Prezentacja fizyki na temat prądu elektrycznego. Prezentacja na temat „DC”

CO TO JEST PRĄD ELEKTRYCZNY W METALIACH?

Prąd elektryczny w metalach – Jest to uporządkowany ruch elektronów pod wpływem pola elektrycznego. Eksperymenty pokazują, że gdy prąd przepływa przez metalowy przewodnik, żadna substancja nie jest przenoszona, dlatego jony metali nie biorą udziału w przenoszeniu ładunku elektrycznego.

CHARAKTER PRĄDU ELEKTRYCZNEGO W METALICH

Prąd elektryczny w przewodnikach metalowych nie powoduje żadnych zmian w tych przewodnikach, z wyjątkiem ich nagrzania.

Stężenie elektronów przewodzących w metalu jest bardzo wysokie: w rzędzie wielkości jest równe liczbie atomów na jednostkę objętości metalu. Elektrony w metalach są w ciągłym ruchu. Ich losowy ruch przypomina ruch cząsteczek gazu doskonałego. Dało to podstawy do przypuszczenia, że elektrony w metalach tworzą rodzaj gazu elektronowego. Ale prędkość losowego ruchu elektronów w metalu jest znacznie większa niż prędkość cząsteczek w gazie.

DOŚWIADCZENIE E.RIKKE

Niemiecki fizyk Karl Ricke przeprowadził eksperyment, w którym prąd elektryczny przepływał przez rok przez trzy dociśnięte do siebie cylindry szlifowane - miedź, aluminium i ponownie miedź. Po zakończeniu stwierdzono, że pozostały jedynie niewielkie ślady wzajemnego przenikania metali, które nie przewyższały skutków zwykłej dyfuzji atomów w ciałach stałych. Pomiary przeprowadzone z dużą dokładnością wykazały, że masa każdego z cylindrów pozostała niezmieniona. Ponieważ masy atomów miedzi i aluminium znacznie się od siebie różnią, masa cylindrów musiałaby znacznie się zmienić, gdyby nośnikami ładunku były jony. Dlatego wolne nośniki ładunku w metalach nie są jonami. Ogromny ładunek, który przeszedł przez cylindry, najwyraźniej był przenoszony przez cząstki, które są takie same zarówno w miedzi, jak i aluminium. Naturalne jest założenie, że prąd w metalach prowadzony jest przez wolne elektrony.

Karl Victor Eduard Rikke

DOŚWIADCZENIE L.I. MANDELSHTAM I N.D. PAPALEKS

Rosyjscy naukowcy L.I. Mandelstam i N.D. Papaleksi przeprowadzili oryginalny eksperyment w 1913 roku. Cewka z drutem zaczęła się skręcać w różnych kierunkach. Obrócą go zgodnie z ruchem wskazówek zegara, a następnie nagle zatrzymają i z powrotem. Rozumowali mniej więcej tak: jeśli elektrony rzeczywiście mają masę, to gdy cewka nagle się zatrzyma, elektrony powinny przez jakiś czas poruszać się na zasadzie bezwładności. I tak się stało. Do końcówek drutu podłączyliśmy telefon i usłyszeliśmy dźwięk, co oznaczało, że przepływał przez niego prąd.

Mandelstam Leonid Izaakowicz

Nikołaj Dmitriewicz Papaleksi (1880-1947)

DOŚWIADCZENIA T. STEWARTA I R. TOLMANA

Doświadczenie Mandelstama i Papaleksiego powtórzyli w 1916 roku amerykańscy naukowcy Tolman i Stewart.

Cewka z duża liczba zwoje cienkiego drutu wprowadzono w szybki obrót wokół własnej osi. Końce cewki połączono za pomocą giętkich przewodów z czułym galwanometrem balistycznym. Nieskręcona cewka została gwałtownie spowolniona, a w obwodzie powstał krótkotrwały prąd z powodu bezwładności nośników ładunku. Całkowity ładunek przepływający przez obwód mierzono poprzez odchylenie igły galwanometru.

Butlera Stuarta Thomasa

Richarda Chase’a Tolmana

KLASYCZNA TEORIA ELEKTRONIKI

Założenie, że za prąd elektryczny w metalach odpowiadają elektrony, istniało jeszcze przed eksperymentem Stewarta i Tolmana. W 1900 roku niemiecki naukowiec P. Drude w oparciu o hipotezę o istnieniu swobodnych elektronów w metalach stworzył swoją elektroniczną teorię przewodnictwa metali, nazwaną na cześć klasyczna teoria elektronów . Zgodnie z tą teorią elektrony w metalach zachowują się jak gaz elektronowy, podobnie jak gaz doskonały. Wypełnia przestrzeń pomiędzy jonami tworzącymi metalową sieć krystaliczną

Rysunek przedstawia trajektorię jednego ze swobodnych elektronów w sieci krystalicznej metalu

PODSTAWOWE ZAPISY TEORII:

Dostępność duża liczba elektrony w metalach przyczyniają się do ich dobrej przewodności.
Pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego uporządkowany ruch nakłada się na przypadkowy ruch elektronów, tj. powstaje prąd.
Natężenie prądu elektrycznego przepływającego przez metalowy przewodnik jest równe:
Ponieważ wewnętrzna struktura różnych substancji jest inna, opór również będzie inny.
Wraz ze wzrostem chaotycznego ruchu cząstek substancji ciało nagrzewa się, tj. uwalnianie ciepła. Prawo Joule'a-Lenza jest przestrzegane tutaj:

l = e * n * S * Ū re

NADPRZEWODNICTWO METALI I STOPÓW

Niektóre metale i stopy charakteryzują się nadprzewodnictwem, czyli całkowitym zerowym oporem elektrycznym, gdy osiągną temperaturę poniżej określonej wartości (temperatura krytyczna).

