Elektrický proud Elektrický proud je uspořádaný (řízený) pohyb elektrických nábojů. Vodivý proud (proud ve vodičích) je pohyb mikronábojů v makrotěle. Konvekční proud je pohyb makroskopických nabitých těles v prostoru. Proud ve vakuu je pohyb mikronábojů ve vakuu.

Elektrický proud Ve vodiči se pod vlivem působícího elektrického pole pohybují volné elektrické náboje: kladné - podél pole, záporné - proti poli. Nosiče náboje provádějí složitý pohyb: 1) chaotický s průměrnou rychlostí v ~ (10 3 ÷ 10 4 m/s), 2) řízený průměrnou rychlostí v ~ E (zlomky mm/s).

Průměrná rychlost směrového pohybu elektronů je tedy mnohem menší než průměrná rychlost jejich chaotického pohybu. Nízká průměrná rychlost usměrněného pohybu se vysvětluje jejich častými srážkami s ionty krystalové mřížky. Zároveň se jakákoli změna elektrického pole přenáší po drátech rychlostí rovnou rychlosti šíření elektromagnetické vlny - (3·10 8 m/s). K pohybu elektronů vlivem vnějšího pole tedy dochází po celé délce drátu téměř současně s aplikací signálu.

Při pohybu nábojů je narušeno jejich rovnovážné rozložení. V důsledku toho povrch vodiče již není ekvipotenciální a vektor intenzity elektrického pole E nesměřuje kolmo k povrchu, protože pro pohyb nábojů je nutné, aby E τ 0 na povrchu byl elektrické pole uvnitř vodiče, které se rovná nule pouze v případě rovnovážného rozložení nábojů na povrchu vodiče.

Podmínky pro vznik a existenci vodivého proudu: 1. Přítomnost volných nosičů náboje v médiu, tzn. nabité částice, které se mohou pohybovat. V kovu jsou to vodivé elektrony; v elektrolytech – kladné a záporné ionty; v plynech - kladné, záporné ionty a elektrony.

Podmínky pro vznik a existenci vodivého proudu: 2. Přítomnost elektrického pole v prostředí, jehož energie by byla vynaložena na pohyb elektrických nábojů. Aby proud vydržel, musí se energie elektrického pole neustále doplňovat, tzn. potřebujete zdroj elektrické energie – zařízení, ve kterém se jakákoliv energie přeměňuje na energii elektrického pole.

– síla proudu je číselně rovna náboji procházejícímu průřezem vodiče za jednotku času. V SI: . Pohyb nosičů náboje jednoho znaménka je ekvivalentní pohybu nosičů náboje opačného znaménka v opačném směru. Pokud je proud vytvářen dvěma typy nosičů:

Vnější síly. Elektromotorická síla. Napětí Pokud jsou proudové nosiče v obvodu ovlivněny pouze silou elektrostatického pole, pak se nosiče pohybují, což vede k vyrovnání potenciálů ve všech bodech obvodu ak zániku elektrického pole. Proto pro existenci stejnosměrný proud je nutné mít v obvodu zařízení, které působením sil neelektrického původu vytváří a udržuje potenciální rozdíl φ. Taková zařízení se nazývají zdroje proudu (generátory - přeměňuje se mechanická energie; baterie - energie chemické reakce mezi elektrodami a elektrolytem).

Vnější síly. Elektromotorická síla. Síly třetích stran neelektrického původu působící na náboje ze zdrojů proudu. Vlivem pole vnějších sil se elektrické náboje pohybují uvnitř zdroje proudu proti silám elektrostatického pole. V důsledku toho je na koncích vnějšího obvodu udržován rozdíl potenciálů a obvodem protéká konstantní proud.

Vnější síly. Elektromotorická síla. Vnější síly působí na pohyb elektrických nábojů. Elektromotorická síla (emf - E) je fyzikální veličina určená prací vykonanou vnějšími silami při pohybu jednoho kladného náboje

Ohmův zákon pro homogenní úsek obvodu Úsek obvodu, který neobsahuje zdroj emf, se nazývá homogenní. Ohmův zákon v integrální podobě: síla proudu je přímo úměrná úbytku napětí na homogenní části obvodu a nepřímo úměrná odporu této části.

Ohmův zákon není univerzální vztah mezi proudem a napětím. a) Proud v plynech a polovodičích se řídí Ohmovým zákonem pouze při malých U. b) Proud ve vakuu se neřídí Ohmovým zákonem. Boguslavského-Langmuirův zákon (zákon 3/2): I ~ U 3/2. c) při obloukovém výboji - při zvyšování proudu klesá napětí. Neuposlechnutí Ohmova zákona je způsobeno závislostí odporu na proudu.

