Acasă Cartof Care este curentul maxim. "Putere. Voltaj

Care este curentul maxim. "Putere. Voltaj

Înainte de a vorbi despre puterea curentului, este necesar, în in termeni generali, imaginați-vă ce este - un curent electric?

Conform definițiilor clasice, aceasta este mișcarea direcționată a particulelor încărcate (electroni) într-un conductor. Pentru ca acesta să apară, este necesar să se creeze mai întâi un câmp electric, care va pune în mișcare particulele încărcate.

Apariția curentului

Toate substanțele materiale sunt compuse din molecule, care sunt împărțite în atomi. Atomii sunt, de asemenea, împărțiți în constituenți: nuclei și electroni. În perioada de apariție reactie chimica, electronii se deplasează de la un atom la altul. Motivul pentru aceasta este că unor atomi le lipsesc electroni, în timp ce alții au un exces. Acesta, în primul rând, este conceptul de „taxări opuse”. În cazul contactului cu astfel de substanțe, are loc mișcarea electronilor, care, de fapt, este un curent electric. Curentul va continua să curgă până când sarcinile celor două substanțe vor fi egalate.

Chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii au observat că chihlimbarul, care a fost frecat de lână, devine capabil să atragă diferite obiecte ușoare la sine. Mai mult, s-a dovedit că alte substanțe au aceleași proprietăți. Au început să fie numite electrificate, din cuvântul grecesc „electron”, adică chihlimbar.

Puterea electricității poate fi puternică sau slabă. Depinde de cantitatea de sarcină care curge prin circuitul electric pentru o anumită perioadă de timp. Cu cât s-au mutat mai mulți electroni de la pol la pol, cu atât valoarea încărcăturii purtate de electroni este mai mare. Cantitatea totală de sarcină se mai numește și cantitatea de electricitate care trece prin conductor.

Pentru prima dată, definiția puterii curente a fost dată de Andre-Marie Ampère (1775-1836) - un om de știință francez, fizician și matematician. Definiția sa a stat la baza conceptului de putere curentă, pe care îl folosim în prezent.

unitate de măsură

Puterea curentului este valoarea egal cu raportul cantitatea de sarcină care trece prin secțiunea transversală a conductorului, până la momentul trecerii acestuia. Sarcina care trece prin conductor se măsoară în coulombi (C), timpul de tranzit este în secunde (s). Pentru unitatea de putere a curentului se obține valoarea (C/s). În onoarea omului de știință francez, această unitate a fost numită (A) și este în prezent principala unitate de măsurare a puterii curentului.

Pentru a măsura puterea curentului, se folosește un dispozitiv special de măsurare. Se pornește direct la întreruperea circuitului în locul în care este necesară măsurarea forței. Dispozitivele care măsoară curenți mici se numesc miliampermetre sau microampermetre.

Tipuri de conductori

Substanțele în care particulele încărcate (electroni) se mișcă liber între ele se numesc conductori. Acestea includ aproape toate metalele, soluțiile de acizi și sărurile. În alte substanțe, electronii se mișcă extrem de slab între ei sau nu se mișcă deloc. Acest grup de substanțe se numește dielectrici sau izolatori. Acestea includ ebonită, chihlimbar, cuarț, gaze fără o stare alterată. Există în prezent un numar mare de materiale artificiale care acționează ca izolatori și sunt utilizate pe scară largă în inginerie electrică.

Puterea curentului

Caracteristica curentului din circuit este o mărime numită puterea curentului ( eu ). Puterea curentuluicantitate fizica caracterizarea rata de sarcină care trece printr-un conductor și egal cu raportul de încărcare q trecut prin secțiunea transversală a conductorului pentru o perioadă de timp t , la acest interval de timp: I = q/t . Unitatea de măsură a intensității curentului - 1 amperi(1 A).

Definirea unității de putere a curentului se bazează pe acțiunea magnetică a curentului, în special pe interacțiunea conductoarelor paralele prin care circulă curentul electric. Astfel de conductori sunt atrași dacă curentul trece printr-o direcție și se resping dacă direcția curentului din ei este opusă.

