощью слова “электрический” вам дают понять, что здесь имеется в виду потенциальная энергия электрически заряженной частицы.

Подобно тому, как ваша потенциальная энергия увеличивается, когда вы поднимаетесь в гору, электрическая энергия положительной частицы увеличивается, когда она “карабкается” в электрическом поле. Электрическое поле оставляет электрический потенциал в каждой точке пространства (аналогично горному ландшафту, который имеет разную высоту в каждой точке). Под “подъемом вверх по электрическому полю” подразумевается, что положительная частица перемещается из точки с низким электрическим потенциалом в точку с более высоким электрическим потенциалом.

Формулы

Подобно потенциальной энергии в гравитационном поле, существует формула для электрической энергии заряда с величиной заряда q, который находится в месте с электрическим потенциалом U : Eпот, эл = q * U . Приведенная формула отражает электрическую потенциальную энергию заряда q.

Но что происходит, когда течет электрический ток? Затем вы заменяете электрический заряд q в формуле для Epot на I * t, т. е. силу тока I, умноженную на время t. То есть вы получите формулу: Eпот, эл = I * t * U .

Конденсатор также может накапливать электрическую энергию. Формула для расчета накопленной энергии следующая: Ec = 0.5 * C * U2 , где C – емкость конденсатора.

Единица измерения электрической энергии

Поскольку электрическая энергия является одной из форм энергии, она имеет единицу измерения – джоуль, сокращенно [ Дж ]. Обозначается как Eпот, эл . Также электрическую энергию измеряют и в ватт-секундах [ Вт * сек ]. То есть 1 Дж = 1 Вт * сек.

Чтобы дать вам представление о том, сколько составляет 1 Дж электрической энергии, вот небольшой пример: для того чтобы светодиодная лампа мощностью 1 Вт горела в течение одной секунды, вам нужна электрическая энергия в 1 Дж.

Давайте кратко рассмотрим единицы измерения для этого примера. Ватт – это единица измерения мощности. Мощность P определяется как работа за единицу времени, т. е. P = W / t .

Таким образом, мощность также имеет единицу измерения джоуль в секунду: [ P ] = Дж / с .

Таким образом, умножение мощности на время дает единицу энергии: [ P ] * [ t ] =с * Дж / с = Дж .

Кратная единица 1 Вт – это 1 киловатт-час: 1 кВт * ч = 3,6 * 106 Вт * с = 3,6 * 106 Дж .

Единица измерения “Ватт” названа в честь шотландского изобретателя ДЖЕЙМСА УАТТА (1776-1819), единица “Джоуль” – в честь английского физика Джеймса Прескотта Джоуля (1818-1889).

Что такое электрическая энергия?

В этом разделе мы подробнее рассмотрим электрическую энергию.

Распределения заряда

Представьте себе пустую комнату, поднося к ней один за другим электрические заряды. В результате у вас есть набор носителей заряда. Работа, которую вам пришлось проделать, теперь в какой-то мере содержится в этом наборе. То, какого рода эта энергия, здесь не имеет значения. Гораздо важнее тот факт, что это накопление оставляет электрический потенциал U (r) в каждой точке пространства.

Что делает этот электрический потенциал? Если теперь вы хотите перенести другой заряд с количеством заряда q в точку r, вы должны совершить работу Wэл : Wэл = q * U (r) .

Если мы также предположим, что электрический потенциал в месте расположения контейнера равен нулю, то этот электрический заряд q содержит работу Wэл, которую вы совершили в форме потенциальной энергии. И именно эта потенциальная энергия называется электрической.

Аналогия с гравитацией

Давайте немного углубимся в аналогию с гравитацией. Чтобы рассчитать потенциальную энергию, когда вы находитесь на высоте h над землей, вы используете формулу: Eпот, г = m * g * h. В этой формуле m означает массу, а g – ускорения свободного падения. Чтобы сделать аналогию с электрической энергией более очевидной, объединим произведение g * h с обозначением Ug, т.е. Ug = g * h .

Таким образом, потенциальная энергия равна: Eпот, г = m * Ug .

Давайте вкратце рассмотрим единицу измерения Ug. Единицей потенциальной энергии является джоуль, а единицей массы – килограмм. Таким образом, применяется [ Ug ] = Дж / кг .

Вы получите формулу для электрической энергии, если теперь замените m на электрический заряд q, а Ug на электрический потенциал U: Eпот, эл = q * U .

Давайте рассмотрим здесь также единицу измерения U. Электрическая энергия имеет единицу измерения джоуль, а q – единицу измерения кулон. Таким образом, [ U ] = Дж / Кл .

