Методическое пособие по работе с обучающей компьютерной программой начала электроники в. В. Кашкаров
жүктеу/скачать 2,6 Mb.
|
НачалаЭлектрРус
- Бұл бет үшін навигация:
- 3.3. Последовательное и параллельное соединение проводников.
- 3.4. Работа и мощность постоянного электрического тока.
- 3.5. Внутреннее сопротивление источника тока.
- 3.6. Закон Ома для полной цепи.
- 3.7. Конденсатор. Электрическая емкость.
| 3.2. Закон Ома для участка цепи.
Немецкий физик Георг Ом (1787-1854) в 1826 году обнаружил, что отношение напряжения U между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока I в цепи есть величина постоянная: U / I = R = const. Эту величину R называют электрическим сопротивлением проводника. Электрическое сопротивление измеряется в Омах. Электрическим сопротивлением 1 Ом обладает такой участок цепи, на котором при силе тока 1 А напряжение равно 1 В: 1 Ом = 1 В / 1 А. Опыт показывает, что электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально его длине L и обратно пропорционально площади S поперечного сечения проводника: R = L / S. Постоянный для данного вещества параметр называется удельным электрическим сопротивлением вещества. Удельное сопротивление измеряется в Омм. В таблице приводятся значения удельного электрического сопротивления для некоторых материалов и сплавов: Таблица 3.1. Удельное сопротивление проводников.
Экспериментально установленную зависимость силы тока I от напряжения U и электрического сопротивления R участка цепи называют законом Ома для участка цепи: I = U / R . 3.3. Последовательное и параллельное соединение проводников. При последовательном соединении k проводников их общее электрическое сопротивление равно сумме электрических сопротивлений всех проводников: R = R1 + R2 + ... + Rk . При параллельном соединении k проводников величина, обратная общему электрическому сопротивлению цепи, равна сумме обратных величин электрических сопротивлений всех параллельно включенных проводников: 1 / R = 1 / R1 + 1 / R2 + ... + 1 / Rk . 3.4. Работа и мощность постоянного электрического тока. Работа А электрического тока на участке цепи с электрическим сопротивлением R за время t равна: A = IUt = I2Rt Мощность P электрического тока равна отношению работы А тока ко времени t, за которое эта работа совершена: P = A / t = IU = I2R = U2 / R. Работа А электрического тока равна количеству теплоты Q, выделяемому проводником (если не совершается механическая работа и не происходят химические реакции): Q = I2Rt Этот закон был экспериментально установлен английским ученым Джеймсом Джоулем (1818-1889) и русским ученым Эмилием Ленцем (1804-1865) и поэтому носит название закона Джоуля - Ленца. 3.5. Внутреннее сопротивление источника тока. В электрической цепи, состоящей из источника тока и проводников с электрическим сопротивлением R, ток совершает работу не только на внешнем, но и на внутреннем участке цепи. Электрическое сопротивление источника тока называется внутренним сопротивлением. На внутреннем участке цепи выделяется количество теплоты Qвн, равное: Qвн = I2rt, где r - внутреннее сопротивление источника тока. Полное количество теплоты Qполн , выделяющееся при протекании постоянного тока в замкнутой цепи, внешний и внутренний участки которой имеют сопротивления, соответственно равные R и r, равно: Qполн = I2Rt + I2rt = I2(R + r)t 3.6. Закон Ома для полной цепи. Для замкнутой цепи работа сторонних сил источника тока равна количеству теплоты, выделившейся на внешнем и внутреннем участках цепи, поэтому: q = I2(R + r)t, откуда = I(R + r), или I = /(R + r) Последнее выражение называется законом Ома для полной цепи. 3.7. Конденсатор. Электрическая емкость. Заряд проводника пропорционален его потенциалу: q = C Коэффициент пропорциональности С называется электрической емкостью или просто емкостью проводника: C = q / . Конденсатор представляет собой два разноименно заряженных проводящих тела (обкладки), находящихся на небольшом расстоянии друг от друга. Под зарядом конденсатора понимается заряд, расположенный на одной из внутренних, обращенных друг к другу, поверхностей этих обкладок. Заряды обкладок равны по модулю и противоположны по знаку. Емкость конденсатора равна отношению заряда конденсатора к разности потенциалов между его обкладками: C = q / U. Емкость не зависит от заряда конденсатора и определяется его формой и размерами. По форме проводящих поверхностей различают плоские, цилиндрические и сферические конденсаторы. Емкость плоского конденсатора: C = 0S / d, где S – площадь поверхности одной пластины; d – расстояние между пластинами; – диэлектрическая проницаемость материала, находящегося между обкладками; 0 = 8.85410 -12 Ф/м – электрическая постоянная. Емкость цилиндрического конденсатора и коаксиального кабеля: C = 20l / ln(b/a), где b и a – радиусы внешнего и внутреннего цилиндров; l – длина конденсатора. Емкость сферического конденсатора: C = 40 / (1/a – 1/b), где b и a – радиусы внешней и внутренней сфер. жүктеу/скачать 2,6 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|