Zjawisko nadprzewodnictwa odkrył holenderski fizyk H. Kamerling – Ohness w 1911 roku dla rtęci (T cr = 4,2 o K).

OBSZAR ZASTOSOWANIA PRĄDU ELEKTRYCZNEGO:

uzyskanie silnych pól magnetycznych
przesył energii elektrycznej od źródła do odbiorcy
mocne elektromagnesy z uzwojeniami nadprzewodzącymi w generatorach, silnikach elektrycznych i akceleratorach, w urządzeniach grzewczych

Obecnie w energetyce istnieje duży problem związany z dużymi stratami podczas przesyłu energii elektrycznej przewodami.

Możliwe rozwiązanie problemu:

Budowa dodatkowych linii elektroenergetycznych - wymiana przewodów o większych przekrojach - podwyższenie napięcia - rozdzielenie faz

Prąd elektryczny Projekt ucznia ósmej klasy Miejskiej Placówki Oświatowej „Szkoła Średnia nr 4”, Kimry Ilya Ustinova 201 4-2015

Prąd elektryczny to uporządkowany (ukierunkowany) ruch naładowanych cząstek.

Natężenie prądu jest równe stosunkowi ładunku elektrycznego q przechodzącego przez przekrój przewodnika do czasu jego przejścia t. I= I - natężenie prądu (A) q- ładunek elektryczny (C) t- czas (s) g t

Jednostka miary natężenia prądu Jednostką natężenia prądu jest natężenie prądu, przy którym odcinki równoległych przewodów o długości 1 m oddziałują z siłą 2∙10 -7 N (0,0000002 N). Jednostka ta nazywa się AMPER (A). -7

Ampere Andre Marie Urodził się 22 stycznia 1775 roku w Polemiers koło Lyonu w rodzinie arystokratycznej. Otrzymał wykształcenie domowe. Zajmował się badaniami nad związkami elektryczności i magnetyzmu (Ampère nazwał ten zakres zjawisk elektrodynamiką). Następnie rozwinął teorię magnetyzmu. Ampère zmarł w Marsylii 10 czerwca 1836 roku.

Amperomierz Amperomierz to urządzenie służące do pomiaru prądu. Amperomierz łączy się szeregowo z urządzeniem, w którym mierzony jest prąd.

Pomiar prądu Obwód elektryczny Schemat obwodu elektrycznego

Napięcie jest wielkością fizyczną, która pokazuje, jaką pracę wykonuje pole elektryczne podczas poruszania jednostką ładunek dodatni z jednego punktu do drugiego. A q U=

Jednostką miary jest napięcie elektryczne na końcach przewodnika, przy którym praca wykonana podczas przemieszczania ładunku elektrycznego o wartości 1 C wzdłuż tego przewodnika jest równa 1 J. Jednostka ta nazywa się WOLT (V).

Alessandro Volta to włoski fizyk, chemik i fizjolog, jeden z twórców doktryny o elektryczności. Alessandro Volta urodził się w 1745 roku jako czwarte dziecko w rodzinie. W 1801 roku otrzymał od Napoleona tytuł hrabiego i senatora. Volta zmarł w Como 5 marca 1827 r.

Woltomierz Woltomierz to urządzenie służące do pomiaru napięcia elektrycznego. Woltomierz podłącza się do obwodu równoległego do odcinka obwodu, pomiędzy którego końcami mierzone jest napięcie.

Pomiar napięcia Schemat obwodu elektrycznego Obwód elektryczny

Opór elektryczny Opór jest wprost proporcjonalny do długości przewodnika, odwrotnie proporcjonalny do jego pola przekroju poprzecznego i zależy od substancji, z której wykonany jest przewodnik. R = ρ ℓ S R- rezystancja ρ - rezystywność ℓ - długość przewodu S - pole przekroju poprzecznego

Przyczyną oporu jest oddziaływanie poruszających się elektronów z jonami sieci krystalicznej.

Za jednostkę oporu przyjmuje się 1 om. rezystancja takiego przewodnika, w którym przy napięciu na końcach 1 wolta natężenie prądu jest równe 1 amperowi.

Ohm Georg OM (Ohm) Georg Simon (16 marca 1787, Erlangen - 6 lipca 1854, Monachium), niemiecki fizyk, autor jednego z podstawowych praw, Ohm rozpoczął badania nad elektrycznością. W 1852 roku Ohm otrzymał stanowisko profesora zwyczajnego. Ohm zmarł 6 lipca 1854 r. W 1881 r. na kongresie elektrotechnicznym w Paryżu naukowcy jednogłośnie zatwierdzili nazwę jednostki oporu - 1 om.

