Сила тока в полной цепи: Закон Ома для полной цепи | Полезные статьи

PhysBook:Электронный учебник физики — PhysBook

Содержание

  • 1 Учебники
  • 2 Механика
    • 2.1 Кинематика
    • 2.2 Динамика
    • 2.3 Законы сохранения
    • 2.4 Статика
    • 2.5 Механические колебания и волны
  • 3 Термодинамика и МКТ
    • 3.1 МКТ
    • 3. 2 Термодинамика
  • 4 Электродинамика
    • 4.1 Электростатика
    • 4.2 Электрический ток
    • 4.3 Магнетизм
    • 4.4 Электромагнитные колебания и волны
  • 5 Оптика. СТО
    • 5.1 Геометрическая оптика
    • 5.2 Волновая оптика
    • 5. 3 Фотометрия
    • 5.4 Квантовая оптика
    • 5.5 Излучение и спектры
    • 5.6 СТО
  • 6 Атомная и ядерная
    • 6.1 Атомная физика. Квантовая теория
    • 6.2 Ядерная физика
  • 7 Общие темы
  • 8 Новые страницы

Здесь размещена информация по школьной физике:

  1. материалы из учебников, лекций, рефератов, журналов;
  2. разработки уроков, тем;
  3. flash-анимации, фотографии, рисунки различных физических процессов;
  4. ссылки на другие сайты

и многое другое.

Каждый зарегистрированный пользователь сайта имеет возможность выкладывать свои материалы (см. справку), обсуждать уже созданные.

Учебники

Формулы по физике – 7 класс – 8 класс – 9 класс – 10 класс – 11 класс –

Механика

Кинематика

Основные понятия кинематики – Прямолинейное движение – Криволинейное движение – Движение в пространстве

Динамика

Законы Ньютона – Силы в механике – Движение под действием нескольких сил

Законы сохранения

Закон сохранения импульса – Закон сохранения энергии

Статика

Статика твердых тел – Динамика твердых тел – Гидростатика – Гидродинамика

Механические колебания и волны

Механические колебания – Механические волны


Термодинамика и МКТ

МКТ

Основы МКТ – Газовые законы – МКТ идеального газа

Термодинамика

Первый закон термодинамики – Второй закон термодинамики – Жидкость-газ – Поверхностное натяжение – Твердые тела – Тепловое расширение


Электродинамика

Электростатика

Электрическое поле и его параметры – Электроемкость

Электрический ток

Постоянный электрический ток – Электрический ток в металлах – Электрический ток в жидкостях – Электрический ток в газах – Электрический ток в вакууме – Электрический ток в полупроводниках

Магнетизм

Магнитное поле – Электромагнитная индукция

Электромагнитные колебания и волны

Электромагнитные колебания – Производство и передача электроэнергии – Электромагнитные волны


Оптика.

СТО

Геометрическая оптика

Прямолинейное распространение света. Отражение света – Преломление света – Линзы

Волновая оптика

Свет как электромагнитная волна – Интерференция света – Дифракция света

Фотометрия

Фотометрия

Квантовая оптика

Квантовая оптика

Излучение и спектры

Излучение и спектры

СТО

СТО


Атомная и ядерная

Атомная физика. Квантовая теория

Строение атома – Квантовая теория – Излучение атома

Ядерная физика

Атомное ядро – Радиоактивность – Ядерные реакции – Элементарные частицы


Общие темы

Измерения – Методы решения – Развитие науки- Статья- Как писать введение в реферате- Подготовка к ЕГЭ – Репетитор по физике

Новые страницы

Запрос не дал результатов.

Физика – 11

Из выражения (5) можно определить падение напряжения на концах внешнего участка замкнутой цепи:

U = ε – Ir. (7)

Мощность тока внешнего участка цепи (её иногда называют полезной мощностью):

Pполез = IU = ε2R
(R+r)2. (8)

При R = r мощность тока, выделяемая на сопротивление R, будет максимальной. Полная же мощность цепи:

P

полн = IE = ε2R
(R+r)2. (9)

Отношение полезной мощности цепи к её полной мощности называется коэффициентом полезного действия (КПД):

η = Pполез
Pполн • 100% = IU
Iε • 100% = U
ε • 100%

или

η = R
R+r ⋅ 100% (10)


ПРИЕМЕНЕНИЕИССЛЕДОВАНИЕ2

Подтвердите математическое выражение закона Ома для полной цепи.

