От чего зависит общий заряд перенесенный частицами от одного полюса источника к другому

8 класс

Действия электрического тока, которые были описаны в § 35 «Действия электрического тока», могут проявляться в разной степени — сильнее или слабее. Опыты показывают, что интенсивность (степень действия) электрического тока зависит от заряда, проходящего по цепи в 1 с.

Когда свободная заряженная частица — электрон в металле или ион в растворе кислот, солей или щелочей — движется по электрической цепи, то вместе с ней происходит и перемещение заряда. Чем больше частиц переместится от одного полюса источника тока к другому или просто от одного конца участка цепи к другому, тем больше общий заряд q, перенесённый частицами.

Электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника в 1 с, определяет силу тока в цепи.

Значит, сила тока равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t, т. е. I = q / t, где I — сила тока.

На Международной конференции по мерам и весам в 1948 г. было решено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с током. Ознакомимся сначала с этим явлением на опыте.

На рисунке 60 изображены два гибких прямых проводника, расположенных параллельно друг другу. Оба проводника подсоединены к источнику тока. При замыкании цепи по проводникам протекает ток, вследствие чего они взаимодействуют — притягиваются или отталкиваются, в зависимости от направления токов в них.

Рис. 60. Взаимодействие проводников с током

Силу взаимодействия проводников с током можно измерить. Эта сила, как показывают расчёты и опыты, зависит от длины проводников, расстояния между ними, среды, в которой находятся проводники, и, что самое важное для нас, от силы тока в проводниках. Если одинаковы все условия, кроме силы токов, то, чем больше сила тока в каждом проводнике, тем с большей силой они взаимодействуют между собой.

Представим теперь себе, что взяты очень тонкие и очень длинные параллельные проводники. Расстояние между ними 1 м, и находятся они в вакууме. Сила тока в них одинакова.

За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки таких параллельных проводников длиной 1 м взаимодействуют с силой 2 • 10 -7 H (0,0000002 Н).

Эту единицу силы тока называют ампером (А). Так она названа в честь французского учёного Андре Ампера.

Ампер Андре Мари (1775 — 1836)
Французский физик и математик, создал первую теорию, которая выражала связь электрических и магнитных явлений. Ввёл в физику понятие «электрический ток»

Применяют также дольные и кратные единицы силы тока: миллиампер (мА), микроампер (мкА), килоампер (кА).

1 мкА = 0,000001 А;

Чтобы представить себе, что такое ампер, приведём примеры: сила тока в спирали лампы карманного фонаря 0,25 А = 250 мА. В осветительных лампах, используемых в наших квартирах, сила тока составляет от 7 до 400 мА (в зависимости от мощности лампы).

Через единицу силы тока — IA определяется единица электрического заряда — 1 Кл, о которой было сказано в § 28 «Делимость электрического заряда. Электрон».

Так как I = q / t, то q = It. Полагая I = 1 А, t = 1 с, получим единицу электрического заряда — 1 Кл.

1 кулон = 1 ампер х 1 секунду,

1 Кл = 1А • 1с = 1А • с.

За единицу электрического заряда принимают электрический заряд, проходящий сквозь поперечное сечение проводника при силе тока 1 A за время 1 с.

Из формулы q = It следует, что электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, зависит от силы тока и времени его прохождения. Например, в осветительной лампе, в которой сила тока равна 400 мА, сквозь поперечное сечение спирали за 1 мин проходит электрический заряд, равный 24 Кл.

Электрический заряд имеет также другое название — количество электричества.

Сила тока в различных потребителях электроэнергии

Вопросы:

1. От чего зависит интенсивность действий электрического тока?

2. Какой величиной определяется сила тока в электрической цепи?

3. Как выражается сила тока через электрический заряд и время?

4. Что принимают за единицу силы тока? Как называется эта единица?

5. Какие дольные и кратные амперу единицы силы тока вы знаете?

6. Как выражается электрический заряд (количество электричества) через силу тока в проводнике и время его прохождения?

Упражнения:

Упражнение № 24

1. Выразите в амперах силу тока, равную 2000 мА; 100 мА; 55 мА; 3 кА.

2. Сила тока в цепи электрической плитки равна 1,4 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение её спирали за 10 мин?