Prawo Ohma Natężenie prądu w odcinku obwodu jest wprost proporcjonalne do napięcia na końcach tego odcinka i odwrotnie proporcjonalne do jego rezystancji. Ja = ty R

Wyznaczanie rezystancji przewodu R=U:I Pomiar prądu i napięcia Schemat obwodu elektrycznego

ZASTOSOWANIE PRĄDU ELEKTRYCZNEGO

Prezentacja z fizyki na temat: „Prąd elektryczny” Ukończyli: Viktor_Sad Kapustin Liceum nr 18; 10 Nauczyciel klasy IV I.A. Boyarina 1. Podstawowe informacje o prądzie elektrycznym 2. Natężenie prądu 3. Rezystancja 4. Napięcie 5. Prawo Ohma dla odcinka obwodu 6. Prawo Ohma dla całego obwodu 7. Podłączenie amperomierza i woltomierza 8. Testy

Prąd elektryczny to uporządkowany ruch swobodnych ładunków elektrycznych pod wpływem pola elektrycznego. Doświadczenie pomoże nam to zrozumieć... Do początku...

Aktualna siła. Natężenie prądu to wielkość fizyczna, która pokazuje ładunek przechodzący przez przewodnik w jednostce czasu. Matematycznie definicję tę zapisuje się w postaci wzoru: I - natężenie prądu (A) q - ładunek (C) t - czas (s) Do pomiaru natężenia prądu stosuje się specjalne urządzenie - amperomierz. Włącza się go w obwód otwarty w miejscu, w którym należy zmierzyć natężenie prądu. Jednostka miary prądu... Powrót do góry...

Opór. 1. Główną cechą elektryczną przewodnika jest opór. 2. Opór zależy od materiału przewodnika i jego wymiarów geometrycznych: R =? *(?/S), gdzie? - rezystancja właściwa przewodnika (wartość zależna od rodzaju substancji i jej stanu). Jednostką rezystywności jest 1 om * m. To wszystko w skrócie. A teraz bardziej szczegółowo... Na początek...

Napięcie. Napięcie to różnica potencjałów między 2 punktami obwodu elektrycznego; w odcinku obwodu, który nie zawiera siły elektromotorycznej, jest równy iloczynowi natężenia prądu i rezystancji odcinka. U = I * R Na początek... To tyle w skrócie. Teraz więcej szczegółów...

Prawo Ohma dla odcinka obwodu: Natężenie prądu w odcinku obwodu jest wprost proporcjonalne do napięcia na końcach przewodnika i odwrotnie proporcjonalne do jego rezystancji. I=U/R Na początek... I udowodnić to?!

Prawo Ohma dla pełnego obwodu: Prąd w pełnym obwodzie jest równy stosunkowi siły elektromotorycznej obwodu do jego całkowitej rezystancji. ja =? / (R + r), gdzie? – SEM, oraz (R + r) – rezystancja całkowita obwodu (suma rezystancji części zewnętrznej i wewnętrznej obwodu). Powrót do góry... Więcej szczegółów...

Podłączenie amperomierza i woltomierza: Amperomierz łączy się szeregowo z przewodnikiem, w którym mierzony jest prąd. Woltomierz podłącza się równolegle do przewodu, na którym mierzone jest napięcie. R R Na początek...

Doświadczenie wyjaśniające wyznaczanie prądu elektrycznego: Dwa elektrometry z dużymi kulami są umieszczone w pewnej odległości od siebie. Jeden z nich jest naelektryzowany naładowanym kijem, co widać po odbiciu strzałki. Następnie biorą przewodnik za uchwyt izolacyjny, w środku którego wlutowana jest żarówka neonowa. Połącz kulę naelektryzowaną z kulą niezelektryzowaną. Światło miga przez chwilę. Na podstawie odchyleń strzałek na elektrometrach dochodzą do wniosku: lewa kula traci część ładunku, a prawa zyskuje ten sam ładunek. Wyjaśnij... Powrót do góry...

Zastanówmy się, co dzieje się w tym eksperymencie: Skoro ładunek jednej kulki zmalał, a ładunek drugiej wzrósł, oznacza to, że ładunki elektryczne przeszły przez przewodnik łączący kule, czemu towarzyszyło świecenie żarówki. W tym przypadku mówimy, że przez przewodnik przepływa prąd elektryczny. Co powoduje, że ładunki przemieszczają się wzdłuż przewodnika? Odpowiedź może być tylko jedna – pole elektryczne. Każde źródło prądu ma dwa bieguny, jeden biegun jest naładowany dodatnio, drugi jest naładowany ujemnie. Kiedy działa źródło prądu, pomiędzy jego biegunami powstaje pole elektryczne. Gdy do tych biegunów podłączony zostanie przewodnik, pojawia się w nim również pole elektryczne wytworzone przez źródło prądu. Pod wpływem tego pola elektrycznego swobodne ładunki wewnątrz przewodnika zaczynają przemieszczać się wzdłuż przewodnika z jednego bieguna na drugi. Następuje uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. To jest prąd elektryczny. Jeśli przewodnik zostanie odłączony od źródła prądu, prąd elektryczny zatrzymuje się. Do początku...

Jednostką prądu jest 1 amper (1 A = 1 C/s). Jednostką prądu jest 1 amper (1 A = 1 C/s). Aby ustalić tę jednostkę, wykorzystuje się magnetyczne działanie prądu. Okazuje się, że przewodniki, w których płynie równoległy, identycznie skierowany prąd, przyciągają się. Przyciąganie to jest tym silniejsze, im dłuższe są te przewodniki i im mniejsza jest odległość między nimi. Za 1 amper przyjmuje się natężenie prądu, który powoduje przyciąganie pomiędzy dwoma cienkimi, nieskończenie długimi, równoległymi przewodnikami umieszczonymi w próżni w odległości 1 m od siebie z siłą 0,0000002 N na każdy metr ich długości. A po prawej stronie amperomierz: Wracamy do początku...

Złóżmy obwód z żarówki i źródła prądu. Gdy obwód zostanie zamknięty, lampka oczywiście się zaświeci. Teraz połączmy kawałek stalowego drutu z łańcuchem. Światło stanie się słabsze. Zastąpmy teraz drut stalowy drutem niklowym. Intensywność żarnika żarówki będzie jeszcze bardziej spadać. Innymi słowy zaobserwowaliśmy osłabienie efektu cieplnego prądu lub spadek mocy prądu. Wniosek wynika z doświadczenia: dodatkowy przewodnik podłączony szeregowo do obwodu zmniejsza w nim prąd. Innymi słowy, przewodnik zapewnia opór prądowi. Różne przewodniki (kawałki drutu) oferują różną rezystancję dla prądu. Zatem opór przewodnika zależy od rodzaju substancji, z której przewodnik jest wykonany. Powrót do góry... Czy istnieją inne przyczyny wpływające na rezystancję przewodu?

Rozważmy eksperyment przedstawiony na rysunku. Litery A i B oznaczają końce cienkiego drutu niklowego, a litera K oznacza ruchomy styk. Przesuwając go po drucie zmieniamy długość odcinka wchodzącego w skład łańcuszka (odcinek AK). Przesuwając kołek K w lewo zobaczymy, że żarówka będzie świecić jaśniej. Przesunięcie styku w prawo spowoduje przyciemnienie światła. Z tego doświadczenia wynika, że zmiana długości przewodnika wchodzącego w skład obwodu powoduje zmianę jego rezystancji. Do góry... Jakie urządzenia służą do zmiany długości przewodu?

Istnieją specjalne urządzenia - reostaty. Zasada ich działania jest taka sama jak w rozważanym przez nas eksperymencie z drutem. Jedyna różnica polega na tym, że aby zmniejszyć rozmiar reostatu, drut nawinięty jest na porcelanowy cylinder zamocowany w korpusie, a ruchomy styk (mówią: „suwak” lub „suwak”) jest zamontowany na metalowym pręcie, który pełni także funkcję dyrygenta. Zatem reostat jest urządzeniem elektrycznym, którego rezystancję można zmieniać. Reostaty służą do regulacji prądu w obwodzie. Trzecim powodem wpływającym na rezystancję przewodnika jest jego pole przekroju poprzecznego. Wraz ze wzrostem rezystancja przewodnika maleje. Rezystancja przewodników zmienia się również wraz ze zmianą ich temperatury. Do początku...

Przez obie lampy przepływa ten sam prąd: 0,4 A. Ale duża lampa pali się jaśniej, to znaczy działa z większą mocą niż mała. Okazuje się, że moc może być różna przy tej samej sile prądu? W naszym przypadku napięcie wytwarzane przez prostownik jest mniejsze niż napięcie wytwarzane przez miejską sieć energetyczną. Dlatego też, gdy natężenie prądu jest równe, moc prądu w obwodzie o niższym napięciu jest mniejsza. Zgodnie z umową międzynarodową jednostką napięcia elektrycznego jest 1 wolt. Jest to napięcie, które przy prądzie 1 A wytwarza prąd o mocy 1 W. Na początek... Vol - to jest zrozumiałe. Wszyscy znamy napięcie 220 V, którego nie należy dotykać. Ale jak zmierzyć te 220?

Do pomiaru napięcia stosuje się specjalne urządzenie - woltomierz. Podłączany jest zawsze równolegle do końców odcinka obwodu, na którym ma być mierzone napięcie. Wygląd szkolny woltomierz demonstracyjny pokazano na rysunku po prawej stronie. Do początku...

Ustalmy eksperymentalnie zależność prądu od napięcia: Rysunek przedstawia obwód elektryczny składający się ze źródła prądu - baterii, amperomierza, spirali z drutu niklowego, klucza i woltomierza połączonych równolegle do spirali. Zamknąć obwód i zanotować odczyty przyrządu. Następnie do pierwszego akumulatora podłącza się drugi akumulator tego samego typu i obwód ponownie zamyka się. Napięcie na cewce podwoi się, a amperomierz pokaże dwukrotnie większy prąd. W przypadku trzech akumulatorów napięcie na cewce wzrasta trzykrotnie, a prąd wzrasta o tę samą wartość. Zatem doświadczenie pokazuje, że niezależnie od tego, ile razy wzrasta napięcie przyłożone do tego samego przewodnika, natężenie prądu w nim wzrasta o tę samą wielkość. Innymi słowy, prąd w przewodniku jest wprost proporcjonalny do napięcia na końcach przewodnika. No cóż... Możemy wrócić do początku...

Aby odpowiedzieć na pytanie, jak siła prądu w obwodzie zależy od rezystancji, zwróćmy się do doświadczenia. Rysunek przedstawia obwód elektryczny, w którym źródłem prądu jest akumulator. W obwodzie tym zawarte są kolejno przewodniki o różnych rezystancjach. Podczas eksperymentu napięcie na końcach przewodnika utrzymuje się na stałym poziomie. Jest to monitorowane za pomocą odczytów woltomierza. Prąd w obwodzie mierzy się amperomierzem. Poniższa tabela przedstawia wyniki eksperymentów z trzema różnymi przewodnikami: Kontynuuj eksperyment... Powrót do góry...

W pierwszym eksperymencie rezystancja przewodnika wynosi 1 om, a prąd w obwodzie wynosi 2 A. Rezystancja drugiego przewodnika wynosi 2 omy, tj. dwa razy więcej, a prąd jest o połowę słabszy. I wreszcie w trzecim przypadku rezystancja obwodu wzrosła czterokrotnie, a prąd spadł o tę samą wartość. Przypomnijmy, że napięcie na końcach przewodników we wszystkich trzech eksperymentach było takie samo, równe 2 V. Podsumowując wyniki eksperymentów dochodzimy do wniosku: natężenie prądu w przewodniku jest odwrotnie proporcjonalne do rezystancji dyrygenta. Przedstawmy nasze dwa doświadczenia na wykresach: Powrót do góry...

Wewnętrzna część obwodu, podobnie jak zewnętrzna, zapewnia pewien opór przepływającemu przez nią prądowi. Nazywa się to rezystancją źródła wewnętrznego. Na przykład. opór wewnętrzny Generator jest określony przez rezystancję uzwojeń, a rezystancja wewnętrzna ogniw galwanicznych jest określona przez rezystancję elektrolitu i elektrod. Rozważmy najprostszy obwód elektryczny, składający się ze źródła prądu i rezystancji w obwodzie zewnętrznym. Wewnętrzna część obwodu, znajdująca się wewnątrz źródła prądu, a także część zewnętrzna, mają opór elektryczny. Oznaczymy rezystancję odcinka zewnętrznego obwodu przez R, a rezystancję odcinka wewnętrznego przez r. Do początku... Kontynuujmy...

I jak Ohm wyprowadził swoje prawo dla kompletnego obwodu: SEM w obwodzie zamkniętym jest równy sumie spadków napięcia w sekcjach zewnętrznych i wewnętrznych. Napiszmy, zgodnie z prawem Ohma, wyrażenia na napięcia w obwodzie zewnętrznym i wewnętrzne odcinki obwodu Dodając powstałe wyrażenia i wyrażając z powstałej równości natężenia prądu, otrzymujemy wzór odzwierciedlający prawo Ohma dla całego obwodu. Do początku...

Badania: 1. Rysunek przedstawia skalę amperomierza podłączonego do obwodu elektrycznego. Jaki jest prąd w obwodzie? A. 12 ± 1 A B. 18 ± 2 A C. 14 ± 2 A 2. Proton leci w przestrzeń pomiędzy dwoma naładowanymi prętami. Jakim torem będzie podążać? A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 3. Dziewczyna zmierzyła natężenie prądu w urządzeniu przy różnych wartościach napięcia na jego zaciskach. Wyniki pomiarów przedstawiono na rysunku. Jaka była najprawdopodobniej wartość prądu w urządzeniu przy 0 V? A. 0 mA B. 5 mA D. 10 mA Powrót do góry...

Odpowiedź nie jest prawidłowa... Złe testy... Chcę przejść do początku... To oczywiście smutne, ale może spróbujemy jeszcze raz?!

Brawo!!! Prawda!!! Dla mnie za łatwe... Wróćmy jednak do początku... Uwielbiam tego typu gry! Powtórzmy!!!

Prąd elektryczny Prąd elektryczny to uporządkowany (ukierunkowany) ruch ładunków elektrycznych. Prąd przewodzenia (prąd w przewodnikach) to ruch mikroładunków w makrociale. Prąd konwekcyjny to ruch makroskopowych naładowanych ciał w przestrzeni. Prąd w próżni to ruch mikroładunków w próżni.

Prąd elektryczny W przewodniku pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego poruszają się swobodne ładunki elektryczne: dodatnie - wzdłuż pola, ujemne - pod polem. Nośniki ładunku wykonują ruch złożony: 1) chaotyczny ze średnią prędkością v ~ (10 3 ÷ 10 4 m/s), 2) kierowany ze średnią prędkością v ~ E (ułamki mm/s).

Zatem średnia prędkość kierunkowego ruchu elektronów jest znacznie mniejsza niż średnia prędkość ich chaotycznego ruchu. Niską średnią prędkość ruchu ukierunkowanego tłumaczy się ich częstymi zderzeniami z jonami sieci krystalicznej. Jednocześnie jakakolwiek zmiana pola elektrycznego jest przenoszona wzdłuż drutów z prędkością równą prędkości propagacji fali elektromagnetycznej - (3,10 8 m/s). Dlatego ruch elektronów pod wpływem pola zewnętrznego następuje na całej długości drutu niemal równocześnie z przyłożeniem sygnału.

Kiedy ładunki się poruszają, ich rozkład równowagi zostaje zakłócony. W rezultacie powierzchnia przewodnika nie jest już ekwipotencjalna, a wektor natężenia pola elektrycznego E nie jest skierowany prostopadle do powierzchni, ponieważ do ruchu ładunków konieczne jest, aby E τ 0 na powierzchni. Z tego powodu istnieje pole elektryczne wewnątrz przewodnika, które jest równe zero tylko w przypadku równowagowego rozkładu ładunków na powierzchni przewodnika.

Warunki pojawienia się i istnienia prądu przewodzenia: 1. Obecność w ośrodku wolnych nośników ładunku, tj. naładowane cząstki, które mogą się poruszać. W metalu są to elektrony przewodzące; w elektrolitach – jony dodatnie i ujemne; w gazach - jony dodatnie, ujemne i elektrony.

Warunki pojawienia się i istnienia prądu przewodzącego: 2. Obecność w ośrodku pola elektrycznego, którego energia byłaby zużywana na ruch ładunków elektrycznych. Aby prąd trwał, energia pola elektrycznego musi być cały czas uzupełniana, tj. potrzebujesz źródła energii elektrycznej - urządzenia, w którym dowolna energia zamienia się na energię pola elektrycznego.

– natężenie prądu jest liczbowo równe ładunkowi przechodzącemu przez przekrój przewodnika w jednostce czasu. W SI: . Ruch nośników ładunku jednego znaku jest równoznaczny z ruchem nośników ładunku przeciwnego znaku w przeciwnym kierunku. Jeżeli prąd jest tworzony przez dwa rodzaje nośników:

Siły zewnętrzne. Siła elektromotoryczna. Napięcie Jeżeli na nośniki prądu w obwodzie działa jedynie siła pola elektrostatycznego, wówczas nośniki poruszają się, co prowadzi do wyrównania potencjałów we wszystkich punktach obwodu i zaniku pola elektrycznego. Dlatego dla istnienia prądu stałego konieczne jest posiadanie w obwodzie urządzenia, które wytwarza i utrzymuje różnicę potencjałów φ w wyniku działania sił pochodzenia nieelektrycznego. Urządzenia takie nazywane są źródłami prądu (generatory - przetwarzana jest energia mechaniczna, akumulatory - energia reakcji chemicznej pomiędzy elektrodami a elektrolitem).

Siły zewnętrzne. Siła elektromotoryczna. Siły strony trzeciej pochodzenia nieelektrycznego działające na ładunki pochodzące ze źródeł prądowych. Dzięki polu sił zewnętrznych ładunki elektryczne przemieszczają się wewnątrz źródła prądu wbrew siłom pola elektrostatycznego. W rezultacie na końcach obwodu zewnętrznego utrzymuje się różnica potencjałów i przepływa w obwodzie Waszyngton.

Siły zewnętrzne. Siła elektromotoryczna. Siły zewnętrzne wykonują pracę polegającą na przemieszczaniu ładunków elektrycznych. Siła elektromotoryczna (emf - E) to wielkość fizyczna określona przez pracę wykonaną przez siły zewnętrzne podczas przemieszczania pojedynczego ładunku dodatniego

Prawo Ohma dla jednorodnego odcinka obwodu Odcinek obwodu niezawierający źródła pola elektromagnetycznego nazywa się jednorodnym. Prawo Ohma w postaci całkowej: prąd jest wprost proporcjonalny do spadku napięcia na jednorodnym odcinku obwodu i odwrotnie proporcjonalny do rezystancji tego odcinka.

Prawo Ohma nie jest uniwersalną zależnością pomiędzy prądem i napięciem. a) Prąd w gazach i półprzewodnikach podlega prawu Ohma tylko przy małym U. b) Prąd w próżni nie podlega prawu Ohma. Prawo Bogusławskiego-Langmuira (prawo 3/2): I ~ U 3/2. c) w wyładowaniu łukowym - wraz ze wzrostem prądu spada napięcie. Nieprzestrzeganie prawa Ohma wynika z zależności rezystancji od prądu.

Prawo Ohma W SI rezystancja R jest mierzona w omach. Wartość R zależy od kształtu i wielkości przewodnika, a także od właściwości materiału, z którego jest wykonany. Dla przewodnika cylindrycznego: gdzie ρ jest rezystywnością elektryczną [Ohm·m], dla metali jej wartość wynosi około 10 –8 Ohm·m.

Rezystancja przewodnika zależy od jego temperatury: α to temperaturowy współczynnik rezystancji, dla czystych metali (w niezbyt niskich temperaturach α 1 / 273 K -1, ρ 0, R 0 to odpowiednio rezystywność i rezystancja przewodnika przewodnik w temperaturze t = 0 o C. Zależność taką ρ(t) tłumaczy się tym, że wraz ze wzrostem temperatury intensywność ruchu chaotycznego jony dodatnie zwiększa się sieć krystaliczna, kierunkowy ruch elektronów jest hamowany.

Prawo Ohma dla nierównomiernego odcinka obwodu. Nierównomierny to odcinek obwodu zawierający źródło pola elektromagnetycznego. Obwód zamknięty zawiera źródło emf, które w kierunku 1–2 sprzyja ruchowi ładunków dodatnich. E jest natężeniem pola sił Coulomba, E st jest natężeniem pola sił zewnętrznych.