Ohmův zákon V SI se odpor R měří v ohmech. Hodnota R závisí na tvaru a velikosti vodiče a také na vlastnostech materiálu, ze kterého je vyroben. Pro válcový vodič: kde ρ je elektrický odpor [Ohm m], pro kovy je jeho hodnota asi 10 –8 Ohm m.

Odpor vodiče závisí na jeho teplotě: α je teplotní součinitel odporu pro čisté kovy (při nepříliš nízkých teplotách jsou α 1 / 273 K -1, ρ 0, R 0 resp. měrný odpor resp. vodiče při t = 0 o C. Takovou závislost ρ(t) vysvětlujeme tím, že s rostoucí teplotou roste intenzita chaotického pohybu kladných iontů krystalové mřížky a je inhibován směrový pohyb elektronů.

Ohmův zákon pro nestejnoměrný úsek obvodu Nestejnoměrný je úsek obvodu obsahující zdroj emf. Uzavřený obvod obsahuje zdroj emf, který ve směru 1–2 podporuje pohyb kladných nábojů. E je intenzita pole Coulombových sil, E st je intenzita pole vnějších sil.

Ohmův zákon pro nehomogenní úsek obvodu Práce vykonaná Coulombem a vnějšími silami k pohybu jediného kladného náboje q 0+ je úbytek napětí (napětí). Protože body 1, 2 byly zvoleny libovolně, platí výsledné vztahy pro libovolné dva body elektrického obvodu:

Práce a síla elektrického proudu Joule-Lenzův zákon Při srážce volných elektronů s ionty krystalové mřížky předávají iontům přebytečnou kinetickou energii, kterou získají při zrychleném pohybu v elektrickém poli. V důsledku těchto srážek se zvyšuje amplituda vibrací iontů v blízkosti uzlů krystalové mřížky (tepelný pohyb iontů se stává intenzivnějším). V důsledku toho se vodič zahřívá: teplota je mírou intenzity chaotického pohybu atomů a molekul. Uvolněné teplo Q se rovná práci vykonané proudem A.

Kirchhoffovy zákony Slouží k výpočtu rozvětvených stejnosměrných obvodů. Nevětvený elektrický obvod je obvod, ve kterém jsou všechny prvky obvodu zapojeny do série. Prvek elektrického obvodu je jakékoli zařízení zahrnuté v elektrickém obvodu. Uzel elektrického obvodu je bod v rozvětveném obvodu, kde se sbíhají více než dva vodiče. Větev rozvětveného elektrického obvodu je úsek obvodu mezi dvěma uzly.

Druhý Kirchhoffův zákon (zobecněný Ohmův zákon): v libovolném uzavřeném obvodu, libovolně zvoleném v rozvětveném elektrickém obvodu, je algebraický součet součinů sil proudu I i a odporu příslušných úseků R i tohoto obvodu roven algebraický součet emf. v okruhu.

Druhý Kirchhoffův zákon Proud je považován za kladný, pokud se jeho směr shoduje s konvenčně zvoleným směrem průchodu obvodu. E.m.f. se považuje za kladné, je-li směr bypassu od – do + zdroje proudu, tzn. e.m.f. vytváří proud shodující se se směrem bypassu.

Postup výpočtu rozvětveného obvodu: 1. Libovolně vyberte a na výkresu uveďte směr proudu ve všech úsecích obvodu. 2. Spočítejte počet uzlů v řetězci (m). Napište první Kirchhoffův zákon pro každý z (m-1) uzlů. 3. Volba libovolně uzavřených vrstevnic v okruhu, libovolná volba směrů procházení vrstevnic. 4. Napište druhý Kirchhoffův zákon pro obrysy. Pokud se řetězec skládá z p-větví a m-uzlů, pak počet nezávislých rovnic 2. Kirchhoffova zákona je (p-m+1).

Elektrický proud Projekt studenta 8. ročníku Městského vzdělávacího ústavu „SOŠ č. 4“, Kimry Ilya Ustinova 201 4-2015

Elektrický proud je uspořádaný (řízený) pohyb nabitých částic.

Síla proudu je rovna poměru elektrického náboje q procházejícího průřezem vodiče k době jeho průchodu t. I= I - síla proudu (A) q- elektrický náboj (C) t- čas (s) g t

Jednotka měření intenzity proudu Jednotkou intenzity proudu je síla proudu, při které úseky paralelních vodičů o délce 1 m interagují silou 2∙10 -7 N (0,0000002N). Tato jednotka se nazývá AMPÉR (A). -7

Ampere Andre Marie Narozen 22. ledna 1775 v Polemiers u Lyonu ve šlechtické rodině. Získal domácí vzdělání Zabýval se výzkumem souvislostí mezi elektřinou a magnetismem (Ampère nazval tento rozsah jevů elektrodynamika). Následně vyvinul teorii magnetismu. Ampere zemřel v Marseille 10. června 1836.