Рис. 1. Аналогия между электричеством и гравитацией

Теперь вы понимаете аналогию между “электрическим падением” и гравитацией? Если нет, то, возможно, вам поможет следующая таблица:

ТипПотенциальная энергияЕдиница измерения “Потенциала”
ГравитацияEпот, г = m * Ug[ Ug ] = Дж / кг
ЭлектричествоEпот, эл = q * U [ U ] = Дж / Кл

Однако у электричества есть особенность, которая не имеет аналогии с гравитацией: “масса” может быть только положительной, а электрический заряд может быть положительным или отрицательным. Смартфон всегда ускоряется по направлению к земле, потому что гравитационный потенциал там ниже, чем на высоте h. Положительные электрические заряды ведут себя аналогично: они ускоряются от места с высоким электрическим потенциалом к месту с более низким электрическим потенциалом.

Итак, в отличие от “массы” и положительных электрических зарядов, отрицательные заряды движутся в направлении более высокого электрического потенциала.

Аккумуляторы

Представьте себе простую электрическую цепь: аккумулятор, подключен к лампочке. Как только электрическая цепь замыкается, электрическая энергия, содержащаяся в отрицательных зарядах на отрицательной клемме, преобразуется в кинетическую энергию – отрицательные заряды ускоряются. Проходя через лампочку, они сталкиваются с атомами нити накаливания. При этом отрицательные заряды отдают часть своей кинетической энергии атомам нити. Затем они приводятся в вибрацию, в результате чего нить накала нагревается. Это нагревание приводит к испусканию света. И именно этот свет ваш глаз воспринимает как свечение лампочки.

Примечание: преобразование энергии аккумулятор-лампа-цепь:

Электрическая энергия отрицательных зарядов -> кинетическая энергия отрицательных зарядов -> кинетическая энергия атомов в нити накаливания -> излучение света.

Рис. 2. Пример простой схемы с аккумулятором

Наблюдение за передачей энергии электрическими токами

Все научные ресурсы 4-го класса

76 Практические тесты Вопрос дня Карточки Learn by Concept

Научная помощь 4-го класса » Физическая наука » Передача энергии » Обратите внимание, как энергия передается электрическими токами

Какой объект является примером устройства, преобразующего электрические токи в тепловую энергию?

Возможные ответы:

Морозильник

Тостер

Солнце

Свеча

Правильный ответ:

Тостер

Пояснение:

Тостер является примером того, как устройство может преобразовывать электрический ток в тепловую энергию. Тостер подключается к электрической розетке, и электричество проходит через шнур к нагревательным элементам тостера. Тостер разогревает и поджаривает продукты, помещенные внутрь. Нагревательные спирали нагревают хлеб за счет передачи электрического тока.

Сообщить об ошибке

Какой вариант ответа является примером того, как электрические токи в природе передают энергию?

Возможные ответы:

Телевизоры

Молния

Электростанции

Лампочки

Правильный ответ:

Молния Пояснение:

Молния — мощный пример электричества в природе. Во время грозы множество мелких кусочков льда сталкиваются друг с другом, двигаясь в воздухе в облаках. Эти столкновения создают электрический заряд. Облако наполняется электрическими зарядами. Положительные заряды или протоны образуются в верхней части облака, а отрицательные заряды или электроны образуются в нижней части облака. Земля под облаком создает положительный заряд. Заряд, исходящий от точек на земле (например, от верхушек деревьев или зданий), в конечном итоге соединяется с зарядом, достигающим облаков и ударов молнии.

Сообщить об ошибке

Хуан пытается построить устройство для передачи энергии через электрические токи, и ему нужно использовать проводник, чтобы электроны могли свободно течь. Какой материал он должен использовать в своем дизайне?

Возможные ответы:

Пластик

Дерево

Резина

Медь

Правильный ответ:

Медь

5 Пояснение:

Хуан должен использовать медь, если он ищет что-то, что является хорошим проводником. Проводник – это материал, передающий энергию. Электроны могут легко течь через проводник. Если он выберет резину, дерево или пластик, эти предметы будут изоляторами и будут препятствовать потоку энергии, потому что электроны не могут легко проходить через изолятор. Электричество — это поток электронов — мельчайших отрицательно заряженных частиц в атомах, поэтому их потоку нельзя препятствовать.

Сообщить об ошибке

Энергия не может передаваться с места на место электрическими токами.