Prawo Ohma dla niejednorodnego odcinka obwodu Praca wykonana przez Coulomba i siły zewnętrzne w celu przemieszczenia pojedynczego ładunku dodatniego q 0+ to spadek napięcia (napięcie). Ponieważ punkty 1, 2 zostały wybrane arbitralnie, powstałe zależności obowiązują dla dowolnych dwóch punktów obwodu elektrycznego:

Praca i moc prądu elektrycznego Prawo Joule'a-Lenza Wolne elektrony zderzając się z jonami sieci krystalicznej, przekazują jonom nadmiar energii kinetycznej, którą nabywają podczas przyspieszonego ruchu w polu elektrycznym. W wyniku tych zderzeń wzrasta amplituda drgań jonów w pobliżu węzłów sieci krystalicznej (ruch termiczny jonów staje się bardziej intensywny). W rezultacie przewodnik nagrzewa się: temperatura jest miarą intensywności chaotycznego ruchu atomów i cząsteczek. Wydzielone ciepło Q jest równe pracy wykonanej przez prąd A.

Prawa Kirchhoffa Stosowane do obliczania rozgałęzionych obwodów prądu stałego. Nierozgałęziony obwód elektryczny to obwód, w którym wszystkie elementy obwodu są połączone szeregowo. Element obwodu elektrycznego to dowolne urządzenie znajdujące się w obwodzie elektrycznym. Węzeł obwodu elektrycznego to punkt w obwodzie rozgałęzionym, w którym zbiegają się więcej niż dwa przewody. Gałąź rozgałęzionego obwodu elektrycznego to odcinek obwodu pomiędzy dwoma węzłami.

Drugie prawo Kirchhoffa (uogólnione prawo Ohma): w dowolnym obwodzie zamkniętym, dowolnie wybranym w rozgałęzionym obwodzie elektrycznym, suma algebraiczna iloczynów natężeń prądu I i i rezystancji odpowiednich odcinków R i tego obwodu jest równa algebraiczna suma emf. w obwodzie.

Drugie prawo Kirchhoffa Prąd uważa się za dodatni, jeśli jego kierunek pokrywa się z umownie wybranym kierunkiem przemieszczania się obwodu. E.m.f. uważa się za dodatni, jeśli kierunek obejścia jest od – do + źródła prądu, tj. e.m.f. wytwarza prąd zgodny z kierunkiem obejścia.

Procedura obliczania obwodu rozgałęzionego: 1. Dowolnie wybierz i wskaż na rysunku kierunek prądu we wszystkich odcinkach obwodu. 2. Policz liczbę węzłów w łańcuchu (m). Zapisz pierwsze prawo Kirchhoffa dla każdego z (m-1) węzłów. 3. Wybierz dowolnie zamknięte kontury w obwodzie, dowolnie wybierz kierunki poruszania się po konturach. 4. Napisz drugie prawo Kirchhoffa dla konturów. Jeżeli łańcuch składa się z p-gałęzi i m-węzłów, to liczba niezależnych równań II prawa Kirchhoffa wynosi (p-m+1).

Używać zapowiedź prezentacje utwórz sobie konto ( konto) Google i zaloguj się: https://accounts.google.com

Podpisy slajdów:

Stały prąd elektryczny

Prąd elektryczny to uporządkowany (ukierunkowany) ruch naładowanych cząstek.

Prąd elektryczny to uporządkowany ruch naładowanych cząstek. Aby istniał prąd elektryczny, konieczne są następujące warunki: Obecność wolnych ładunków elektrycznych w przewodniku; Obecność zewnętrznego pola elektrycznego dla przewodnika.

Bieżąca jednostka -7

Amperomierz Amperomierz to urządzenie służące do pomiaru prądu. Amperomierz łączy się szeregowo z urządzeniem, w którym mierzony jest prąd.

ZASTOSOWANIE PRĄDU ELEKTRYCZNEGO

Biologiczne działanie prądu

Efekt cieplny prądu

Chemiczne działanie prądu elektrycznego zostało po raz pierwszy odkryte w 1800 roku.

Chemiczne działanie prądu

Magnetyczne działanie prądu

Porównaj doświadczenia przeprowadzone na rysunkach. Co łączy te doświadczenia i czym się różnią? Źródło prądu to urządzenie, w którym pewien rodzaj energii jest przekształcany w energię elektryczną. Urządzenia oddzielające ładunki, tj. wytwarzające pole elektryczne nazywane są źródłami prądu.

Pierwsza bateria elektryczna pojawiła się w 1799 r. Został wynaleziony przez włoskiego fizyka Alessandro Voltę (1745 - 1827) - włoskiego fizyka, chemika i fizjologa, wynalazcę źródła prądu stałego. Jego pierwsze źródło prądu, „kolumna galwaniczna”, zostało zbudowane w ścisłej zgodności z jego teorią „metalicznej” elektryczności. Volta na przemian układał jedno na drugim kilkadziesiąt małych cynkowych i srebrnych kółek, umieszczając pomiędzy nimi papier zwilżony osoloną wodą.