3. Сила тока в цепи электрической лампы равна 0,3 А. Сколько электронов проходит через поперечное сечение спирали за 5 мин?

§ 37. Сила тока. Единицы силы тока

Ампер Андре Мари

Ампер Андре Мари (1775-1836)
Французский физик и математик, создал первую теорию, которая выражала связь электрических и магнитных явлений. Ввёл в физику понятие «электрический ток».

Электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника в 1 с, определяет силу тока в цепи. Значит, сила тока равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t, т. е.

где I — сила тока.

Взаимодействие проводников с током

Рис. 60. Взаимодействие проводников с током

За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки таких параллельных проводников длиной 1 м взаимодействуют с силой 2 • 10 -7 Н (0,0000002 Н).

Эту единицу силы тока называют ампером (А). Так она названа в честь французского учёного Андре Ампера.

Применяют также дольные и кратные единицы силы тока: миллиампер (мА), микроампер (мкА), килоампер (кА).

1мА = 0,001 А;
1 мкА = 0,000001 А;
1кА=1000А.

Через единицу силы тока — 1 А определяется единица электрического заряда — 1 Кл, о которой было сказано в § 28.

Так как I = q/t, то q = It. Полагая I = 1 А, t = 1 с, получим единицу электрического заряда — 1 Кл.

1 кулон = 1 ампер • 1 секунду,

1Кл = 1А • 1с = 1А • с.

За единицу электрического заряда принимают электрический заряд, проходящий сквозь поперечное сечение проводника при силе тока 1 Аза время 1 с.

Электрический заряд имеет также другое название — количество электричества.

Сила тока в различных потребителях электроэнергии

Сила тока в различных потребителях электроэнергии

Вопросы

От чего зависит интенсивность действий электрического тока?
Какой величиной определяется сила тока в электрической цепи?
Как выражается сила тока через электрический заряд и время?
Что принимают за единицу силы тока? Как называется эта единица?
Какие дольные и кратные амперу единицы силы тока вы знаете?
Как выражается электрический заряд (количество электричества) через силу тока в проводнике и время его прохождения?

Упражнение 24

Выразите в амперах силу тока, равную 2000 мА; 100 мА; 55 мА; 3 кА.
Сила тока в цепи электрической плитки равна 1,4 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение её спирали за 10 мин?
Сила тока в цепи электрической лампы равна 0,3 А. Сколько электронов проходит через поперечное сечение спирали за 5 мин?

Урок 10. Электрический ток в металлах

Металлы в твердом состоянии, как известно, имеют кристаллическое строение. Частицы в кристаллах расположены в определенном порядке, образуя пространственную (кристаллическую) решетку.
В узлах кристаллической решетки металла расположены положительные ионы, а в пространстве между ними движутся свободные электроны. Cвободные электроны не связаны с ядрами своих атомов.
Отрицательный заряд всех свободных электронов по абсолютному значению равен положительному заряду всех ионов решетки. Поэтому в обычных условиях металл электрически нейтрален. Свободные электроны в нем движутся беспорядочно. Но если в металле создать электрическое поле, то свободные электроны начнут двигаться направленно под действием электрических сил. Возникнет электрический ток. Беспорядочное движение электронов при этом сохраняется, подобно тому как сохраняется беспорядочное движение в стайке мошкары, когда под действием ветра она перемещается в одном направлении.

Итак, электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов.

Доказательством того, что ток в металлах обусловлен электронами, явились опыты физиков нашей страны Леонида Исааковича Мандельштама и Николая Дмитриевича Папалекси, а также американских физиков Бальфура Стюарта и Роберта Толмена.
Скорость движения самих электронов в проводнике под действием электрического поля невелика — несколько миллиметров в секунду, а иногда и еще меньше. Но как только в проводнике возникает электрическое поле, оно с огромной скоростью, близкой к скорости света в вакууме (300 ООО км/с), распространяется по всей длине проводника.
Одновременно с распространением электрического поля все электроны начинают двигаться в одном направлении по всей длине проводника. Так, например, при замыкании цепи электрической лампы в упорядоченное движение приходят и электроны, имеющиеся в спирали лампы.
Понять это поможет сравнение электрического тока с течением воды в водопроводе, а распространения электрического поля — с распространением давления воды. При подъеме воды в водонапорную башню давление (напор) воды очень быстро распространяется по всей водопроводной системе. Когда мы открываем кран, то вода уже находится под давлением и сразу начинает течь. Но из крана течет та вода, которая была в нем, а вода из башни дойдет до крана много позднее, так как движение воды происходит с меньшей скоростью, чем распространение давления.