Возможные ответы:

Верно

Неверно

Правильный ответ:

Неверно

Пояснение:

Энергия может перемещаться с места на место посредством перемещения объектов или посредством звука, света или электрического тока. Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрических токов; токи могли быть произведены, прежде всего, путем преобразования энергии движения в электрическую энергию. Представленное утверждение неверно, поскольку электрические токи могут передавать энергию.

Сообщить об ошибке

Jamarious хочет передать энергию электрическим током для школьного проекта. Он начинает наблюдать простые бытовые примеры того, как электрические токи перемещают энергию. Какой вариант ответа НЕ является примером передачи энергии через электричество?

Возможные ответы:

Звонок в дверь с парадного крыльца

Использование кондиционера для охлаждения дома летом

Предварительный нагрев духовки для выпечки свежего печенья

Зажигание свечи при отключении электричества для освещения

Правильный ответ:

Зажигание свечи при отключении электричества для освещения

Объяснение:

Все три примера, кроме одного, демонстрируют электричество или электрические токи, передающие энергию в простом домашнем сценарии. Зажигание свечи, когда отключается электричество для обеспечения света, не использует электричество или электрический ток, поэтому это не пример. Свеча производит свет и тепловую энергию, но это происходит в результате химической реакции со спичкой, зажигающей фитиль. Все остальные примеры создают изменения с помощью электричества.

Сообщить об ошибке

Почему важно иметь хороший проводник при передаче энергии через электрические токи?

Возможные ответы:

Проводники передают энергию, чтобы электроны могли свободно течь

Проводники блокируют движение электронов, поэтому может накапливаться электричество необходимо при попытке передачи энергии через электрические токи

Правильный ответ:

Проводники передают энергию, поэтому электроны могут легко течь

Пояснение:

Поскольку электричество представляет собой поток электронов или отрицательно заряженных частиц в атомах, проводники необходимы для передачи энергии через электрические токи. Проводники позволяют электронам легко течь, что, в свою очередь, передает энергию. Кто-то не хотел бы вообще блокировать движение электронов при попытке создать электрический ток — материалы, которые делают это, будут называться изоляторами.

Сообщить об ошибке

Правда или ложь: Изоляторы способствуют передаче энергии через электрические токи.

Возможные ответы:

Неверно

Верно

Правильный ответ:

Неверно

Пояснение:

Изоляторы замедляют поток электронов, что препятствует передаче энергии через электрические токи. Чтобы электрические токи функционировали правильно, отрицательно заряженные частицы должны легко течь. Проводник будет способствовать передаче энергии через электрические токи, в то время как изоляторы препятствуют этому.

Сообщить об ошибке

Чо хочет наблюдать за передачей энергии через электрические токи в своей школе. Она наблюдает в нескольких своих классах и замечает несколько различных передач энергии. Что из перечисленного является примером электрического переноса энергии?

Возможные ответы:

Садовник бросает метлу

Котел, кипящий над огнем

Профессор ходит по коридорам со свечой

В оранжерее зажглась лампочка

Правильный ответ:

В теплице загорелась верхняя лампочка

Пояснение:

Эти ответы показывают несколько различных передач энергии. Бурлящий котел может быть примером передачи тепловой энергии. Профессор, идущий по залу со свечой, — пример работы световой энергии. Брошенная метла изображает кинетическую энергию. Включение лампочки является примером передачи электрической энергии, потому что электричество заставляет провод в лампочке светиться.

Сообщить об ошибке

Верно или неверно: Передача электрической и тепловой энергии происходит по одному и тому же процессу.

Возможные ответы:

Неверно

Верно

Правильный ответ:

Неверно

Пояснение:

Тепло распространяется посредством конвекции, теплопроводности и излучения. В то время как для передачи тепловой и электрической энергии требуются хорошие проводники, при передаче тепловой энергии частицы начинают вибрировать и сталкиваться друг с другом все быстрее и быстрее, распространяя тепло. Электрические токи требуют, чтобы электроны двигались по проводам или происходила реакция между положительно и отрицательно заряженными частицами.

Сообщить об ошибке

Верно или неверно: Электроны являются отрицательно заряженными частицами.

Возможные ответы:

Верно

Неверно

Правильный ответ:

Верно

Пояснение:

Электроны — частицы с отрицательным зарядом, а протоны — с положительным зарядом. Электроны являются основными переносчиками электричества в твердых телах.

Сообщить об ошибке

Уведомление об авторских правах

Все научные ресурсы для 4-го класса

76 практических тестов Вопрос дня Карточки Learn by Concept

5.1 Электрический ток – введение в электричество, магнетизм и электрические цепи

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ


К концу этого раздела вы сможете:
  • Описать электрический ток
  • Определить единицу электрического тока
  • Объясните направление тока

До сих пор мы рассматривали в основном статические заряды. Когда заряды действительно двигались, они ускорялись в ответ на электрическое поле, создаваемое разностью потенциалов. Заряды теряли потенциальную энергию и приобретали кинетическую энергию, когда они проходили через разность потенциалов, когда электрическое поле действительно работало над зарядом.

