Напряжение на силу тока равно - Блог компании ВОЛЬТ

1. Электрическое напряжение. Единицы напряжения. Вольтметр

2. Цели урока:

Познавательные: — познакомить с физической
величиной « электрическое напряжение»и с
устройством вольтметра;
сформировать практические умения решать
высококачественные и количественные задачи.
Развивающие: развивать энтузиазм к предмету,
расширять кругозор учащихся, сформировать
логические умения при анализе сюжета задач.
Воспитательные: проконтролировать усвоение
познаний, сформировать способности общения между
обучающимися, их миропонимание.

3. Самостоятельная работа

1-вариант.
По спирали
электрической
лампы проходит
540Кл.
электричества за
5мин. Чему равна
сила тока ?
2-вариант.
При электросварке
сила тока добивается
200А. Какой эл.
заряд проходит
через поперечное
сечение электрода
за 1мин.?

4. Ответить на вопросы.

Чему равна сила тока?
Как именуется единица
измерения силы тока?
Как именуется устройство для
измерения силы тока?
Как включают амперметр в цепь?

5. Сила тока в цепях одинакова, но лампа, которая включена в городскую сеть дает больше света и тепла, чем лампочка от карманного

6. Разъяснение

Разъясняется
это
тем,
что
при
одинаковой силе тока работа при
перемещении электрического заряда,
равного 1Кл, различна.
Эта
работа
тока
определяет
физическую величину, именуемую
электрическим напряжением.

7. Что указывает напряжение ?

Напряжение указывает, какую работу
совершает электрическое поле при
перемещении единичного
положительного заряда из одной точки
в другую

8. Чему равно напряжение ?

Напряжение ( U ) равно отношению
работы тока на данном участке цепи к
электрическому заряду, прошедшему
по этому участку цепи.

9. Единицы измерения напряжения

Единица напряжения
названа вольтом (В) в
честь итальянского
ученого Алессандро
Вольта
Единица измерения
напряжения в системе
СИ:
[U]=1B

10. Единицы измерения напряжения

За единицу напряжения
принимают такое электрическое
напряжение на концах
проводника, при котором работа
по перемещению электрического
заряда в 1 Кл по этому
проводнику равна 1Дж.
1В = 1Дж/Кл

11. Дольные и кратные вольту единицы:

милливольт (мВ)
киловольт (кВ).
1мВ = 0,001В
1кВ = 1000В.

12. Вольтметр

Для измерения
напряжения
есть
особый
измерительный
устройство —
вольтметр.
Условное
обозначение
вольтметра на
электрической
схеме:

13. Правила при включении вольтметра в цепь

1. Вольтметр подключается
параллельно участку цепи,
на котором будет измеряться
напряжение;
2.Соблюдаем полярность:
"+" вольтметра
подключается к "+"
источника тока,
а "минус" вольтметра — к
"минусу" источника тока.

14. Подключение вольтметра

Для измерения напряжения источника
питания вольтметр
присоединяют конкретно к его
зажимам.

15. Параллельное соединение

Зажимы
вольтметра
присоединяются к
тем точкам цепи,
между которыми
нужно измерить
напряжение.
Такое включение
устройства
именуют
параллельным.

16. Схема подключения вольтметра

Схема
подключения
вольтметра в
цепь.
Вольтметр в этой
цепи определяет
напряжение на
лампе

17. Неопасное напряжение!

Напряжение,
считающееся неопасным для
человека в сухом помещении,
составляет до 36 В. Для
сырого помещения это
значение опускается до 12 В.

18. Физиологическое действие тока

Когда человек касается провода, находящегося под
напряжением выше 240 В,
ток пробивает кожу. Если по проводу течет ток,
величина которого еще не смертельна,
но достаточна для того, дабы вызвать
непроизвольное сокращение мускул руки
(рука вроде бы “прилипает” к проводу), то
сопротивление кожи равномерно миниатюризируется, и в
конце концов ток добивается смертельной для человека
величины в 0,1 А. Человеку, попавшему в такую
страшную ситуацию, необходимо как можно быстрее посодействовать,
стараясь “оторвать” его от провода,
не подвергая при всем этом угрозы себя.

19. Ответим на вопросы

Как можно найти напряжение
через работу тока и электрический
заряд?
Какое напряжение применяют в
осветительной сети?
Как именуют устройство для измерения
напряжения?
Как включают вольтметр для
измерения напряжения на участке
цепи?

Переменный ток

“Стартовые” задачи по теме “переменный ток”. Познакомимся с понятиями индуктивного и емкостного сопротивлений, полного сопротивления, узнаем, что такое амплитудное и действующее значение тока и напряжения.

Задачка 1. В цепь переменного тока последовательно включены конденсатор, резистор и катушка индуктивности. Как соотносятся по фазе колебания напряжения на этих элементах от фазы колебаний силы тока в цепи?

А) на обкладках конденсатора;

Б) на зажимах резистора;

В) на зажимах катушки.
1) отстают-по фазе от силы тока на ;

2) опережают по фазе силу тока на ;

3) совпадают по фазе с колебаниями силы тока;
4) опережают по фазе силу тока на катушки на некоторый угол .

Ток и напряжение в резисторе совпадают по фазе, всегда.
Дабы отлично уяснить, как соотносятся фазы напряжения и тока в реактивных элементах (катушке и конденсаторе), я даже для учащихся собственных стишок выдумала:

«Каждый студент – запомни твердо!

От этого твой зависит зачет!

В емкости ток – опережает,

А в индуктивности – отстает!»