Когда говорят о скорости распространения электрического тока в проводнике, то имеют в виду скорость распространения по проводнику электрического ПОЛЯ.

Электрический сигнал, посланный, например, по проводам из Москвы во Владивосток (в = 8000 км), приходит туда примерно через 0,03 с.
Также о природе электрического тока очень здорово объясняется здесь

Урок 11. Действия электрического тока

Мы не можем видеть движущиеся в металлическом проводнике электроны. О наличии электрического тока в цепи мы можем судить лишь по различным явлениям, которые вызывает электрический ток. Такие явления называют действиями тока. Некоторые из этих действий легко наблюдать на опыте.
Тепловое действие тока можно наблюдать, например, присоединив к полюсам источника тока железную или никелиновую проволоку. Проволока при этом нагревается и, удлинившись, слегка провисает. Ее даже можно раскалить докрасна. В электрических лампах, например, тонкая вольфрамовая проволочка нагревается током до яркого свечения.

Химическое действие тока состоит в том, что в некоторых растворах кислот (солей, щелочей) при прохождении через них электрического тока наблюдается выделение веществ. Вещества, содержащиеся в растворе, откладываются на электродах, опущенных в этот раствор. Например, при пропускании тока через раствор медного купороса (СиS04) на отрицательно заряженном электроде выделится чистая медь (Си). Это используют для получения чистых металлов.
Магнитное действие тока также можно наблюдать на опыте. Для этого медный провод, покрытый изоляционным материалом, нужно намотать на железный гвоздь, а концы провода соединить с источником тока. Когда цепь замкнута, гвоздь становится магнитом (намагничивается) и притягивает небольшие железные предметы: гвоздики, железные стружки, опилки. С исчезновением тока в обмотке (при размыкании цепи) гвоздь размагничивается.
Рассмотрим теперь взаимодействие между проводником с током и магнитом.
На рисунке изображена висящая на нитях небольшая рамочка, на которую навито несколько витков тонкой медной проволоки. Концы обмотки присоединены к полюсам источника тока.

Следовательно, в обмотке существует электрический ток, но рамка висит неподвижно. Если эту рамку поместить теперь между полюсами магнита, то она станет поворачиваться.

Явление взаимодействия катушки с током и магнита используют в устройстве прибора, называемого гальванометром.
Стрелка гальванометра связана с подвижной катушкой, находящейся в магнитном поле. Когда в катушке существует ток, стрелка отклоняется. Таким образом, с помощью гальванометра можно судить о наличии тока в цепи.
Следует заметить, что из всех рассмотренных нами действий электрического тока магнитное действие тока наблюдается всегда, какой бы проводник тока ни был — твердый, жидкий или газообразный.

Урок 12. Направление электрического тока

Мы знаем, что электрический ток есть упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике. В металлических проводниках электрический ток представляет собой упорядоченное движение электронов — частиц, обладающих отрицательным зарядом. В растворах кислот, солей, щелочей электрический ток обусловлен движением ионов обоих знаков.
Движение каких заряженных частиц в электрическом поле следовало бы принять за направление тока?
Так как в большинстве случаев мы имеем дело с электрическим током в металлах, то за направление тока в цепи разумно было бы принять направление движения электронов в электрическом поле, т. е. считать, что ток направлен от отрицательного полюса источника к положительному.
Однако вопрос о направлении тока возник в науке тогда, когда об электронах и ионах еще ничего не было известно. В то время предполагали, что во всех проводниках могут перемещаться как положительные, так и отрицательные электрические заряды.
За направление тока условно приняли то направление, по которому движутся (или могли бы двигаться) в проводнике положительные заряды, т. е. направление от положительного полюса источника тока к отрицательному.
Это учтено во всех правилах и законах электрического тока.