Хотя для протекания зарядов не требуется материал, большая часть этой главы посвящена изучению движения зарядов через материал. Скорость, с которой заряды проходят через определенное место, то есть количество зарядов в единицу времени, известна как 9 0274 электрический ток . Когда заряды протекают через среду, ток зависит от приложенного напряжения, материала, через который проходят заряды, и состояния материала. Особый интерес представляет движение зарядов в проводнике. В предыдущих главах заряды ускорялись за счет силы, обеспечиваемой электрическим полем, теряя потенциальную энергию и приобретая кинетическую энергию. В этой главе мы обсудим ситуацию с силой, обеспечиваемой электрическим полем в проводнике, где заряды теряют кинетическую энергию, и материал достигает постоянной скорости, известной как « скорость дрейфа ». Это аналогично объекту, падающему через атмосферу и теряющему кинетическую энергию в воздухе, достигая постоянной конечной скорости.

Если вы когда-либо проходили курс по оказанию первой помощи или технике безопасности, вы, возможно, слышали, что в случае поражения электрическим током сила тока, а не напряжение, является важным фактором, влияющим на тяжесть поражения и величину поражения. повреждения человеческого организма. Ток измеряется в единицах, называемых амперами; Вы, возможно, заметили, что автоматические выключатели в вашем доме и предохранители в вашем автомобиле рассчитаны на ампер (или ампер). Но что такое ампер и что он измеряет?

Определение тока и ампера

Электрический ток определяется как скорость, с которой течет заряд. Когда присутствует большой ток, например, используемый для работы холодильника, большое количество заряда проходит по проводу за небольшой промежуток времени. Если ток небольшой, например, используемый для работы портативного калькулятора, небольшое количество заряда перемещается по цепи в течение длительного периода времени.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК


Средний электрический ток – это скорость, с которой течет заряд,

(5.1.1)  

где  количество заряда, прошедшего через заданную площадь за время  (рисунок 5.1.1). Единица СИ для силы тока — ампер (), названная в честь французского физика Андре-Мари ампер (1775–1836). Поскольку , мы видим, что ампер определяется как один кулон заряда, проходящий через заданную площадь в секунду: заряд, который течет и находится, принимая предел среднего электрического тока как:

(5.1.3)  

Большинство электрических приборов рассчитаны на ампер (или амперы), необходимые для правильной работы, как и предохранители и автоматические выключатели.

(рис. 5.1.1)  

Рисунок 5.1.1  Скорость потока заряда является текущей. Ампер — это поток заряда в один кулон через площадь за одну секунду. Ток в один ампер возникнет в результате прохождения электронов через эту область каждую секунду.

ПРИМЕР 5.1.1


Расчет среднего тока

Аккумулятор в легковом или грузовом автомобиле предназначен для питания электрического стартера , который запускает двигатель. Операция запуска транспортного средства требует подачи большого тока от аккумуляторной батареи. Как только двигатель запускается, устройство, называемое генератором переменного тока, берет на себя подачу электроэнергии, необходимой для работы автомобиля и для зарядки аккумулятора.

(a) Какой средний ток возникает, когда аккумуляторная батарея грузового автомобиля приходит в движение при запуске двигателя? б) Сколько времени требуется заряду батареи?

Стратегия

Мы можем использовать определение среднего тока в уравнении, чтобы найти средний ток в части (а), поскольку заряд и время заданы. Для части (б), когда мы знаем средний ток, мы можем определить его определение, чтобы найти время, необходимое для того, чтобы заряд вытекал из батареи.

Решение

а. Ввод заданных значений заряда и времени в определение тока дает

   

б. Решение зависимости для времени и ввод известных значений заряда и тока дает

   

Значение

а. Это большое значение тока иллюстрирует тот факт, что большой заряд перемещается за небольшой промежуток времени. Токи в этих «стартерах» достаточно велики, чтобы преодолеть инерцию двигателя. б. Большой ток требует короткого времени для подачи большого количества заряда. Этот большой ток необходим для подачи большого количества энергии, необходимой для запуска двигателя.

ПРИМЕР 5.1.2


Расчет мгновенных токов

Рассмотрим заряд, движущийся по поперечному сечению провода, где заряд моделируется как . Здесь  это заряд после длительного периода времени, когда время приближается к бесконечности, в единицах кулонов, а  это постоянная времени в единицах секунд (см. рисунок 5.1.2). Какова сила тока в проводе?

