- •1)Основные параметры электрического тока
- •1. От длины проводника ℓ, его сечения s и материала (характеризуется удельным сопротивлением проводника ρ):
- •3. Проводники могут соединяться последовательно и параллельно.
- •1. При последовательном соединении источников:
- •2. При параллельном соединении n одинаковых источников:
- •1. Закон Ома для участка цепи (без эдс):
- •2. Закон Ома для полной цепи:
- •2) Диэлектрики в электрическом поле
- •1. Напряжённость электрического поля внутри диэлектрика может быть не равна нулю.
- •2. Объёмная плотность заряда в диэлектрике может быть отличной от нуля.
- •3. Линии напряжённости могут быть не перпендикулярны поверхности диэлектрика.
- •4. Различные точки диэлектрика могут иметь разный потенциал. Стало быть, говорить о
- •3) Диэлектрическая проницаемость газов
- •4)Диэлектрическая проницаемость жидких диэлектриков
- •5) Диэлектрическая проницаемость твердых диэлектриков
- •1) Под действием внешних факторов;
- •2) Вследствие соударений заряженных частиц с молекулами (в сильных полях).
- •1) Наличия примесей;
- •2) Строения молекул (неполярная или полярная).
- •8)Диэлектрические потери
- •9) Диэлектрические потери в жидких диэлектриках в газах и тв. Диэлектриках
- •1) Диэлектрики содержат эмульсионную воду и твёрдые механические загрязнения;
- •2) Технически чистые, диэлектрики практически не содержат эмульсионной воды и механических загрязнений;
- •3) Особо тщательно очищенные, т. Е. Совершенно не содержат воды и механических загрязнений, а также хорошо дегазированы.
- •13) Пробой жидких диэлектриков
- •14) Пробой твердых диэлектриков
- •19) Керамические диэлектрики
- •20) Разряд в воздухе по поверхности твердого диэлектрика
1. При последовательном соединении источников:
εпосл = ε·n,
rпосл = r·n,
где ε – ЭДС одного источника,
r – сопротивление одного источника,
n – число источников.
2. При параллельном соединении n одинаковых источников:
εпар = ε,
Элементы электрических цепей и сами электрические цепи изображают схематически следующим образом:
|
– внешнее сопротивление проводника (участок электрической цепи без ЭДС) |
|
– амперметр и его включение в цепь; |
|
– вольтметр и его включение в цепь; |
|
– источник тока (источник ЭДС) с внутренним сопротивлением. |
|
– последовательное соединение сопротивлений и источников тока. |
|
– параллельное соединение сопротивлений и источников тока. |
|
– полная электрическая цепь. |
Для решения задач по расчету электрических цепей используется закон Ома:
1. Закон Ома для участка цепи (без эдс):
или ,
где – удельная проводимость проводника,
Е – напряженность электрического поля в проводнике.
2. Закон Ома для полной цепи:
где R – внешнее сопротивление цепи,
r – внутреннее сопротивление источника тока,
R + r – называется полным сопротивлением цепи.
Следствия:
а) если R → 0, источник замкнут накоротко:
где Iкз – ток короткого замыкания;
б) если R → ∞, цепь разомкнута:
I = 0; U = ε,
т.е. ЭДС источника численно равна напряжению на его зажимах при разомкнутой внешней цепи.
Для расчетов полных электрических цепей полезно знать следующие величины:
а) полная мощность, развиваемая источником:
б) полезная мощность (выделяемая на внешнем сопротивлении):
в) мощность потерь: Pпотерь = Pu – Pn = I2·r;
г) КПД источника:
Электрический ток I, проходя по участку цепи без ЭДС с сопротивлением R, совершает работу А по перемещению электрических зарядов, которую можно рассчитать по формуле:
,
где U – напряжение на участке цепи,
t – время пропускания тока.
Мощность N тока, согласно определения, равна:
При протекании тока по проводнику он нагревается и в нем выделяется количество теплоты Q, которое без учета потерь рассчитывается по закону Джоуля-Ленца:
Электрический ток – это проходящие через проводник электроны, несущие отрицательный заряд. Объем этого заряда или, иными словами, количество электричества характеризует силу тока. Мы знаем, что сила тока одинакова во всех местах цепи.
Электроны не могут исчезать или «спрыгивать» с проводов и нагрузки. Поэтому, силу тока мы можем измерить в любом местеэлектрической цепи. Однако, будет ли одинаковымдействие тока на разные участки этой цепи? Давайте разберемся.
Проходя по проводам, ток лишь слегка их нагревает, однако не совершает при этом большой работы. Проходя же через спираль электрической лампочки, ток не просто сильно нагревает ее, он нагревает ее до такой степени, что она, раскаляясь, начинает светиться. То есть в данном случае ток совершает механическую работу, и довольно приличную работу. Ток тратит свою энергию. Электроны в том же количестве продолжают бежать дальше, но энергии у них уже поменьше.
Определение электрического напряжения
То есть электрическое поле должно было «протащить» электроны через нагрузку, и энергия, которая при этом израсходовалась, характеризуется величиной, называемой электрическим напряжением. Эта же энергия потратилась на какое-то изменение состояния вещества нагрузки. Энергия, как мы знаем, не пропадает в никуда и не появляется из ниоткуда. Об этом гласит Закон сохранения энергии. То есть, если ток потратил энергию на прохождение через нагрузку, эту энергию приобрела нагрузка и, например, нагрелась.
То есть, приходим к определению: напряжение электрического тока – это величина, показывающая, какую работу совершило поле при перемещении заряда от одной точки до другой. Напряжение в разных участках цепи будет различным. Напряжение на участке пустого провода будет совсем небольшим, а напряжение на участке с какой-либо нагрузкой будет гораздо большим, и зависеть величина напряжения будет от величины работы, произведенной током. Измеряют напряжение в вольтах (1 В). Для определения напряжения существует формула:
U=A/q,
где U - напряжение,A – работа, совершенная током по перемещению заряда q на некий участок цепи.
Напряжение на полюсах источника тока
Что касается напряжения на участке цепи – все понятно. А что же тогда означает напряжение на полюсах источника тока? Вданном случае это напряжение означает потенциальную величину энергии, которую может источник придать току. Это как давление воды в трубах. Эта величина энергии, которая будет израсходована, если к источнику подключить некую нагрузку. Поэтому, чем большее напряжение у источника тока, тем большую работу может совершить ток.