Урок 13. Сила тока. Единицы силы тока

Действия электрического тока, которые были описаны в § 35, могут проявляться в разной степени — сильнее или слабее. Опыты показывают, что интенсивность (степень действия) электрического тока зависит от заряда, проходящего по цепи в 1 с.
Когда свободная заряженная частица — электрон в металле или ион в растворе кислот, солей или щелочей — движется по электрической цепи, то вместе с ней происходит и перемещение заряда. Чем больше частиц переместится от одного полюса источника тока к другому или просто от одного конца участка цепи к другому, тем больше общий заряд г/, перенесенный частицами.
Электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника в 1с, определяет силу тока в цепи.
Значит, сила тока равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t, т. е.
где I — сила тока.
На Международной конференции по мерам и весам в 1948 г. было решено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с током. Ознакомимся сначала с этим явлением на опыте.
На рисунке изображены два гибких прямых проводника, расположенных параллельно друг другу. Оба проводника подсоединены к источнику тока. При замыкании цепи по проводникам протекает ток, вследствие чего они взаимодействуют — притягиваются или отталкиваются, в зависимости от направления токов в них.

Силу взаимодействия проводников с током можно измерить. Эта сила, как показывают расчеты и опыты, зависит от длины проводников, расстояния между ними, среды, в которой находятся проводники, и, что самое важное для нас, от силы тока в проводниках. Если одинаковы все условия, кроме силы токов, то, чем больше сила тока в каждом проводнике, тем с большей силой они взаимодействуют между собой.
Представим теперь себе, что взяты очень тонкие и очень длинные параллельные проводники. Расстояние между ними 1 м, и находятся они в вакууме. Сила тока в них одинакова.
За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки таких параллельных проводников длиной 1 м взаимодействуют с силой 2 • 10 Н (0,0000002 Н).
Эту единицу силы тока называют ампером (А). Так она названа в честь французского ученого Андре Ампера.Применяют также дольные и кратные единицы силы тока: миллиампер (мА), микроампер (мкА), килоампер (кА).
1 мА = 0,001 А;
1 мкА = 0,000001 А;
1 кА = 1000 А.
Чтобы представить себе, что такое ампер, приведем примеры: сила тока в спирали лампы карманного фонаря 0,25 А = 250 мА. В осветительных лампах, используемых в наших квартирах, сила тока составляет от 7 до 400 мА (в зависимости от мощности лампы).
Через единицу силы тока — 1 А определяется единица электрического заряда — 1 Кл.
Так как I = |, то д = И. Полагая / = 1 А, £ = 1 с, получим единицу электрического заряда — 1 Кл.
1 кулон = 1 ампер х 1 секунду,
или
1 Кл = 1 А • 1 с = 1 А
За единицу электрического заряда принимают электрический заряд, проходящий сквозь поперечное сечение проводника при силе тока 1 А за время 1 с.
Из формулы q = It следует, что электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, зависит от силы тока и времени его прохождения. Например, в осветительной лампе, в которой сила тока равна 400 мА, сквозь поперечное сечение спирали за 1 мин проходит электрический заряд, равный 24 Кл.
Электрический заряд имеет также другое название — количество электричества.

Урок 14. Амперметр. Измерение силы тока

Силу тока в цепи измеряют прибором, называемым амперметром. Амперметр — это тот же гальванометр, только приспособленный для измерения силы тока, его шкала проградуирована в амперах. На шкале амперметра обычно ставят букву А. На схемах его изображают кружком с буквой А.
При включении в цепь амперметр, как всякий измерительный прибор, не должен влиять на измеряемую величину. Поэтому он устроен так, что при включении его в цепь сила тока в ней почти не изменяется. В технике используются амперметры с разной ценой деления, в зависимости от назначения. По шкале амперметра видно, на какую наибольшую силу тока он рассчитан. Превышать эту силу тока нельзя, так как прибор может испортиться.
При измерении силы тока амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют. Включают амперметр в цепь с помощью двух клемм, или зажимов, имеющихся на приборе. У одной из клемм амперметра стоит знак « + », у другой — «-» (иногда знака «-» нет). Клемму со знаком « + » нужно обязательно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока.
В цепи, состоящей из источника тока и ряда проводников, соединенных так, что конец одного проводника соединяется с началом другого, сила тока во всех участках одинакова. Это следует из того, что заряд, проходящий через любое поперечное сечение проводников цепи в 1 с, одинаков. Когда в цепи существует ток, то заряд нигде в проводниках цепи не накапливается, подобно тому как нигде в отдельных частях трубы не собирается вода, когда она течет по трубе. Поэтому при измерении силы тока амперметр можно включать в любое место цепи, состоящей из ряда последовательно соединенных проводников, так как сила тока во всех точках цепи одинакова. Если включить один амперметр в цепь до лампы, другой после нее, то оба они покажут одинаковую силу тока. Сила тока — очень важная характеристика электрической цепи. Работающим с электрическими цепями надо знать, что для человеческого организма безопасной считается сила тока до 1 мА. Сила тока больше 100 мА приводит к серьезным поражениям организма.