(рис. 5.1.2)  

Рисунок 5. 1.2  График движения заряда через поперечное сечение провода с течением времени.
Стратегия

Ток через поперечное сечение можно найти из . Обратите внимание на рисунок, что заряд увеличивается до , а производная уменьшается, приближаясь к нулю, по мере увеличения времени (рис. 5.1.3).

Решение

Производную можно найти с помощью .

   

(рис. 5.1.3)  

Рисунок 5.1.3  График силы тока, протекающего по проводу, в зависимости от времени.
Значение

Ток через рассматриваемый провод уменьшается экспоненциально, как показано на Рисунке 5.1.3. В следующих главах будет показано, что ток, зависящий от времени, появляется, когда конденсатор заряжается или разряжается через резистор. Напомним, что конденсатор — это устройство, хранящее заряд. Вы узнаете о резисторе в модели проводимости в металлах.

ПРОВЕРЬТЕ ВАШЕ ПОНИМАНИЕ 5.1


В портативных калькуляторах часто используются небольшие солнечные батареи для обеспечения энергией, необходимой для выполнения вычислений, необходимых для сдачи следующего экзамена по физике. Ток, необходимый для запуска вашего калькулятора, может быть всего . Сколько времени потребуется для вытекания заряда из солнечных батарей? Можно ли использовать солнечные элементы вместо батарей для запуска традиционных двигателей внутреннего сгорания, используемых в настоящее время в большинстве легковых и грузовых автомобилей?

ПРОВЕРЬТЕ ВАШЕ ПОНИМАНИЕ 5.2


Автоматические выключатели в доме рассчитаны на ампер, обычно в диапазоне от до , и используются для защиты жильцов от вреда и их приборов от повреждения из-за больших токов. Один автоматический выключатель можно использовать для защиты нескольких розеток в гостиной, а один автоматический выключатель можно использовать для защиты холодильника на кухне. Какой вывод вы можете сделать из этого о токе, потребляемом различными приборами?

Ток в цепи

В предыдущих параграфах мы определили ток как заряд, протекающий через площадь поперечного сечения в единицу времени. Чтобы заряд протекал через устройство, такое как фара, показанная на рис. 5.1.4, должен быть полный путь (или цепь) от положительной клеммы к отрицательной клемме. Рассмотрим простую схему автомобильного аккумулятора, выключателя, лампы фары и проводов, обеспечивающих путь тока между компонентами. Чтобы лампа зажглась, должен быть полный путь для протекания тока. Другими словами, заряд должен иметь возможность покинуть положительную клемму батареи, пройти через компонент и вернуться к отрицательной клемме батареи. Переключатель там для управления цепью. В части (а) рисунка показана простая схема автомобильного аккумулятора, выключателя, токопроводящей дорожки и лампы фары. Также показано  схема схемы [часть (b)]. Схема — это графическое представление схемы, которое очень полезно для визуализации основных характеристик схемы. На схемах используются стандартные символы для представления компонентов в цепях и сплошные линии для обозначения проводов, соединяющих компоненты. Батарея показана в виде серии длинных и коротких линий, представляющих исторический гальванический столб. Лампа изображена в виде круга с петлей внутри, представляющей собой нить накаливания лампы накаливания. Переключатель показан в виде двух точек с проводящей полосой для соединения двух точек, а провода, соединяющие компоненты, показаны сплошными линиями. Схема в части (c) показывает направление тока, когда переключатель замкнут.

(рис. 5.1.4)  

Рисунок 5.1.4  (a) Простая электрическая цепь фары (лампы), аккумулятора и выключателя. Когда переключатель замкнут, непрерывный путь для протекания тока обеспечивается проводящими проводами, соединяющими нагрузку с клеммами батареи. (б) На этой схеме батарея представлена ​​параллельными линиями, которые напоминают пластины оригинальной конструкции батареи. Более длинные линии указывают на положительную клемму. Проводники показаны сплошными линиями. Переключатель показан в разомкнутом положении в виде двух клемм с линией, представляющей проводящую полосу, которая может контактировать между двумя клеммами. Лампа представлена ​​кругом, охватывающим нить накала, как в лампе накаливания. (c) Когда переключатель замкнут, цепь замкнута, и ток течет от положительной клеммы к отрицательной клемме батареи.