Pentru o unitate de putere a curentului, se ia o astfel de putere a curentului la care segmente de conductori paraleli de 1 m lungime, situate la o distanță de 1 m unul de celălalt, interacționează cu forța. 2*10 -7 N. Această unitate este numită amper(1 A).

Cunoscând formula pentru puterea curentului, puteți obține o unitate de sarcină electrică: 1 C = 1A * 1s.

Ampermetru

Se numește un dispozitiv folosit pentru măsurarea curentului într-un circuit ampermetru. Funcționarea sa se bazează pe acțiunea magnetică a curentului. Principalele părți ale ampermetrului magnet și bobina . Când un curent electric trece prin bobină, ca urmare a interacțiunii cu magnetul, acesta se întoarce și întoarce săgeata conectată la acesta. Cu cât curentul care trece prin bobină este mai mare, cu atât interacționează mai puternic cu magnetul, cu atât unghiul de rotație al săgeții este mai mare. Ampermetrul este conectat la circuit rand pe rand cu dispozitivul în care trebuie măsurată puterea curentului și, prin urmare, are o rezistență internă scăzută, care practic nu afectează rezistența circuitului și puterea curentului din circuit.

Terminalele ampermetrului au semne «+» și «-» , când ampermetrul este conectat la circuit, terminalul cu semnul «+» conectat la polul pozitiv al sursei de curent, iar terminalul cu semnul «-» la polul negativ al sursei de curent.

Voltaj

O sursă de curent creează un câmp electric care pune în mișcare sarcinile electrice. Caracteristica sursei de curent este o cantitate numită Voltaj. Cu cât este mai mare, cu atât câmpul creat de acesta este mai puternic. Tensiunea caracterizează munca pe care o face un câmp electric pentru a muta o sarcină electrică.

Voltaj (U) este o mărime fizică egală cu raportul de muncă ( DAR) câmp electric prin mutarea sarcinii electrice la sarcina (q): U = A/q .

O altă definiție a stresului este posibilă. Dacă numărătorul și numitorul din formula tensiunii sunt înmulțite cu timpul de mișcare a sarcinii ( t ), atunci obținem: U = At/qt . Numătorul acestei fracții este puterea curentă ( R), iar numitorul este puterea curentului ( eu ). Rezultă formula: U = P/I , adică tensiunea este o mărime fizică egală cu raportul dintre puterea curentului electric și puterea curentului din circuit.

Unitate de tensiune: [ U ] = 1 J/1 C = 1 V(un volt).

Voltmetru

Tensiunea se măsoară cu un voltmetru. Are același dispozitiv ca și ampermetrul și același principiu de funcționare, dar este conectat paralel la acea secțiune a circuitului, tensiunea pe care doresc. Rezistența internă a voltmetrului este suficient de mare, respectiv, curentul care trece prin acesta este mic în comparație cu curentul din circuit.

Bornele voltmetrului sunt semne «+» și «-» , când voltmetrul este conectat la circuit, terminalul cu semnul «+» conectat la polul pozitiv al sursei de curent, iar terminalul cu semnul «-» la polul negativ al sursei de curent.

Formule și definiții.

1. Toți conductorii utilizați în circuite electrice , au simboluri pentru imaginea de pe diagrame și pot forma conexiuni seriale, paralele și mixte.

2. Putere curentă este o mărime fizică care caracterizează viteza de transformare energie electrica la celelalte tipuri ale sale. Unitate de masura - 1 watt(1 W). Dispozitivul de măsurare este un wattmetru.

3. Curent- o mărime fizică care caracterizează viteza de trecere a unei sarcini printr-un conductor și egală cu raportul dintre sarcina care a trecut prin secțiunea transversală a conductorului și timpul de mișcare. Unitate - 1 amperi(1 A). Aparat de măsură - ampermetru(conectați în serie).