Задача 2. Докажите, что сила тока в полной цепи определяется выражением I = ε
R+r.

Подсказка. 1. Учтите, что при прохождении тока по полной цепи на внешнем и внутреннем участках цепи выделяется тепло Джоуля-Ленца. 2. Напишите формулу Джоуля-Ленца для обоих участков и закон сохранения энергии для полной цепи.

Обсуждение результата:

• Чем отличаются законы Ома для полной цепи и для участка цепи?


   

СВЯЖИТЕ С ЖИЗНЬЮ

  • Почему при соединении полюсов батарейки медной проволокой она сразу нагревается, а батарейка приходит в негодное состояние?

   

ОЦЕНИТЕ СВОИ ЗНАНИЯ


ВопросыЗнаю
слабосреднехорошо

1

На рисунке изображен график зависимости U(I) для источника тока. Определите: а) ЭДС источника;

b) силу тока короткого замыкания;
c) внутреннее сопротивление источника; d) внешнее сопротивление цепи при значении силы тока I = 4A.

2

При равенстве внешнего сопротивления 3 Ом сила тока равна 2 А, при равенстве внешнего сопротивления 6 Ом сила тока равна 1,5 А. Определите: а) внутреннее сопротивление источника; b) ЭДС источника.

ЧТО ВЫ УЗНАЛИ?Запишите в рабочих листках определения следующих понятий: “закон Ома для полной цепи”, “сторонние силы”, “источник тока”, “сила тока короткого замыкания», “ЭДС замкнутой цепи”, “КПД полной цепи”.

Напряжение и ток | Клуб электроники

Напряжение и ток | Клуб электроники

Следующая страница: Счетчики

См. также: Мультиметры | Закон Ома

Напряжение и ток жизненно важны для понимания электроники, но их довольно трудно понять, потому что мы не можем видеть их напрямую.


Напряжение — причина, ток — следствие

Напряжение пытается создать ток, и ток будет течь, если цепь замкнута. Напряжение иногда называют «толчком» или «силой» электричества. на самом деле это не сила, но это может помочь вам представить, что происходит. Можно иметь напряжение без тока, но ток не может течь без напряжения.

Напряжение и ток
Переключатель замкнут, что делает
полной цепью, поэтому
ток может течь.

Напряжение, но нет тока
Переключатель разомкнут, поэтому
цепь разорвана и
ток не течет.

Нет напряжения и тока
Без ячейки
нет источника напряжения, поэтому
ток не может течь.


Напряжение, В

  • Напряжение является мерой
    энергии, переносимой зарядом
    .
    Строго: напряжение — это «энергия на единицу заряда».
  • Правильное название напряжения разность потенциалов или p.d. для краткости, но этот термин редко используется в электронике.
  • Напряжение обеспечивается аккумулятором (или блоком питания).
  • Напряжение используется в компонентах , но не в проводах.
  • Мы говорим напряжение на компоненте.
  • Напряжение измеряется в вольт , В .
  • Напряжение измеряется вольтметром , включенным в параллельно .
  • Символ В используется для обозначения напряжения в уравнениях.


Параллельное подключение вольтметра


Напряжение в точке и 0В (ноль вольт)

Напряжение — это разница между двумя точками , но в электронике мы часто ссылаемся на напряжение в точке означает разницу напряжений между этой точкой и контрольной точкой 0 В (ноль вольт).

Нулевое напряжение может быть в любой точке цепи, но, чтобы быть последовательным, это обычно минусовая клемма аккумулятора или блока питания . Вы часто будете видеть принципиальные схемы помечен 0V в качестве напоминания.

Возможно, вам будет полезно думать о напряжении как о высоте в географии. Контрольная точка нулевой высоты является средним (средним) уровнем моря, и все высоты отсчитываются от этой точки. Нуль вольт в электронной цепи подобен среднему уровню моря в географии.