Когда переключатель замкнут на Рисунке 5.1.4(c), существует полный путь прохождения заряда от положительной клеммы батареи через переключатель, затем через фару и обратно к отрицательной клемме батареи. . Обратите внимание, что направление тока течет от положительного к отрицательному. Направление условного тока  всегда представляется в том направлении, в котором будет течь положительный заряд, от положительного вывода к отрицательному полюсу.

Обычный ток течет от положительной клеммы к отрицательной, но в зависимости от реальной ситуации могут перемещаться положительные заряды, отрицательные заряды или и то, и другое. В металлических проводах, например, ток переносится электронами, то есть движутся отрицательные заряды. В ионных растворах, таких как соленая вода, движутся как положительные, так и отрицательные заряды. Это верно и для нервных клеток. Генератор Ван де Граафа, используемый для ядерных исследований, может производить ток чисто положительных зарядов, таких как протоны. В ускорителе Тэватрон в Фермилабе перед его закрытием в 2011 году столкнулись пучки протонов и антипротонов, летящие в противоположных направлениях. Протоны положительны, и поэтому их ток направлен в том же направлении, в котором они движутся. Антипротоны заряжены отрицательно, и поэтому их ток направлен в направлении, противоположном направлению движения реальных частиц.

Ток, протекающий по проводу, более подробно показан на рис. 5.1.5. На рисунке показано движение заряженных частиц, составляющих ток. Тот факт, что обычный ток считается направленным в сторону положительного заряда, восходит к американскому ученому и государственному деятелю Бенджамину Франклину в 1700-х годах. Не зная о частицах, из которых состоит атом (а именно о протоне, электроне и нейтроне), Франклин полагал, что электрический ток течет от материала, в котором больше «электрической жидкости», к материалу, в котором меньше этого «электрического флюида». электрическая жидкость». Он ввел термин  положительный  для материала, в котором было больше этой электрической жидкости, и отрицательный  для материала, в котором не было электрической жидкости. Он предположил, что ток будет течь от материала с большим количеством электрического флюида — положительного материала — к отрицательному материалу, в котором меньше электрического флюида. Франклин назвал это направление тока положительным током. Это было довольно продвинутое мышление для человека, который ничего не знал об атоме.

(рис. 5.1.5)  

Рисунок 5.1.5  Ток — это скорость, с которой заряд проходит через площадь, например через поперечное сечение провода. Обычный ток определяется как движущийся в направлении электрического поля. (а) Положительные заряды движутся в направлении электрического поля, которое совпадает с направлением обычного тока. б) Отрицательные заряды движутся в направлении, противоположном электрическому полю. Обычный ток направлен в сторону, противоположную движению отрицательного заряда. Поток электронов иногда называют электронным потоком.

Теперь мы знаем, что материал является положительным, если в нем больше протонов, чем электронов, и отрицательным, если в нем больше электронов, чем протонов. В проводящем металле протекание тока обусловлено в первую очередь электронами, текущими от отрицательного материала к положительному, но по историческим причинам мы рассматриваем протекание положительного тока, и показано, что ток течет от положительного вывода батареи к положительному. отрицательный терминал.

Важно понимать, что электрическое поле присутствует в проводниках и отвечает за создание тока (рис. 5.1.5). В предыдущих главах мы рассмотрели статический электрический случай, когда заряды в проводнике быстро перераспределяются по поверхности проводника, чтобы нейтрализовать внешнее электрическое поле и восстановить равновесие. В случае электрической цепи заряды не могут достичь равновесия за счет внешнего источника электрического потенциала, такого как батарея. Энергия, необходимая для перемещения заряда, обеспечивается электрическим потенциалом батареи.

Хотя электрическое поле отвечает за движение зарядов в проводнике, работа, совершаемая над зарядами электрическим полем, не увеличивает кинетическую энергию зарядов. Мы покажем, что электрическое поле отвечает за то, чтобы электрические заряды двигались с «дрейфовой скоростью».

Цитаты Кандела

Контент под лицензией CC, конкретное указание авторства[email protected]. Получено с : http://cnx.org/contents/[email protected]. Лицензия : CC BY: Attribution

Риджентс Физика Электрический ток

Поток заряда

Электрический ток — это поток заряда, так же как потоки воды — это поток молекул воды. Молекулы воды имеют тенденцию течь из областей с высокой потенциальной гравитационной энергией в области с низкой потенциальной гравитационной энергией. Электрические токи текут от высокого электрического потенциала к низкому электрическому потенциалу . И чем больше разница между высоким и низким потенциалом, тем больше течет ток!