Урок 15. Электрическое напряжение

Мы знаем, что электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц, которое создается электрическим полем, а оно при этом совершает работу. Работу сил электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока. В процессе такой работы энергия электрического поля превращается в другой вид энергии — механическую, внутреннюю и др.
От чего же зависит работа тока? Можно с уверенностью сказать, что она зависит от силы тока, т. е. от электрического заряда, протекающего по цепи в 1 с. В этом мы убедились, знакомясь с различными действиями тока. Например, пропуская ток по железной или никелиновой проволоке, мы видели, что чем больше была сила тока, тем выше становилась температура проволоки, т. е. сильнее было тепловое действие тока.
Но не только от одной силы тока зависит работа тока. Она зависит еще и от другой величины, которую называют электрическим напряжением или просто напряжением.
Напряжение — это физическая величина, характеризующая электрическое поле. Оно обозначается буквой U. Чтобы ознакомиться с этой очень важной физической величиной, обратимся к опыту.
На рисунке изображена электрическая цепь, в которую включена лампочка от карманного фонарика. Источником тока здесь служит аккумулятор. На рисунке показана другая цепь, в нее включена лампа, используемая для освещения помещений. Источником тока в этой цепи является городская осветительная сеть. Амперметры, включенные в указанные цепи, показывают одинаковую силу тока в обеих цепях. Однако лампа, включенная в городскую сеть, дает гораздо больше света и тепла, чем лампочка от карманного фонаря.

Объясняется это тем, что при одинаковой силе тока работа тока на этих участках цепи при перемещении электрического заряда, равного 1 Кл, различна. Эта работа тока и определяет новую физическую величину, называемую электрическим напряжением.
Напряжение, которое создает аккумулятор, значительно меньше напряжения городской сети. Именно поэтому при одной и той же силе тока лампа, включенная в цепь аккумулятора, дает меньше света и тепла.
Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую.
Зная работу тока А на данном участке цепи и весь электрический заряд д, прошедший по этому участку, можно определить напряжение I/, т. е. работу тока при перемещении единичного электрического заряда:

Следовательно, напряжение равно отношению работы тока на данном участке к электрическому заряду, прошедшему по этому участку.

U=A/Q
Электрический ток подобен течению воды в реках и водопадах, т. е. течению воды с более высокого уровня на более низкий. Здесь электрический заряд (количество электричества) соответствует массе воды, протекающей через сечение реки, а напряжение — разности уровней, напору воды в реке. Работа, которую совершает вода, падая, например, с плотины, зависит от массы воды и высоты ее падения.
Работа тока зависит от электрического заряда, протекающего через сечение проводника, и от напряжения на этом проводнике. Чем больше разность уровней воды, тем большую работу совершает вода при своем падении; чем больше напряжение на участке цепи, тем больше работа тока. В озерах и прудах уровень воды всюду одинаков, и там вода не течет; если в электрической цепи нет напряжения, то в ней нет и электрического тока.