4. tensiune electrica - o mărime fizică care caracterizează câmpul electric care creează curentul și este egală cu raportul dintre puterea curentului și puterea acestuia. Unitate - 1 volt(1 V). Aparat de măsură - voltmetru(conectați în paralel)

  • 2. Intensitatea câmpului unei sarcini punctiforme. Sarcina distribuită pe volum, suprafață, linie
  • 3. Principiul suprapunerii. Câmp electric dipol
  • 4. Linii de forță. Fluxul vector al intensității câmpului electrostatic. Teorema lui Gauss pentru un câmp electrostatic în vid
  • 5. Teorema lui Gauss. Aplicarea teoremei Gauss pentru calculul câmpurilor electrostatice
  • 6. Lucrul câmpului electrostatic asupra mișcării sarcinii. Circulația vectorului de intensitate a câmpului electrostatic. Natura potențială a câmpului electrostatic.
  • 7. Potenţialul câmpului electrostatic. Potenţialul câmpului unei sarcini punctiforme. Diferenta potentiala
  • 8. Comunicarea intensității și potențialului unui câmp electrostatic. Suprafețe echipotențiale și linii de tensiune
  • 9. Comunicarea intensității și potențialului unui câmp electrostatic. Exemple de calcul a diferenței de potențial dintre punctele câmpului în funcție de intensitatea acestuia.
  • 10. Dielectrici într-un câmp dielectric. Polarizarea dielectricilor și tipurile sale. Vector de polarizare. Permitivitatea relativă și susceptibilitatea dielectrică
  • 11. Vector deplasare electrică. Teorema lui Gauss pentru dielectrici
  • 12. Feroelectrice și aplicațiile lor
  • 13. Conductoare într-un câmp electrostatic. Distribuția sarcinilor în conductori. Capacitatea electrică a unui conductor solitar
  • 14. Condensatoare. Capacitate electrică. Conectarea condensatoarelor
  • 15. Energia conductorului și a condensatorului. Energia câmpului electrostatic
  • 16. Curent electric. Puterea curentului. densitatea curentă
  • 19. Legea lui Ohm generalizată
  • 21. Legea lui Biot-Savre-Laplace
  • 22. Acţiunea unui câmp magnetic asupra unui conductor cu curent
  • 23. Circulația vectorului de inducție a câmpului magnetic
  • 28. Mișcarea particulelor încărcate într-un câmp magnetic
  • 29. Momentele magnetice ale electronilor și atomilor
  • 30. Diamagneți și paramagneți. Ferromagneții și proprietățile lor.
  • 31. Fenomenul de inducție electromagnetică. legea lui Faraday
  • 32. Autoinducere. Inductanţă
  • 33. Energia câmpului magnetic, densitatea energiei volumetrice
  • 34.Ecuațiile lui Maxwell pentru câmpul electromagnetic
  • 16. Curent electric. Puterea curentului. densitatea curentă

    Curentul electric - mișcarea dirijată a particulelor încărcate electric sub influența unui câmp electric.

    Puterea curentului (I) este o valoare scalară egală cu raportul dintre sarcina (q) trecută prin secțiunea transversală a conductorului și intervalul de timp (t) în care a circulat curentul.

    I=q/t, unde I este puterea curentului, q este sarcina, t este timpul.

    Unitatea de măsură a intensității curentului în sistemul SI: [I]=1A (amperi)

    17. Surse curente. sursă emf

    O sursă de curent este un dispozitiv în care o anumită formă de energie este convertită în energie electrică.

    EMF - energie caracteristică sursei. Aceasta este o mărime fizică egală cu raportul dintre munca efectuată de forțele externe atunci când se deplasează o sarcină electrică de-a lungul unui circuit închis la această sarcină:

    Se măsoară în volți (V).

    O sursă EMF este o rețea cu două terminale, a cărei tensiune la bornele căreia nu depinde de curentul care circulă prin sursă și este egală cu EMF. FEM sursă poate fi setată fie constantă, fie în funcție de timp, fie în funcție de o acțiune de control extern.

    18. Legea lui Ohm : puterea curentului care curge printr-o secțiune omogenă a conductorului este direct proporțională cu căderea de tensiune pe conductor:

    -Legea lui Ohm în formă integrală R - rezistența electrică a conductorului

    Reciproca de rezistență se numește conductivitate. Reciprocul rezistivității se numește conductivitate: reciprocul lui Ohm se numește Siemens [Sm].