В большинстве электрических токов движущимися зарядами являются отрицательные электроны. Однако по историческим причинам, восходящим к Бену Франклину, мы говорим, что обычных токов текут в направлении, в котором положительные заряды будут двигаться . Несмотря на то, что это неудобно, довольно легко держаться прямо, если вы просто помните, что фактически движущиеся заряды, электроны, текут в направлении, противоположном направлению электрического тока. Имея это в виду, мы можем констатировать, что положительный ток течет от высокого потенциала к низкому потенциалу , хотя на самом деле носители заряда (электроны) текут от низкого потенциала к высокому.

Электрический ток (I) измеряется в амперах (А) или амперах и может быть рассчитан путем нахождения общего количества заряда (q) в кулонах, который проходит через определенную точку за заданное время (t) . Таким образом, электрический ток можно рассчитать как:

Вопрос: Заряд в 30 кулонов проходит через Резистор 24 Ом за 6,0 секунд. Что это ток через резистор?

Ответ:

Сопротивление

Электрические заряды могут легко перемещаться в одних материалах (проводниках) и менее свободно в других (изоляторах), как мы узнали ранее. Мы описываем способность материала проводить электрический заряд как проводимость . Хорошие проводники имеют высокую проводимость. Проводимость материала зависит от:

  1. Плотности свободных зарядов, доступных для движения
  2. Мобильность этих бесплатных сборов

Аналогичным образом мы описываем способность материала сопротивляться движению электрического заряда, используя удельное сопротивление , обозначаемое греческой буквой ро (). Удельное сопротивление измеряется в ом-метрах, которые обозначаются греческой буквой омега, умноженной на метры (•м). И проводимость, и удельное сопротивление являются свойствами материала.

Когда объект создается из материала, способность материала проводить электричество или проводимость зависит от проводимости материала, а также от формы материала. Например, полая цилиндрическая труба имеет более высокую проводимость воды, чем цилиндрическая труба, наполненная ватой. Однако форма трубы также играет роль. Очень толстая, но короткая труба может провести много воды, но очень узкая и очень длинная труба не может провести столько воды. И геометрия объекта, и композиция объекта влияют на его проводимость .

Сосредоточив внимание на способности объекта сопротивляться потоку электрического заряда, мы обнаружили, что объекты, изготовленные из материалов с высоким удельным сопротивлением, имеют тенденцию препятствовать прохождению электрического тока и имеют высокое сопротивление . Кроме того, материалы, сформированные в виде длинных тонких объектов, также увеличивают электрическое сопротивление объекта. Наконец, объекты обычно демонстрируют более высокое сопротивление при более высоких температурах . Мы берем все эти факторы вместе, чтобы описать сопротивление объекта потоку электрического заряда. Сопротивление — это функциональное свойство объекта, описывающее способность объекта препятствовать протеканию через него заряда. Единицы сопротивления — омы ().

Для любой заданной температуры мы можем рассчитать электрическое сопротивление объекта в омах по следующей формуле, которую можно найти в вашей справочной таблице.

В этой формуле R — сопротивление объекта в омах (), rho () равно удельное сопротивление материала, из которого изготовлен объект, в ом*метрах (•м), L — длина объекта в метрах, а A — площадь поперечного сечения объекта в метрах в квадрате. Обратите внимание, что таблица удельных сопротивлений материалов для постоянной температуры дана вам в справочной таблице!

Давайте попробуем решить примерную задачу по расчету электрического сопротивления объекта:

Вопрос: Провод длиной 3,50 м с площадью поперечного сечения
3,14×10 –6 м 2 в 20° по Цельсию имеет сопротивление 0,0625 Ом. Определить удельное сопротивление проволоки и материал, из которого она изготовлена.

Ответ:

Закон Ома

Если сопротивление препятствует протеканию тока, а разность потенциалов способствует протеканию тока, то имеет смысл только то, что эти величины должны быть каким-то образом связаны. Джордж Ом изучил и количественно определил эти отношения для проводников и резисторов в знаменитой формуле, теперь известной как 9.0011 Закон Ома :

Закон Ома может иметь более качественный смысл, если мы немного изменим его:

Теперь легко увидеть, что ток, протекающий через проводник или резистор (в амперах), равен разности потенциалов на объекта (в вольтах), деленное на сопротивление объекта (в омах). Если вы хотите, чтобы протекал большой ток, вам потребуется большая разность потенциалов (например, большая батарея) и/или очень маленькое сопротивление.

Вопрос: Ток в проводе 24 ампера при подключении к 1,5 вольту батарея. Найдите сопротивление провода.