Нулевое напряжение для цепей с двойным питанием

Для некоторых цепей требуется двойное питание с тремя соединениями питания , как показано на диаграмма. Для этих цепей эталонной точкой нулевого напряжения является средняя клемма между две части поставки.

На сложных принципиальных схемах с двойным источником питания символ заземления часто используется для обозначения подключение к 0В, это помогает уменьшить количество проводов на схеме.

Диаграмма показывает ±9Двойное питание V, средняя клемма 0 В.



Ток, I

  • Ток скорость потока заряда .
  • Текущий не используется , то, что втекает в компонент, должно вытекать.
  • Мы говорим, что ток через компонент.
  • Ток измеряется в амперах (амперах) , А .
  • Ток измеряется амперметром , включенным в ряд ​​.
    Для последовательного соединения необходимо разорвать цепь и поставить амперметр через зазор, как показано на схеме.
  • Символ I используется для тока в уравнениях.
    Почему буква I используется для текущего? … см. FAQ.

1А (1 ампер) — довольно большой ток для электроники, поэтому часто используется мА (миллиампер). м (милли) означает «тысячная»:

1 мА = 0,001 А или 1000 мА = 1 А

для использования на паяных цепях. Большинство испытаний в электронике выполняется с помощью вольтметров, которые могут быть легко подключены без нарушения цепей.


Последовательное подключение амперметра


Напряжение и ток для компонентов серии

  • Напряжения составляют для компонентов, соединенных последовательно.
  • Токи одинаковые для всех компонентов, соединенных последовательно.

В этой схеме 4 В на резисторе и 2 В на светодиоде складываются. к напряжению батареи: 2В + 4В = 6В.

Ток через все части (аккумулятор, резистор и светодиод) составляет 20 мА.


Напряжение и ток для компонентов, включенных параллельно

  • Напряжения одинаковы для всех компонентов, соединенных параллельно.
  • Токи в сумме составляют для компонентов, соединенных параллельно.

В этой схеме батарея, резистор и лампа имеют напряжение 6 В.

Ток 30 мА через резистор и ток 60 мА через лампу складываются к току 90 мА через батарею.


Следующая страница: метров | Исследование


Электрические цепи — Кристофер Грей, Инженерия

Наиболее фундаментальным требованием для того, чтобы электрические технологии были полезными, является то, что вы должны иметь возможность заставить электроны двигаться, когда и когда вы этого хотите. Чтобы электричество текло, оно должно иметь Источник и Путь. Источник обеспечивает электроны и мотивацию (напряжение), чтобы заставить их двигаться. Примерами источников являются батареи, генераторы, топливные элементы и солнечные батареи. Путь может представлять собой любой материал с высокой электропроводностью (проводник), который проходит от источника к земле или обратно к источнику. Типичными примерами проводников являются медь, алюминий и золото. Убери, или отключи, либо источник, либо путь и электричество течь не будет.

    

Короткое замыкание

Короткое замыкание возникает, когда создается токопроводящий путь между источником и землей или обратно к источнику. Короткое замыкание позволяет электричеству течь с очень небольшим сопротивлением. Энергия источника преобразуется в электрическую энергию (электричество) при протекании электронов по проводнику. Если вы используете аккумулятор в качестве источника, он очень быстро разрядится. Энергия не может быть создана или уничтожена, только преобразована из одной формы в другую (Закон Сохранения Энергии). Без чего-либо еще в цепи, чтобы использовать эту электрическую энергию, она должна каким-то образом высвобождаться. Электрическая энергия преобразуется в тепловую энергию. Проводник и батарея будут нагреваться, а тепловая энергия будет излучаться или отводиться. Поскольку короткие замыкания создают много тепла, они представляют собой серьезную опасность возгорания и ожогов. Чтобы избежать этих негативных последствий, было разработано множество компонентов безопасности, предотвращающих короткие замыкания. Провода покрыты изоляционными (низкопроводящими) материалами, такими как пластик. Предохранители, автоматические выключатели и «индикаторы замыкания на землю» используются для прекращения подачи электроэнергии в случае обнаружения короткого замыкания.

 

Полная цепь

Полная цепь имеет источник и путь, но также имеет компонент, называемый Нагрузкой, который использует электрическую энергию. Нагрузки могут преобразовывать электрическую энергию в механическую, тепловую или электромагнитную энергию. Например, вы можете создать цепь, которая соединяет каждую сторону батареи с лампочкой с помощью проводов. Электричество течет от батареи, через лампочку (излучающую свет), а затем обратно к батарее. Это похоже на схему, которую вы можете найти в фонарике. Электрическая энергия используется лампочкой для производства света. Поскольку провод (проводник) по-прежнему имеет некоторое сопротивление, часть энергии все равно будет преобразована в тепло, а лампочка, скорее всего, будет выделять тепло (инфракрасное излучение) в дополнение к видимому свету. Эффективность цепи говорит вам, сколько энергии используется и сколько тратится впустую. Флуоресцентные лампы более эффективны, чем лампы накаливания, но современные светодиодные лампы более эффективны, чем они обе. Лампы накаливания производят больше всего тепла, а светодиодные лампочки выделяют меньше всего тепла.

    

Хорошая полная схема

Хотя полная схема может быть безопасной и может выполнять работу, она не будет работать долго, если вы не добавите некоторые компоненты управления. Возьмите эту схему фонарика в качестве примера. Он будет излучать свет, но без переключателя, чтобы включать и выключать его, он будет светить, когда вам это не нужно, а батареи скоро разрядятся и больше не будут светить, когда вам это нужно. Чтобы сделать это хорошей полной схемой, вам нужно добавить переключатель, чтобы вы могли включать его, когда вам это нужно, и выключать, чтобы сохранить батарею на потом. Некоторыми примерами компонентов управления являются переключатели, резисторы, потенциометры, конденсаторы, трансформаторы (не роботы из научной фантастики), преобразователи и транзисторы. Цель всего этого состоит в том, чтобы получить нужное количество электричества, которое будет поступать в нужные места в нужное время.


Последовательные и параллельные цепи

Последовательные цепи

В последовательной цепи создается путь, который позволяет электричеству течь от источника через каждый компонент и обратно к источнику, так что только один путь для электронов. Электричество проходит через ряд компонентов, выстроенных один за другим. Это простая схема для понимания, потому что вы не дали электричеству выбора, когда оно пойдет. Расчет напряжения, сопротивления и тока в последовательной цепи довольно прост. Когда две или более батарей соединены последовательно, их напряжения суммируются (две 9вольтовые батареи, соединенные последовательно, дают 18 вольт). Резисторы, соединенные последовательно, также просто складываются, чтобы получить общее сопротивление цепи (100 Ом + 50 Ом + 80 Ом = 230 Ом). Зная общее напряжение и полное сопротивление, вы можете использовать закон Ома для расчета тока, протекающего по цепи.

 

Параллельные цепи

Когда создается цепь, которая обеспечивает более одного возможного пути для прохождения электричества, называется параллельной цепью. Простая параллельная цепь может включать лампочки, подключенные к одной и той же батарее, так что электричество может течь по двум путям, по одному через каждую лампочку. Часть электричества проходит через первую лампочку, а часть электричества проходит через вторую лампочку. Разделяя электричество таким образом, и если оба пути идентичны, обе лампочки получают одинаковое напряжение от батареи. Когда батареи расположены параллельно, их напряжения НЕ складываются, а продлевается срок службы батарей (две 9вольтовые батареи, подключенные параллельно , будут подавать 9 вольт в цепь в течение более длительного времени, чем одна 9-вольтовая батарея). Когда вы предоставляете более одного пути для прохождения тока через несколько нагрузок, вы фактически снижаете общее сопротивление в цепи. Расчет общего сопротивления в параллельной цепи более сложен (1/R t = 1/R 1 + 1/R 2 …), но помните, что общее сопротивление всегда будет меньше наименьшего сопротивления любая ветка. Например, если в одной ветви есть свет с сопротивлением 1000 Ом, а в другой ветви сопротивление всего 100 Ом, то общее сопротивление будет меньше 100 Ом. Еще сложнее рассчитать ток в параллельных цепях. Как только вы узнаете общее напряжение и общее сопротивление, вы можете рассчитать общий ток, протекающий через цепь, но это не скажет вам, какой ток протекает при любой нагрузке.

Оставить комментарий