Урок 16. Единицы напряжения

Единица напряжения названа вольтом (В) в честь итальянского ученого Алессандро Вольта, создавшего первый гальванический элемент.
За единицу напряжения принимают такое электрическое напряжение на концах проводника, при котором работа по перемещению электрического заряда в 1 Кл по этому проводнику равна 1 Дж.
Кроме вольта применяют дольные и кратные ему единицы: милливольт (мВ) и киловольт (кВ).
1 мВ = 0,001 В;
1 кВ = 1000 В.
Высокое (большое) напряжение опасно для жизни. Допустим, что напряжение между одним проводом высоковольтной линии передачи и землей 100 000 В. Если этот провод соединить каким-нибудь проводником с землей, то при прохождении через него электрического заряда в 1 Кл будет совершена работа, равная 100 000 Дж.
Примерно такую же работу совершит груз массой 1000 кг при падении с высоты 10 м. Он может произвести большие разрушения. Этот пример показывает, почему так опасен ток высокого напряжения.
Но осторожность надо соблюдать и в работе с более низкими напряжениями. В зависимости от условий напряжение даже в несколько десятков вольт может оказаться опасным. Для работы в помещении безопасным считают напряжение не более 42 В.
В таблице приведены напряжения в вольтах, встречающиеся на практике.

Напряжение на полюсах элемента Вольта	1,1
» сухого элемента	1,5
» щелочного аккумулятора (одного элемента)	1,25
» кислотного аккумулятора (одного элемента)	2
Напряжение в осветительной сети	127 и 220
Напряжение в линии электропередачи Волжская ГЭС — Москва	500 000
Напряжение между облаками во время грозы	До 100 000 000

Из таблицы видно, что гальванические элементы создают невысокое напряжение. Поэтому в осветительной сети используется электрический ток от генераторов, создающих напряжение 127 и 220 В, т. е. вырабатывающих значительно большую энергию.

Урок 17. Вольтметр. Измерение напряжения

Для измерения напряжения на полюсах источника тока или на каком-нибудь участке цепи применяют прибор, называемый вольтметром. Многие вольтметры по внешнему виду очень похожи на амперметры. Для отличия вольтметра от других электроизмерительных приборов на его шкале ставят букву V. На схемах вольтметр , изображают кружком с буквой V внутри.
Как и у амперметра, у одного зажима вольтметра ставят знак « + ». Этот зажим необходимо обязательно соединять с проводом, идущим от положительного полюса источника тока. Иначе стрелка прибора будет отклоняться в обратную сторону.

Вольтметр включается иначе, чем амперметр. На рисунке, а изображена электрическая цепь, в которую включены электрическая лампa, амперметр и вольтметр. На рисунке показана схема такой цепи. Амперметром в этой цепи измеряют силу тока в лампе, для этого он включен в цепь последовательно с ней. Вольтметр должен показывать напряжение, существующее на зажимах лампы.
Поэтому его включают в цепь не последовательно с лампой, а так, как показано на рисунке и на схеме. Зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение. Такое включение прибора называют параллельным. Отметим только, что сила тока, проходящего через вольтметр, мала по сравнению с силой тока в цепи, поэтому он почти не изменяет напряжение между теми точками, к которым подключен.
Для измерения напряжения на полюсах источника тока вольтметр подключают непосредственно к зажимам источника тока так, как показано на рисунке.

Урок 18. Зависимость силы тока от напряжения

Различные действия тока, такие как нагревание проводника, магнитные и химические действия, зависят от силы тока. Изменяя силу тока в цепи, можно регулировать эти действия. Но чтобы управлять током в цепи, надо знать, от чего зависит сила тока в ней.
Мы знаем, что электрический ток в цепи — это упорядоченное движение заряженных частиц в электрическом поле. Чем сильнее действие электрического поля на эти частицы, тем, очевидно, и больше сила тока в цепи.
Но действие поля характеризуется физической величиной — напряжением. Поэтому можно предположить, что сила тока зависит от напряжения. Установим эту зависимость на опыте.

На рисунке изображена электрическая цепь, состоящая из источника тока — аккумулятора, амперметра, спирали из никелиновой проволоки (проводника), ключа и параллельно присоединенного к спирали вольтметра. На рисунке показана схема этой цепи (прямоугольником условно обозначен проводник).
Замыкают цепь и отмечают показания приборов. Затем присоединяют к первому аккумулятору второй такой же аккумулятор и снова замыкают цепь. Напряжение на спирали при этом увеличится вдвое, и амперметр покажет вдвое большую силу тока. При трех аккумуляторах напряжение на спирали увеличивается втрое, во столько же раз увеличивается сила тока.
Таким образом, опыт показывает, что во сколько раз увеличивается напряжение, приложенное к одному и тому же проводнику, во столько же раз увеличивается сила тока в нем. Другими словами, сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.
На рисунке ниже показан график зависимости силы тока в проводнике от напряжения между концами этого проводника.
На графике в условно выбранном масштабе по горизонтальной оси отложено напряжение в вольтах, а по вертикальной — сила тока в амперах.

Конспект урока по физике «Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр. Измерение силы тока» (8 класс)

Тип урока : комбинированный урок (урок изучения нового материала с элементами обобщения ранее изученного).

Цель урока: познакомить учащихся с понятием «сила тока»; ввести единицы силы тока на основе опыта по взаимодействию проводников с током; формировать умение рассчитывать силу тока; познакомить с прибором для измерения силы тока.

Образовательная: способствовать формированию представлений о физической величине, называемой силой тока;

Развивающая: содействовать развитию интеллекта, наблюдательности, умению анализировать, обобщать и делать выводы.

Воспитательная: способствовать развитию любознательности, инициативности, умению слушать и уважать мнение других; продолжить формирование научного мировоззрения на конкретных примерах научных открытий.

Организационный момент.
Проверка знаний и умений учащихся (р азноуровневая проверочная работа: средний уровень – «Тест по теме «Электрическая цепь и ее составные части», достаточный уровень – «Задания по теме «Электрические схемы»)
Подготовка учащихся к восприятию нового материала.
Изучение нового материала.
Закрепления изученного материала.
Рефлексия. Подведение итога урока.
Домашнее задание.

1. Организационный момент (2 мин) .

Взаимное приветствие учителя и учащихся, организация внимания, проверка готовности к уроку (положительный настрой обучающихся, мобилизация умственной деятельности)

2. Проверка знаний и умений учащихся (7 мин) .

2.1. Р азноуровневая проверочная работа:

— средний уровень – Тест по теме «Электрическая цепь и ее составные части»;

— достаточный уровень – Задания по теме «Электрические схемы».

2.2. Фронтальный опрос:

1. Что называется электрическим током?

Ответ учащихся: Электрическим током называется направленное движение заряженных частиц .

2. Назовите необходимые условия для существования электрического тока.

Ответ учащихся: Для существования электрического тока необходимы следующие условия:

Наличие свободных электронов в проводнике;
Наличие внешнего электрического поля для проводника.

3. Что нужно для того, чтобы электрический ток существовал в проводнике длительное время?

Ответ учащихся: Электрическое поле создается в проводнике и может длительное время поддерживаться источниками электрического тока.

4. Перечислите основные источники электрического тока.

Ответ учащихся:

Электрофорная машина (механическая энергия переходит в электрическую энергию);

Термоэлемент (тепловая энергия переходит в электрическую энергию);

Гальванический элемент и аккумулятор (благодаря химической реакции выделяется внутренняя энергия, которая превращается в электрическую).

Но, чтобы пользоваться электрическим током одних источников тока недостаточно.

5. Какие еще обязательные элементы должны быть включены в цепь?

Ответ учащихся:

Потребитель
Соединительные провода
Замыкающе — размыкающее устройство

6. Перечислите действия электрического тока.

Ответ учащихся: тепловое, химическое, магнитное

7. Как направлен электрический ток?

Ответ учащихся: За направление электрического тока условно приняли то направление, по которому движутся в проводнике положительные заряды, т.е. направление от положительного полюса источника тока к отрицательному

3 . Подготовка учащихся к восприятию нового учебного материала (2 мин).

Действия электрического тока (тепловое, химическое, магнитное) могут проявляться в разной степени – сильнее или слабее. Интенсивность (степень действия) электрического тока зависит от заряда, проходящего по цепи в 1 с.

4. Изучение нового материала.

Объяснение нового материала:

Как мы уже сказали электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц. Когда свободно заряженная частица (электрон в металле или ион в растворе кислот, солей или щелочей) движется по электрической цепи, то вместе с ней происходит и перемещение заряда. Чем больше частиц переместится от одного полюса источника тока к другому или просто от одного конца участка цепи к другому, тем больший общий заряд, перенесенный частицами.

Запись в тетрадь:

Сила тока – это физическая величина, показывающая, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за 1 с.

А значит, сила тока равна отношению электрического заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения.

Запишем в тетради обозначение и название каждой физической величины, записанной в формуле.