Ответ:

Примечание. Закон Ома на самом деле не является законом физики — не все материалы подчиняются этому соотношению. Однако это очень полезное эмпирическое соотношение, которое точно описывает основные электрические характеристики проводников и резисторов. Один из способов проверить, является ли материал омическим (если он соответствует закону Ома), — построить график зависимости напряжения от тока, протекающего через материал. Если материал подчиняется закону Ома, вы получите линейную зависимость, а наклон линии равен сопротивлению материала.


Электрические цепи

Электрическая цепь представляет собой замкнутый контур, по которому может протекать ток. Электрическая цепь может состоять практически из любых материалов (включая людей, если мы не будем осторожны!), но на практике они обычно состоят из электрических устройств, таких как провода, батареи, резисторы и переключатели. Обычный ток будет течь по полному замкнутому пути (замкнутой цепи) от высокого потенциала к низкому, поэтому электроны фактически текут в противоположном направлении, от низкого потенциала к высокому потенциалу. Если путь не является замкнутым контуром (разомкнутая цепь), заряд не будет течь.

Электрические цепи, представляющие собой трехмерные конструкции, обычно представляются в двух измерениях с помощью схем, известных как принципиальные схемы. Эти схемы представляют собой упрощенные стандартизированные представления, в которых общие элементы схемы представлены специальными символами, а провода, соединяющие элементы схемы, представлены линиями. Обозначения основных схем показаны в справочной таблице по физике.

Чтобы по цепи протекал ток, необходимо наличие источника разности потенциалов. Типичными источниками разности потенциалов являются гальванические элементы, батареи (состоящие из двух или более элементов, соединенных вместе) и источники питания (напряжения). Мы часто называем гальванические элементы батареями в общепринятой терминологии. Рисуя элемент или батарею на принципиальной схеме, помните, что более длинная сторона символа — это положительный полюс.

Электрические цепи должны образовывать полный проводящий путь для прохождения тока. В примере цепи, показанном внизу слева, цепь не завершена, потому что переключатель разомкнут, поэтому ток не будет течь, и лампа не загорится. Однако в схеме внизу справа переключатель замкнут, создавая замкнутый контур. Пойдет ток и лампа загорится.

Обратите внимание, что на рисунке справа обычный ток будет течь от плюса к минусу, создавая путь тока в цепи по часовой стрелке. Однако настоящие электроны в проводе текут в противоположном направлении или против часовой стрелки.


Вольтметры

Вольтметры — это инструменты, используемые для измерения разности потенциалов между двумя точками цепи. Вольтметр подключается параллельно измеряемому элементу, что означает создание альтернативного пути тока вокруг измеряемого элемента и через вольтметр. Вы правильно подключили вольтметр, если можете удалить вольтметр из цепи, не разорвав цепь. На схеме справа подключен вольтметр для правильного измерения разности потенциалов на лампе. Вольтметры имеют очень высокое сопротивление, чтобы свести к минимуму ток, протекающий через вольтметр, и влияние вольтметра на цепь.


Амперметры

Амперметры — это инструменты, используемые для измерения тока в цепи. Амперметр включен последовательно с цепью, так что измеряемый ток протекает непосредственно через амперметр. Цепь должна быть разорвана, чтобы правильно вставить амперметр. Амперметры имеют очень низкое сопротивление, чтобы свести к минимуму падение потенциала на амперметре и влияние амперметра на цепь, поэтому параллельное включение амперметра в цепь может привести к чрезвычайно высоким токам и может привести к выходу из строя амперметра. На схеме справа правильно подключен амперметр для измерения тока, протекающего по цепи.

Вопрос: На электрической схеме справа возможно расположение амперметра и вольтметра обозначены кружками 1, 2, 3 и 4. Где должен располагаться амперметр, чтобы правильно измерить общий ток и где должен ли вольтметр быть расположен правильно измерить общее напряжение?

Ответ: Для измерения полного тока амперметр необходимо поставить в положение 1, так как весь ток в цепи должен проходить по этому проводу, а амперметры всегда подключаются последовательно.

Для измерения общего напряжения в цепи вольтметр можно поместить либо в положение 3, либо в положение 4. Вольтметры всегда располагают параллельно анализируемому элементу цепи, а положения 3 и 4 эквивалентны, поскольку они соединены проводами ( и потенциал всегда одинаков в любом месте идеального провода).

Энергия и мощность

Точно так же, как механическая мощность — это скорость, с которой расходуется механическая энергия, электрическая мощность — это скорость, с которой расходуется электрическая энергия. Ранее мы узнали, что когда вы работаете над чем-то, вы изменяете его энергию, и что электрическая работа или энергия равна разности потенциалов, умноженной на заряд.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *