Является ли источником электрического тока рубильник

Является ли источником электрического тока рубильник

Для того чтобы использовать энергию электрического тока, нужно прежде всего иметь источник тока, его энергию используют в потребителях.
Электродвигатели, лампы, плитки, всевозможные приборы называют приемниками или потребителями электрической энергии.
Электрическую энергию нужно доставить к приемнику. Для этого приемник соединяют с источником электрической энергии проводами.
Чтобы включать и выключать в нужное время приемники электрической энергии, применяют ключи, рубильники, кнопки, выключатели, т. е. замыкающие и размыкающие устройства.
Источник тока, приемники, замыкающие устройства, соединенные между собой проводами, составляют простейшую электрическую цепь.

Чтобы в цепи был ток, она должна быть замкнутой, т. е. состоять только из проводников электричества. Если в каком-нибудь месте провод оборвется, то ток в цепи прекратится. (На этом и основано действие выключателей.)
Чертежи, на которых изображены способы соединения электрических приборов в цепь, называют схемами. Приборы на схемах обозначают условными знаками. Некоторые из них даны на рисунке справа.
Мы знаем, что электрический ток есть упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике. В металлических проводниках электрический ток представляет собой упорядоченное движение электронов — частичек, обладающих отрицательным зарядом. В растворах кислот, солей, щелочей электрический ток обусловлен движением ионов обоих знаков.
Движение каких же 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. И 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.

Какие существуют виды источников электрического тока?

Источник электрического тока – это устройство, с помощью которого создаётся электрический ток в замкнутой электрической цепи. В настоящее время изобретено большое количество видов таких источников. Каждый вид используется для определённых целей.

Виды источников электрического тока

Существуют следующие виды источников электрического тока:

• механические;
• тепловые;
• световые;
• химические.

Механические источники

В этих источниках происходит преобразование механической энергии в электрическую. Преобразование осуществляется в специальных устройствах – генераторах. Основными генераторами являются турбогенераторы, где электрическая машина приводится в действие газовым или паровым потоком, и гидрогенераторы, преобразующие энергию падающей воды в электричество. Большая часть электроэнергии на Земле производится именно механическими преобразователями.

Тепловые источники

Здесь преобразуется в электричество тепловая энергия. Возникновение электрического тока обусловлено разностью температур двух пар контактирующих металлов или полупроводников — термопар. В этом случае заряженные частицы переносятся от нагретого участка к холодному. Величина тока зависит напрямую от разности температур: чем больше эта разность, тем больше электрический ток. Термопары на основе полупроводников дают термоэдс в 1000 раз больше, чем биметаллические, поэтому из них можно изготавливать источники тока. Металлические термопары используют лишь для измерения температуры.

СПРАВКА! Чтобы получить термопару, необходимо соединить 2 различных металла.

В настоящее время разработаны новые элементы на основе преобразования тепла, выделяющегося при естественном распаде радиоактивных изотопов. Такие элементы получили название радиоизотопный термоэлектрический генератор. В космических аппаратах хорошо себя зарекомендовал генератор, где применяется изотоп плутоний-238. Он даёт мощность 470 Вт при напряжении 30 В. Так как период полураспада этого изотопа 87,7 года, то срок службы генератора очень большой. Преобразователем тепла в электричество служит биметаллическая термопара.

Читайте также: Что такое электрофорная машина и как она работает?

Световые источники

С развитием физики полупроводников в конце ХХ века появились новые источники тока – солнечные батареи, в которых энергия света преобразуется в электрическую энергию. В них используется свойство полупроводников выдавать напряжение при воздействии на них светового потока. Особенно сильно этот эффект наблюдается у кремниевых полупроводников. Но всё-таки КПД таких элементов не превышает 15%. Солнечные батареи стали незаменимы в космической отрасли, начали применяться и в быту. Цена таких источников питания постоянно снижается, но остаётся достаточно высокой: около 100 рублей за 1 ватт мощности.

Химические источники

Все химические источники можно разбить на 3 группы:

1. Гальванические
2. Аккумуляторы
3. Тепловые

Гальванические элементы работают на основе взаимодействия двух разных металлов, помещённых в электролит. В качестве пар металлов и электролита могут быть разные химические элементы и их соединения. От этого зависит вид и характеристики элемента.

ВАЖНО! Гальванические элементы используются только разово, т.е. после разряда их невозможно восстановить.

Существует 3 вида гальванических источников (или батареек):

Солевые, или иначе «сухие», батарейки используют пастообразный электролит из соли какого-либо металла, помещённый в цинковый стаканчик. Катодом служит графито-марганцевый стержень, расположенный в центре стаканчика. Дешёвые материалы и лёгкость изготовления таких батареек сделали их самыми дешёвыми из всех. Но по характеристикам они значительно уступают щелочным и литиевым.

В щелочных батарейках в качестве электролита используется пастообразный раствор щёлочи — гидрооксида калия. Цинковый анод заменён на порошкообразный цинк, что позволило увеличить отдаваемый элементом ток и время работы. Эти элементы служат в 1,5 раза дольше солевых.

В литиевом элементе анод сделан из лития — щелочного металла, что значительно увеличило продолжительность работы. Но одновременно увеличилась цена из-за относительной дороговизны лития. Кроме того, литиевая батарейка может иметь различное напряжение в зависимости от материала катода. Выпускают батарейки с напряжением от 1,5 В до 3,7 В.