Ampérmetr Ampérmetr je zařízení pro měření proudu. Ampérmetr je zapojen do série se zařízením, ve kterém se měří proud.

Měření proudu Elektrický obvod Schéma elektrického obvodu

Napětí je fyzikální veličina, která ukazuje, jakou práci vykoná elektrické pole, když přesune jednotkový kladný náboj z jednoho bodu do druhého. Aq U=

Jednotkou měření je elektrické napětí na koncích vodiče, při kterém je práce vykonaná na přesun elektrického náboje 1 C podél tohoto vodiče rovna 1 J. Tato jednotka se nazývá VOLT (V)

Alessandro Volta je italský fyzik, chemik a fyziolog, jeden ze zakladatelů doktríny elektřiny. Alessandro Volta se narodil v roce 1745 jako čtvrté dítě v rodině. V roce 1801 obdržel od Napoleona titul hraběte a senátora. Volta zemřel v Como 5. března 1827.

Voltmetr Voltmetr je měřicí zařízení elektrické napětí. Voltmetr je připojen k obvodu paralelně k části obvodu, mezi jehož konci se měří napětí.

Měření napětí Schéma elektrického obvodu Elektrický obvod

Elektrický odpor Odpor je přímo úměrný délce vodiče, nepřímo úměrný jeho průřezové ploše a závisí na látce vodiče. R = ρ ℓ S R- odpor ρ - rezistivita ℓ - délka vodiče S- plocha průřezu

Příčinou odporu je interakce pohybujících se elektronů s ionty krystalové mřížky.

Jednotkou odporu je 1 ohm. odpor takového vodiče, ve kterém je při napětí na koncích 1 volt síla proudu rovna 1 ampéru.

Ohm Georg OM (Ohm) Georg Simon (16. března 1787, Erlangen – 6. července 1854, Mnichov), německý fyzik, autor jednoho ze základních zákonů Ohm začal zkoumat elektřinu. V roce 1852 získal Ohm místo řádného profesora. Ohm zemřel 6. července 1854. V roce 1881 na elektrotechnickém kongresu v Paříži vědci jednomyslně schválili název odporové jednotky - 1 Ohm.

Ohmův zákon Síla proudu v části obvodu je přímo úměrná napětí na koncích této části a nepřímo úměrná jejímu odporu. já = ty R

Stanovení odporu vodiče R=U:I Měření proudu a napětí Schéma elektrického zapojení

APLIKACE ELEKTRICKÉHO PROUDU

Chcete-li používat náhledy prezentací, vytvořte si účet ( účet) Google a přihlaste se: https://accounts.google.com

Popisky snímků:

Stejnosměrný elektrický proud

Elektrický proud je uspořádaný (řízený) pohyb nabitých částic.

Elektrický proud je uspořádaný pohyb nabitých částic. Pro existenci elektrického proudu jsou nutné následující podmínky: ​​Přítomnost volných elektrických nábojů ve vodiči; Přítomnost vnějšího elektrického pole pro vodič.

Síla proudu je rovna poměru elektrického náboje q procházejícího průřezem vodiče k době jeho průchodu t. I= I - síla proudu (A) q- elektrický náboj (C) t- čas (s) g t

Aktuální jednotka -7

Ampere Andre Marie Narozen 22. ledna 1775 v Polemiers u Lyonu ve šlechtické rodině. Získal domácí vzdělání Zabýval se výzkumem souvislostí mezi elektřinou a magnetismem (Ampère nazval tento rozsah jevů elektrodynamika). Následně vyvinul teorii magnetismu. Ampere zemřel v Marseille 10. června 1836.

Ampérmetr Ampérmetr je zařízení pro měření proudu. Ampérmetr je zapojen do série se zařízením, ve kterém se měří proud.

APLIKACE ELEKTRICKÉHO PROUDU

Biologický účinek proudu

Tepelný účinek proudu

Chemický účinek elektrického proudu byl poprvé objeven v roce 1800.

Chemický účinek proudu

Magnetický účinek proudu

Magnetický účinek proudu

Porovnejte provedené experimenty na obrázcích. Jaké jsou podobnosti a rozdíly mezi zkušenostmi? Zdroj proudu je zařízení, ve kterém se nějaký druh energie přeměňuje na elektrickou energii. Zařízení, která oddělují náboje, tzn. vytvářející elektrické pole se nazývají zdroje proudu.

První elektrická baterie se objevila v roce 1799. Vynalezl jej italský fyzik Alessandro Volta (1745 - 1827) - italský fyzik, chemik a fyziolog, vynálezce zdroje stejnosměrného elektrického proudu. Jeho první zdroj proudu, „voltaický sloup“, byl postaven v přísném souladu s jeho teorií „kovové“ elektřiny. Volta na sebe střídavě kladl několik desítek malých zinkových a stříbrných koleček a mezi ně vkládal papír navlhčený slanou vodou.