Задачка 2. Катушка с ничтожно малым активным сопротивлением включена в цепь переменного тока с частотой 50 Гц. При напряжении 125 В сила тока равна 3 А. Какова индуктивность катушки?
Определим угловую частоту:

Читайте по теме: Фонари уличного освещения на солнечных батареях

Индуктивное сопротивление катушки:

Ответ: Гн.
Задачка 3. Амплитудные значения напряжения и тока на резисторе соответственно равны В, А. Какая средняя мощность выделится резисторе этой цепи?

Средняя мощность рассчитывается по формуле:

Где и – действующие значения тока и напряжения (они в раз меньше амплитудных), а – угол сдвига фаз напряжения и тока. Для резистора . Тогда

$P=\frac{I_m}{\sqrt{2}}\cdot\frac{U_m}{\sqrt{2}}=\frac{I_mU_m}{2}=\frac{100\cdot2}{2}=100$

Задачка 4. Напряжение на резисторе в цепи переменного тока меняется по закону , В. Чему равно действующее значение напряжения?

Действующие значения тока и напряжения в раз меньше амплитудных:

Задачка 5. Найдите активное сопротивление электрической лампы, включенной в цепь переменного тока с действующим напряжением 220 В, если при всем этом на ней выделяется средняя мощность 200 Вт.

Ответ: 242 Ом.
Задачка 6. Чему равна амплитуда силы тока в цепи переменного тока частотой 50 Гц, содержащей последовательно соединенные активное сопротивление кОм и конденсатор емкости С = 1 мкФ, если действующее значение напряжения сети, к которой подключен участок цепи, равно 220 В?
По закону Ома

$\mid z \mid=\sqrt{R^2+\frac{1}{(\omega C)^2}}=\sqrt{2000^2+\frac{1}{(2\pi \cdot50\cdot10^{-6})^2}}=3759$

Ответ: 82 мА
Задачка 7. Какое количество теплоты выделится на активном сопротивлении Ом за 2 периода колебаний, если секундное значение переменного напряжения на сопротивлении описывается уравнением ‚ В?
Из записи напряжения лицезреем: – амплитуда напряжения, – действующее значение, .

Так как , то c.

Количество теплоты равно:

Задачка 8. В последовательной цепи переменного тока из резистора сопротивлением Ом, конденсатора электроемкостью С = 4,8 мкФ и катушки индуктивностью Гн наблюдается электрический резонанс. Во сколько раз амплитуда напряжения на катушке больше амплитуды приложенного напряжения?

Добротность определяет то, во сколько раз напряжение на катушке либо конденсаторе больше входного (напряжения питания).

Конденсатор в цепи переменного тока

При исследовании неизменного тока мы узнали, что он не может перейти в цепи, в какой есть конденсатор. Так как конденсатор — это две пластинки, разбитые слоем диэлектрика. Для цепи неизменного тока конденсатор будет, как разрыв в цепи. Если конденсатор пропускает неизменный ток, означает, он неисправен.

В отличии от неизменного переменный ток может идти и через цепь, в какой находится конденсатор.

Разглядим, как будет изменяться сила тока в цепи, содержащей конденсатор, со временем. При всем этом будем третировать сопротивлением соединяющих проводов и обкладок конденсатора.

Напряжение на конденсаторе будет приравниваться напряжению на концах цепи. Означает, мы можем приравнять эти две величины.

Лицезреем, что заряд будет изменяться по гармоническому закону. Сила тока — это скорость конфигурации заряда. Означает, если возьмем производную от заряда, получим выражение для силы тока.

I = q’ = UmC ω cos( ω t+ π /2).

Разность фаз между колебаниями силы тока и заряда, также напряжения, вышла равной π /2. Выходит, что колебания силы тока опережают по фазе колебания напряжения на π /2. Это представлено на рисунке.

Из уравнения колебаний силы тока получаем выражение для амплитуды силы тока:

Введем следующее обозначение:

Запишем следующее выражение закона Ома, используя Xc и действующие значения силы тока и напряжения:

Xc — величина, именуемая емкостным сопротивлением.

Катушка индуктивности в цепи переменного тока

Индуктивность в цепи переменного тока будет оказывать влияние на силу переменного тока.

Разглядим цепь, в какой есть только катушка индуктивности. При всем этом значение сопротивления катушки и соединительных проводов пренебрежимо не много.

Выясним, как будут связаны напряжение на катушке с ЭДС самоиндукции в ней. При сопротивлении катушки равном нулю, напряженность электрического поля снутри проводника тоже будет равна нулю. Равенство нулю напряженности может быть.

Напряженности электрического поля создаваемого зарядами Eк будет соответствовать такая же по модулю и обратно направленная напряженность вихревого электрического поля, которое появится вследствие конфигурации магнитного поля.

Поэтому, ЭДС самоиндукции ei будет равна по модулю и обратна по знаку удельной работе кулоновского поля.

Поэтому: ei = -u.

Сила тока будет изменяться по гармоническому закону: I = Im sin(ωt).

ЭДС самоиндукции будет равна: Ei = -Li’ = -L ω Im cos( ω t).

Поэтому, напряжение будет равно: U = L ω Im cos( ω t) = L ω Im sin( ω t+ π /2).

Отсюда значение действующего напряжения будет приравниваться Um = Lω Im. Лицезреем, что между колебаниями тока и напряжения вышла разность фаз равная π /2. Поэтому, колебания силы тока отстают от колебания напряжения на π /2. Это наглядно представлено на следующем рисунке.

Im = Um /(ωL). Введем обозначение XL = ωL. Данная величина именуется индуктивное сопротивление.