Mechaniczne źródło prądu - energia mechaniczna zamieniana jest na energię elektryczną. Do końca XVIII wieku wszystkie techniczne źródła prądu opierały się na elektryfikacji poprzez tarcie. Najbardziej efektywnym z tych źródeł stała się maszyna elektroforowa (tarcze maszyny obracają się w przeciwnych kierunkach. W wyniku tarcia szczotek o tarcze, na przewodnikach maszyny gromadzą się ładunki o przeciwnym znaku). Maszyna elektroforowa

Źródło prądu cieplnego - energia wewnętrzna zamieniana jest na energię elektryczną. Termopara Termopara (termopara) - na jednym końcu należy przylutować dwa przewody z różnych metali, następnie miejsce połączenia zostaje podgrzane, po czym powstaje w nich prąd. Ładunki rozdzielają się, gdy złącze jest podgrzewane. Elementy termiczne stosowane są w czujnikach temperatury oraz w elektrowniach geotermalnych jako czujniki temperatury. Termoelement

Energia świetlna jest przekształcana w energię elektryczną za pomocą paneli słonecznych. Bateria słoneczna Fotokomórka. Kiedy niektóre substancje zostaną oświetlone światłem, pojawia się w nich prąd, energia świetlna zamienia się w energię elektryczną. W tym urządzeniu ładunki rozdzielane są pod wpływem światła. Baterie słoneczne zbudowane są z fotokomórek. Stosowane są w bateriach słonecznych, czujnikach światła, kalkulatorach i kamerach wideo. Fotokomórka

Generator elektromechaniczny. Ładunki oddzielane są poprzez wykonanie pracy mechanicznej. Wykorzystywany do produkcji energii elektrycznej przemysłowej. Generator elektromechaniczny Generator (od łac. generator - producent) to urządzenie, aparatura lub maszyna wytwarzająca dowolny produkt.

Ryż. 1 rys. 2 rys. 3 Jakie źródła prądu widzisz na zdjęciach?

Urządzenie z ogniwem galwanicznym Ogniwo galwaniczne- źródło prądu chemicznego, w wyniku którego powstaje energia elektryczna bezpośrednia konwersja energia chemiczna w reakcji redoks.

Bateria może składać się z kilku ogniw galwanicznych.

Bateria (od łac. akumulator – kolektor) to urządzenie służące do magazynowania energii w celu jej późniejszego wykorzystania.

Źródło prądu Metoda separacji ładunków Zastosowanie Fotokomórka Działanie światła Baterie słoneczne Termoelement Nagrzewanie złączy Pomiar temperatury Generator elektromechaniczny Wykonywanie prac mechanicznych Produkcja energii elektrycznej przemysłowej. energia Ogniwo galwaniczne Reakcja chemiczna Latarki, radia Bateria Reakcja chemiczna Samochody Klasyfikacja źródeł prądu

Jak nazywa się prąd elektryczny? (Prąd elektryczny to uporządkowany ruch naładowanych cząstek.) 2. Co może powodować uporządkowany ruch naładowanych cząstek? (Pole elektryczne.) 3. Jak można wytworzyć pole elektryczne? (Przy pomocy elektryfikacji.) 4. Czy iskrę powstałą w maszynie elektroforowej można nazwać prądem elektrycznym? (Tak, skoro następuje krótkotrwały, uporządkowany ruch naładowanych cząstek?) Utrwalanie materiału. Pytania:

5. Jakie są bieguny dodatnie i ujemne źródła prądu? 6. Jakie aktualne źródła znasz? 7. Czy po uziemieniu naładowanej metalowej kuli powstaje prąd elektryczny? 8. Czy naładowane cząstki poruszają się w przewodniku, gdy przepływa przez niego prąd? 9. Jeśli weźmiesz ziemniaka lub jabłko i wbijesz w nie miedziane i cynkowe płytki. Następnie podłącz do tych płytek żarówkę 1,5 V. Co zrobisz? Mocowanie materiału. Pytania:

Rozwiązujemy zadanie 5.2 na zajęciach Strona 27

Do eksperymentu będziesz potrzebować: Trwałego ręcznika papierowego; folia spożywcza; nożyce; monety miedziane; sól; woda; dwa izolowane przewody miedziane; mała żarówka (1,5 V). Twoje działania: Rozpuść trochę soli w wodzie; Ostrożnie pokrój ręcznik papierowy i folię na kwadraty nieco większe niż monety; Namocz papierowe kwadraty w słonej wodzie; Ułóż stos jeden na drugim: miedzianą monetę, kawałek folii, kolejną monetę i tak dalej kilka razy. Na górze stosu powinien znajdować się papier, a na dole moneta. Wsuń zabezpieczony koniec jednego przewodu pod stos i podłącz drugi koniec do żarówki. Umieść jeden koniec drugiego przewodu na szczycie stosu, a drugi podłącz także do żarówki. Co się stało? Projekt domowy. Zrób baterię.

Wykorzystane zasoby i literatura: Kabardin O.F. Physics, klasa 8 M.: Prosveshchenie, 2014. Tomilin A.N. Opowieści o elektryczności. http://ru.wikipedia.org http://www.disel.r u http://www.fizika.ru http://www.edu.doal.ru http://schools.mari-el.ru http ://www.iro.yar.ru Praca domowa: § 5,6,7 s. 27, zadanie nr 5.1; Projekt domowy. Wykonaj baterię (instrukcja jest przekazywana każdemu uczniowi).