Mechanický zdroj proudu - mechanická energie se přeměňuje na energii elektrickou. Až do konce 18. století byly všechny technické proudové zdroje založeny na elektrifikaci třením. Nejúčinnějším z těchto zdrojů se stal elektroforový stroj (kotouče stroje se otáčejí v opačných směrech. V důsledku tření kartáčů o disky se na vodičích stroje hromadí náboje opačného znaménka) Elektrofor

Tepelný zdroj proudu - vnitřní energie se přeměňuje na elektrickou energii Termočlánek Termočlánek (termočlánek) - na jednom konci se musí připájet dva dráty z různých kovů, pak se zahřeje místo přechodu, pak v nich vznikne proud. Náboje jsou odděleny, když je křižovatka zahřátá. Tepelné prvky se používají v teplotních senzorech a v geotermálních elektrárnách jako teplotní senzor. Termočlánek

Světelná energie se přeměňuje na elektrickou energii pomocí solárních panelů. Solární baterie Fotočlánek. Když jsou některé látky osvětleny světlem, objeví se v nich proud světelná energie se přemění na elektrickou energii. V tomto zařízení dochází k oddělení nábojů vlivem světla. Solární baterie jsou vyrobeny z fotočlánků. Používají se v solárních bateriích, světelných senzorech, kalkulačkách a videokamerách. Fotobuňka

Elektromechanický generátor. Náboje se oddělují prováděním mechanické práce. Používá se pro výrobu průmyslové elektřiny. Elektromechanický generátor Generátor (z latiny generátor - výrobce) je zařízení, přístroj nebo stroj, který vyrábí jakýkoli produkt.

Rýže. 1 Obr. 2 Obr. 3 Jaké aktuální zdroje vidíte na obrázcích?

Konstrukce galvanického článku Galvanický článek je chemický zdroj proudu, ve kterém Elektrická energie vzniká jako výsledek přímé přeměny chemické energie oxidačně-redukční reakcí.

Baterie může být vyrobena z několika galvanických článků.

Baterie (z lat. akumulátor - kolektor) je zařízení pro uchovávání energie za účelem jejího následného využití.

Zdroj proudu Metoda separace náboje Aplikace Fotočlánek Vliv světla Solární panely Termoprvek Vyhřívání spojů Měření teploty Elektromechanický generátor Provádění mechanických prací Výroba průmyslové elektřiny. energie Galvanický článek Chemická reakce Svítilny, vysílačky Baterie Chemická reakce Automobily Klasifikace zdrojů proudu

Jak se nazývá elektrický proud? (Elektrický proud je uspořádaný pohyb nabitých částic.) 2. Co může způsobit, že se nabité částice pohybují uspořádaným způsobem? (Elektrické pole.) 3. Jak lze vytvořit elektrické pole? (Pomocí elektrifikace.) 4. Lze jiskru vytvořenou v elektroforovém stroji nazvat elektrickým proudem? (Ano, protože dochází ke krátkodobému uspořádanému pohybu nabitých částic?) Fixace materiálu. otázky:

5. Jaké jsou kladné a záporné póly zdroje proudu? 6. Jaké současné zdroje znáte? 7. Vzniká elektrický proud, když je nabitá kovová koule uzemněna? 8. Pohybují se nabité částice ve vodiči, když jím protéká proud? 9. Vezmete-li bramboru nebo jablko a zapíchnete do nich měděné a zinkové pláty. Poté k těmto destičkám připojte 1,5V žárovku. Co budeš dělat? Fixace materiálu. otázky:

Problém 5.2 řešíme ve třídě Strana 27

Pro experiment budete potřebovat: Odolný papírový ručník; potravinářská fólie; nůžky; měděné mince; sůl; voda; dva izolované měděné dráty; malá žárovka (1,5 V). Vaše akce: Rozpusťte trochu soli ve vodě; Papírovou utěrku a fólii opatrně nastříhejte na čtverce o něco větší než mince; Namočte papírové čtverce do slané vody; Položte hromádku na sebe: měděnou minci, kousek fólie, další minci a tak dále. Nahoře stohu by měl být papír a dole mince. Zasuňte chráněný konec jednoho drátu pod svazek a druhý konec připojte k žárovce. Umístěte jeden konec druhého drátu na vrchol stohu a také připojte druhý k žárovce. Co se stalo? Domácí projekt. Vyrobte si baterii.

Použité zdroje a literatura: Kabardin O.F Physics, 8. třída M.: Prosveshchenie, 2014. Tomilin A.N. Příběhy o elektřině. 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 Domácí práce: § 5,6,7 str. 27, úkol č. 5.1; Domácí projekt. Vyrobte baterii (pokyny dostane každý student).