    - Legea lui Ohm în formă diferențială.

    19. Legea lui Ohm generalizată

    Legea lui Ohm generalizată determină relația dintre marimile electrice principale dintr-o secțiune a unui circuit de curent continuu care conține o rezistență și o sursă ideală de EMF (Fig. 1.2):

    Formula este valabilă pentru direcțiile pozitive ale căderii de tensiune în secțiunea de circuit indicată în Fig. 1.2 ( Uab), o sursă ideală de EMF ( E) și direcția curentului pozitiv ( eu).

    Legea Joule-Lenz

    Exprimarea legii Joule-Lenz

    Forma integrală a dreptului

    Dacă acceptăm că puterea curentului și rezistența conductorului nu se modifică în timp, atunci legea Joule-Lenz poate fi scrisă într-o formă simplificată:

    Aplicând legea lui Ohm și transformările algebrice, obținem următoarele formule echivalente:

    Expresii echivalente pentru căldură conform legii lui Ohm

    Definirea verbală a legii Joule-Lenz

    Dacă acceptăm că puterea curentului și rezistența conductorului nu se modifică în timp, atunci legea Joule-Lenz poate fi scrisă într-o formă simplificată:

    20. Un câmp magnetic - un câmp de forță care acționează asupra sarcinilor electrice în mișcare și asupra corpurilor cu moment magnetic, indiferent de starea mișcării acestora; componenta magnetica a campului electromagnetic

    Câmpul magnetic poate fi creat de curentul particulelor încărcate și/sau momentele magnetice ale atomilor de electroni (și momentele magnetice ale altor particule, care de obicei se manifestă într-o măsură mult mai mică) (magneți permanenți).

    În plus, apare ca urmare a unei schimbări în timp a câmpului electric.

    Caracteristica principală de putere a câmpului magnetic este vector de inducție magnetică (vector de inducție camp magnetic). Din punct de vedere matematic, este un câmp vectorial care definește și specifică conceptul fizic al unui câmp magnetic. Adesea, vectorul inducției magnetice este numit pur și simplu un câmp magnetic pentru concizie (deși aceasta nu este probabil cea mai strictă utilizare a termenului).

    O altă caracteristică fundamentală a câmpului magnetic (inducția magnetică alternativă și strâns legată de aceasta, practic egală cu acesta ca valoare fizică) este potențial vectorial .

    Împreună, magnetice șielectricformează câmpuricâmp electromagnetic, ale căror manifestări sunt, în special,ușoarăsi toate celelalteundele electromagnetice.

    Câmpul magnetic este creat (generat)curent al particulelor încărcatesau se modifică în timpcâmp electric, sau propriimomente magneticeparticule (cele din urmă, de dragul uniformității imaginii, pot fi reduse oficial la curenți electrici)

    Reprezentarea grafică a câmpurilor magnetice

    Pentru reprezentarea grafică a câmpurilor magnetice se folosesc linii de inducție magnetică. Linia de inducție magnetică este o linie, în fiecare punct al căreia vectorul de inducție magnetică este îndreptat tangențial la acesta.

    Vremurile în care curentul era detectat cu ajutorul senzațiilor personale ale oamenilor de știință care l-au trecut prin ei înșiși au trecut de mult. Acum, se folosesc dispozitive speciale pentru asta, numite ampermetre.

    Acesta este un dispozitiv folosit pentru a măsura puterea curentului. Ce se înțelege prin curent?

    Să ne întoarcem la Figura 21, b. Evidențiază secțiunea transversală a conductorului prin care trec particulele încărcate în prezența unui curent electric în conductor. Într-un conductor metalic, aceste particule sunt electroni liberi. În cursul mișcării lor de-a lungul conductorului, electronii poartă o anumită sarcină. Cu cât mai mulți electroni și cu cât se mișcă mai repede, cu atât vor transfera mai multă sarcină în același timp.

    puterea curentului numită mărime fizică care arată cât de multă sarcină trece prin secțiunea transversală a conductorului în 1 s.

    Fie, de exemplu, pentru un timp t = 2 s, purtătorii de curent transferă o sarcină q = 4 C prin secțiunea transversală a conductorului. Încărcarea suportată de ei în 1 s va fi de 2 ori mai mică. Împărțind 4 C la 2 s, obținem 2 C/s. Aceasta este puterea curentului. Este notat cu litera I:

    I - puterea curentului.

    Deci, pentru a găsi Iul curent, aveți nevoie incarcare electrica q, trecut prin secțiunea transversală a conductorului în timpul t, împărțit la acest timp:

    I = q/t (10.1)

    Unitatea de putere a curentului se numește amper (A) în onoarea savantului francez A. M. Ampère (1775-1836). Această unitate se bazează pe acțiune magnetică curent și nu ne vom opri asupra lui.

    Dacă curentul I este cunoscut, atunci puteți găsi sarcina q care trece prin secțiunea conductorului în timpul t. Pentru a face acest lucru, trebuie să înmulțiți curentul cu timpul:

    Expresia rezultată vă permite să determinați unitatea de sarcină electrică - pandantiv(Cl):

    1 Cl \u003d 1 A 1 s \u003d 1 A s.

    1 C este sarcina care trece în 1 s prin secțiunea transversală a conductorului la un curent de 1 A.

    În plus față de amper, în practică sunt adesea folosite și alte unități (multiple și submultiple) de putere a curentului, de exemplu, miliamperi (mA) și microamperi (μA):

    1 mA = 0,001 A, 1 µA = 0,000001 A.

    După cum sa menționat deja, puterea curentului este măsurată folosind ampermetre (precum și miliampermetre și microampermetre). Galvanometrul demonstrativ menționat mai sus este un microampermetru convențional.

    Există diferite modele de ampermetre. Un ampermetru proiectat pentru experimente demonstrative la școală este prezentat în Figura 28. Aceeași figură îl arată simbol(încercuiește cu Literă latină„A” înăuntru).

    Când este inclus în circuit, ampermetrul, ca orice alt dispozitiv de măsurare, nu ar trebui să aibă un efect vizibil asupra valorii măsurate. Prin urmare, ampermetrul este proiectat astfel încât, atunci când este pornit, puterea curentului în circuit aproape să nu se schimbe.

    În funcție de scopul în tehnologie, se folosesc ampermetre cu diferite diviziuni de scară. Pe scara ampermetrului, puteți vedea pentru ce este proiectat cea mai mare putere de curent. Este imposibil să îl includeți într-un circuit cu o putere de curent mai mare, deoarece dispozitivul se poate deteriora.

    Pentru a porni ampermetrul în circuit, acesta este deschis și capetele libere ale firelor sunt conectate la bornele (clemele) ale dispozitivului. În acest caz, trebuie respectate următoarele reguli:

    1) ampermetrul este conectat în serie cu elementul de circuit în care se măsoară curentul;

    2) borna ampermetrului cu semnul „+” trebuie conectată la firul care vine de la polul pozitiv al sursei de curent, iar borna cu semnul „-” - cu firul care vine de la polul negativ al curentului sursă.

    Când un ampermetru este conectat la circuit, nu contează pe ce parte (stânga sau dreapta) a elementului studiat este conectat. Acest lucru poate fi verificat prin experiență (Fig. 29). După cum puteți vedea, la măsurarea puterii curentului care trece prin lampă, ambele ampermetre (atât cel din stânga, cât și cel din dreapta) arată aceeași valoare.


    1. Care este puterea curentă? Ce scrisoare este? 2. Care este formula pentru puterea curentă? 3. Cum se numește unitatea de curent? Cum este desemnat? 4. Care este numele dispozitivului pentru măsurarea puterii curentului? Cum este indicat pe diagrame? 5. Ce reguli trebuie urmate atunci când conectați un ampermetru la un circuit? 6. Care este formula sarcinii electrice care trece prin secțiunea transversală a conductorului, dacă se cunosc puterea curentului și timpul trecerii acestuia?

    Fizica clasa a 8-a. ACTUAL

    Mișcarea direcționată a particulelor încărcate se numește curent electric.

    Condiții de existență curent electric în conductor:
    1. disponibilitate taxat gratuit particule (într-un conductor metalic - electroni liberi),
    2. disponibilitate câmp electricîn explorator
    (Câmpul electric din conductor este creat de surse de curent.).

    Curentul electric are o direcție.
    Direcția de mișcare a particulelor încărcate pozitiv este luată ca direcție a curentului.

    Puterea curentului (I) este o mărime scalară egală cu raportul dintre sarcina q trecută prin secțiunea transversală a conductorului și intervalul de timp t în care a circulat curentul.

    Puterea curentului arată cât de multă sarcină trece prin secțiunea transversală a conductorului pe unitatea de timp.

    unitate de măsură puterea curentului în sistemul SI:
    [I] = 1 A (amperi)

    În 1948, s-a propus să se bazeze definiția unității de putere curentă pe fenomenul interacțiunile a doi ghizi cu curent:

    ........................

    Când curentul trece prin doi conductori paraleli în aceeași direcție, conductorii se atrag, iar când curentul trece prin aceleași conductori în direcții opuse, se resping.

    pe unitatea de curent 1 A se ia puterea curentului la care doi conductori paraleli de 1 m lungime, situati la o distanta de 1 m unul de celalalt, interactioneaza cu o forta de 0,0000002 N.

    ANDRE-MARI AMPERE
    (1775 - 1836)
    - fizician și matematician francez

    A introdus termeni precum electrostatică, electrodinamică, solenoid, EMF, tensiune, galvanometru, curent electric etc.;
    - am presupus că probabil că s-ar întâmpla noua stiinta despre tiparele generale ale proceselor de management și a propus să-i denumească „cibernetică”;
    - a descoperit fenomenul de interacţiune mecanică a conductoarelor cu curentul şi regula de determinare a direcţiei curentului;
    - are lucrări în multe domenii ale științei: botanică, zoologie, chimie, matematică, cibernetică;

    Unitatea de măsură a puterii curentului - 1 Ampere - poartă numele lui.

    CURENȚI ELECTRICI ÎN NATURĂ.

    Trăim în ocean descărcări electrice creat de mașini, mașini și oameni. Aceste descărcări - curenții electrici de scurtă durată nu sunt atât de puternici și adesea nu le observăm. Dar ele încă există și pot aduce mult rău!

    Ce este fulgerul?

    Ca rezultat al mișcării și frecării unul față de celălalt, straturile de aer din atmosferă sunt electrificate. În timp, în nori se acumulează încărcături mari. Ele sunt cauza fulgerului.
    În momentul în care încărcarea norului devine mare, între părțile sale având sarcini opuse în semn, un puternic scânteie electrică - fulger. Fulgerul se poate forma între doi nori vecini și între un nor și suprafața Pământului. În acest caz, sub acțiunea câmpului electric al sarcinii negative a părții inferioare a norului, suprafața Pământului de sub nor este electrificată pozitiv. Drept urmare, fulgerul lovește pământul.
    Natura fulgerului a început să fie clarificată după studiile efectuate în secolul al XVIII-lea de oamenii de știință ruși M.V.Lomonosov și G. Richman și de savantul american B. Franklin.

    De obicei, fulgerele sunt trase lovind de sus în jos. Între timp în realitate strălucirea
    începe de jos și abia apoi se răspândește de-a lungul canalului vertical.
    Fulgerul - mai precis, faza sa vizibilă, se dovedește, lovește de jos în sus!

    Uită-te la raftul de cărți!

    AI UN SĂRMAR DE FULNER ÎN CABANĂ?

    Unul dintre primii din lume paratrăsnet (paratrăsnet) a înălțat peste crucea templului său un preot din Moravia pe nume Prokop Divish, fiu de țăran, om de știință și inventator.
    Aceasta a fost în iunie 1754.
    ___

    Primul paratrăsnet din Rusia a apărut în 1756 Catedrala Petru și Pavel La Petersburg.
    A fost construită după ce fulgerul a lovit de două ori turla catedralei și i-a dat foc.

    Nou pe site

    >

    Cel mai popular