I- сила тока, (?)

q- величина заряда, (Кл)

На Международной конференции по мерам и весам в 1948 г. было решено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с током. Это явление можно наблюдать на опыте (по рис. 60 учебника).

Два гибких прямых проводника, расположенных параллельно друг другу, присоединим к источнику тока. При замыкании цепи по проводникам течёт ток, вследствие чего они взаимодействуют – притягиваются или отталкиваются, в зависимости от того, в каком направлении течет ток по проводникам.

Чем больше сила тока, тем сильнее взаимодействуют проводники. Эту силу взаимодействия можно измерить. Кроме силы тока она зависит еще от длины проводников, расстояния между ними и среды, в которой они находятся.

Чтобы ввести единицу силы тока, нужно соблюдать жесткие требования:

проводники должны быть тонкими;
очень длинными;
находиться в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга.

За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки двух параллельных проводников длинной 1 м, находящихся в вакууме на расстоянии 1 м друг от друга, взаимодействуют с силой 2*10 -7 Н (0, 0000002 Н).

Эту единицу силы тока называют ампером (1А) в честь французского ученого Андре Мари Ампера.

Сообщение учащихся:

Ампер Андре Мари

Историческая справка: Андре — Мари Ампер – на его памятнике высечена надпись: «Он был также добр и также прост, как и велик». Славился своей рассеянностью. Про него рассказывали, что однажды он с сосредоточенным видом варил в воде свои часы 3 минуты, держа яйцо в руке.

Применяются также дольные и кратные единицы силы тока.

1 мкА = 0, 000001 А

Чтобы понять, велик ли ток в 1 ампере, рассмотрим таблицу данных технического справочника (по рисунку в учебнике).

Через единицу силы тока – 1А определяется единица электрического заряда – 1Кл.

1 кулон = 1 ампер* 1 секунду

1 Кл = 1А* 1с = 1 Ас

Например, в осветительной лампе, в которой сила тока равна 400 мА, сквозь поперечное сечение спирали за 1 минуту проходит электрический заряд, равный 24 Кл.

Сила тока до 1 мА – безопасна, свыше 100 мА – приводит к серьезным поражениям организма (вызывает ожоги, остановку дыхания).

Силу тока в цепи измеряют амперметром. На шкале амперметра обычно ставят букву «А». В технике используются амперметры с разной ценой деления, в зависимости от назначения. По шкале амперметра видно, на какую силу тока он рассчитан. Превышать эту силу тока нельзя, т.к. прибор может выйти из строя.

На электрической схеме амперметр обозначают:

При измерении силы тока амперметр включают в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют. Клемму со знаком «+» нужно обязательно соединить с проводом, идущим от положительного полюса источника тока.

В цепи, состоящей из источника тока и ряда проводников, соединённых так, что конец одного проводника соединяется с началом другого проводника, сила тока во всех участках одинакова.

5. Закрепления изученного материала.

Решение задач:

Задача № 1

Какое количество электричества протекает через катушку гальванометра, включенного в цепь на 2 мин, если сила тока в цепи 12мА?

Задача № 2

На какую силу тока рассчитан данный амперметр?

Задача № 3

Какую силу тока показывает амперметр?

6. Рефлексия. Подведение итога урока.

Какую физическую величину называют силой тока? От чего она зависит? Единица измерения силы тока.

Скажите, что нам важно знать о приборе, которым измеряют силу тока? Что его отличает от других приборов?

— как выглядит, как работает, как правильно включить;

— как определить результат измерения;

— как обозначить на схеме.

Для того чтобы уметь пользоваться амперметром, какие правила необходимо знать?

— нельзя включать амперметр в цепь с силой тока, превышающей его максимальное значение;

— включать амперметр в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором необходимо измерить;

— клемму со знаком «+» нужно обязательно соединять с проводом, идущим от «+» полюса источника тока.

Для чего же нужно знать о величине силы тока?

В повседневной жизни нас окружают электроприборы, мы ими пользуемся, поэтому необходимо знать, какой должна быть сила тока в электрической цепи, чтобы приборы работали в нормальном режиме и были безопасными для здоровья человека .

7.Домашнее задание.

Упр. 24 (1-2; 3*) стр. 110

Найдите в паспорте технических устройств силу тока бытовых приборов, имеющихся у вас дома*