Закон Ома для замкнутой цепи. Источники тока. Для получения в электрической цепи постоянного тока на заряды должны действовать какие-либо силы, отличные от (кулоновских) сил электростатического поля. Такие силы получили название сторонних сил. Характеристикой действия сторонних сил является электродвижущая сила (ЭДС), которая численно равна работе сторонних сил по перемещению единичного положительного (пробного) заряда по замкнутой цепи или, другими словами, определяется работой сторонних сил по перемещению заряда по замкнутому контуру, отнесенной к величине этого заряда, ЭДС измеряется в вольтах. Участок цепи, на котором есть ЭДС, называют неоднородным участком цепи. Внутри источника заряды движутся против кулоновских сил под действием сторонних сил, а во всей остальной цепи их приводят в движение электрическое поле. Такими источниками могут быть гальванические элементы, аккумуляторы, электрические генераторы постоянного тока. ЭДС источника тока равна электрическому напряжению на его зажимах при разомкнутой цепи. Из закона сохранения энергии следует, что работа сторонних сил равна выделившемуся в цепи количеству теплоты Q = I2 ? R0 ? ?t где R0 = R + r – полное сопротивление цепи, а R – сопротивление внешней цепи, r – внутреннее сопротивление источника. Тогда? ? I ? ?t = I2 ? (R + r) ?t.
Слайд 1
Описание слайда:
Слайд 2
Описание слайда:
Слайд 3
Описание слайда:
Слайд 4
Описание слайда:
Слайд 5
Описание слайда:
Слайд 6
Описание слайда:
Таблица "Виды источников тока и принцип их действия" Таблица "Виды источников тока и принцип их действия" Электрофорная машина Механическое вращение непроводящих дисков с нанесенными проводящими участками, часть которых на одном из дисков электризуется трением, приводит к накоплению зарядов в специальном устройстве, называемом лейденской банкой. В настоящее время используется в основном для демонстрационных опытов, требующих контролируемого генерирования больших (до десятков тысяч вольт) напряжений Гальванический элемент Два разных материала погружаются в раствор или другую проводящую среду. За счет необратимых химических реакций, идущих на границе «раствор – твердое тело», происходит накопление электронов или заряженных ионов на электродах. В гальванических элементах происходит необратимое превращение энергии химических связей, накопленной при синтезе этих веществ, в энергию разделенных зарядов
Слайд 7
Описание слайда:
Слайд 8
Описание слайда:
Источник электрического тока и металлический проводник (резистор) образуют простейшую замкнутую электрическую цепь, в которой закономерности протекания тока были изучены Г.Омом. Он показал, что сила тока при постоянном источнике тока зависит от материала проводника (r), площади его поперечного сечения (S) и длины. Источник электрического тока и металлический проводник (резистор) образуют простейшую замкнутую электрическую цепь, в которой закономерности протекания тока были изучены Г.Омом. Он показал, что сила тока при постоянном источнике тока зависит от материала проводника (r), площади его поперечного сечения (S) и длины. Участок цепи, содержащий резистор, называется внешним, а содержащий источник тока – внутренним. Закон Ома для замкнутой (полной) цепи позволяет вычислить силу тока для цепей, содержащих источник тока с известной ЭДС и известными характеристиками внешнего проводника:
Слайд 10
Описание слайда:
Слайд 2
Сторонние силы Электродвижущая сила Внешняя часть цепи Внутренняя часть цепи Источник тока Понятия и величины:
Слайд 3
Законы: Ома для замкнутой цепи
Слайд 4
Ток короткого замыкания Правила электробезопасности в различных помещениях Плавкие предохранители Аспекты жизнедеятельности человека:
Слайд 5
Электродвижущая сила. Закон Ома для замкнутой цепи. Источники тока. Для получения в электрической цепи постоянного тока на заряды должны действовать какие-либо силы, отличные от (кулоновских) сил электростатического поля. Такие силы получили название сторонних сил. Характеристикой действия сторонних сил является электродвижущая сила (ЭДС), которая численно равна работе сторонних сил по перемещению единичного положительного (пробного) заряда по замкнутой цепи или, другими словами, определяется работой сторонних сил по перемещению заряда по замкнутому контуру, отнесенной к величине этого заряда, ЭДС измеряется в вольтах. Участок цепи, на котором есть ЭДС, называют неоднородным участком цепи. Внутри источника заряды движутся против кулоновских сил под действием сторонних сил, а во всей остальной цепи их приводят в движение электрическое поле. Такими источниками могут быть гальванические элементы, аккумуляторы, электрические генераторы постоянного тока. ЭДС источника тока равна электрическому напряжению на его зажимах при разомкнутой цепи. Из закона сохранения энергии следует, что работа сторонних сил равна выделившемуся в цепи количеству теплоты Q = I2 ∙ R0 ∙ ∆t где R0 = R + r – полное сопротивление цепи, а R– сопротивление внешней цепи, r– внутреннее сопротивление источника. Тогда ε ∙ I ∙ ∆t = I2 ∙ (R + r) ∆t
Слайд 6
Отсюда получаем закон Ома для полной цепи: Сила тока в полной цепи равна электродвижущей силе источника, деленной на сумму сопротивлений внешнего и внутреннего участков цепи. В том случае, когда сопротивление внешней цепи стремится к нулю, в цепи возникает ток короткого замыкания – максимально возможный ток в данном источнике Сила тока короткого замыкания – максимальная сила тока, которую можно получить от данного источника с электродвижущей силой и внутренним сопротивлением r. У источников с малым внутренним сопротивлением ток короткого замыкания может быть очень велик и вызывать разрушение электрической цепи или источника. Например, у свинцовых аккумуляторов, используемых в автомобилях, сила тока короткого замыкания может составлять несколько сотен ампер. Особенно опасны короткие замыкания в осветительных сетях, питаемых от подстанций (тысячи ампер). Чтобы избежать разрушительного действия таких больших токов, в цепь включаются предохранители или специальные автоматы защиты сетей. У гальванических элементов сила тока короткого замыкания небольшая и поэтому он для них не очень опасен.