Аккумуляторы — источники электрического тока, которые можно подвергать многим циклам заряда-разряда. Основными видами аккумуляторов являются:

1. Свинцово-кислотные;
2. Литий-ионные;
3. Никель-кадмиевые.

Свинцово-кислотные аккумуляторы состоят из свинцовых пластин, погружённых в раствор серной кислоты. При замыкании внешней электрической цепи происходит химическая реакция, в результате которой свинец преобразуется в сульфат свинца на катоде и аноде, а также образуется вода. В процессе зарядки сульфат свинца на аноде восстанавливается до свинца, а на катоде до диоксида свинца.

СПРАВКА! Один элемент свинцово-цинкового аккумулятора вырабатывает напряжение 2 В. Соединив элементы последовательно, можно получить любое напряжение, кратное 2. Например, в автомобильных аккумуляторах напряжение 12 В, т.к. соединены 6 элементов.

Литий-ионный аккумулятор получил своё название из-за того, что в качестве носителя электричества в электролите служат ионы лития. Ионы возникают на катоде, который изготовлен из соли лития на подложке из алюминиевой фольги. Анод изготавливается из различных материалов: графита, оксидов кобальта и других соединений на подложке из медной фольги.

Напряжение в зависимости от применяемых компонентов может быть от 3 В до 4,2 В. Благодаря низкому саморазряду и большому количеству циклов заряда-разряда литий-ионные аккумуляторы приобрели большую популярность в бытовой технике.

ВАЖНО! Литий-ионные аккумуляторы очень чувствительны к перезарядке. Поэтому для их зарядки нужно использовать зарядные устройства, предназначенные только для них, которые имеют встроенные специальные схемы, предотвращающие перезаряд. Иначе может произойти разрушение аккумулятора и его возгорание.

В никель-кадмиевых аккумуляторах катод сделан из соли никеля на стальной сетке, анод из соли кадмия на стальной сетке, а электролит — смесь гидроксида лития и гидроксида калия. Номинальное напряжение такого аккумулятора — 1,37 В. Он выдерживает от 100 до 900 циклов зарядки-разрядки.

СПРАВКА! Никель-кадмиевые аккумуляторы можно хранить в разряженном состоянии, в отличии от литий-ионных.

Тепловые химические элементы служат как источники резервного питания. Они дают отличные характеристики по удельной плотности тока, но имеют короткий срок службы (до 1 часа). Применяются в основном в ракетной технике, где нужны надёжность и кратковременная работа.

ВАЖНО! Первоначально тепловые химические источники не могут давать электрический ток. В них электролит содержится в твёрдом состоянии и для приведения батареи в рабочее состояние необходим разогрев до 500-600°C. Такой разогрев осуществляется специальной пиротехнической смесью, которая воспламеняется в нужный момент.

Отличие реального источника от идеального

Идеальный источник по законам физики должен обладать бесконечным внутренним сопротивлением, чтобы обеспечить постоянство электрического тока в нагрузке. Реальные источники имеют конечное внутренне сопротивление, а значит ток зависит как от внешней нагрузки, так и от внутреннего сопротивления.

Вот вкратце и всё о разнообразии современных источников электрического тока. Как видно из обзора, на сегодняшний день создано внушительное количество источников с характеристиками, подходящими для любой сферы применения.

Похожие статьи:

Как устроен электрический аккумулятор, его принцип работы, виды, назначение и основные характеристики

Как правильно зарядить автомобильный аккумулятор: пошаговая инструкция

Что такое литий ионный аккумулятор — устройство и виды

Что такое внешний аккумулятор для телефона и какой лучше выбрать?

Что такое анод и катод?

Чем отличаются и где используются постоянный и переменный ток

Электрический ток. Источники электрического тока. Электрическая цепь.

1 слайд Электрический ток. Источники электрического тока. Электрическая цепь и ее составные части.
Цель:
знать, что такое электрический ток;
условия существования электрического тока;
знать, что такое источник тока, виды источников тока;
знать, какие преобразования энергии происходят в источниках тока.

2 слайд Df. Электрический ток- упорядоченное движение заряженных частиц.
Электрический ток зажигает лампочки, нагревает воду в электрическом чайнике.
Электрический ток течет от электростанций по проводам к нашим домам.

3 слайд Слово «ток» означает течение, а электрический ток- это движение зарядов. Какой заряд может перемещаться по проводам от электростанций?
В телах есть электроны. Их движением объясняются различные электрические явления. Электрическим зарядом обладают ионы, которые находятся в растворах солей, кислот и щелочей.

4 слайд Чтобы получить электрический ток в проводнике, надо создать в нем электрическое поле. Под действием этого поля заряженные частицы, которые могут свободно перемещаться в этом проводнике придут в упорядоченное движение в направлении действия на них электрических сил. Возникает электрический ток.
Если соединить металлическим стержнем 2 электрометра- заряженный и незаряженный и вставить в стержень неоновую лампочку, то при соединении электроскопов можно заметить кратковременную вспышку.

5 слайд ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
Источник тока — это устройство, в котором происходит преобразование какого-либо вида энергии (механической, химической, внутренней) в электрическую энергию.

В любом источнике тока совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц, которые накапливаются на полюсах источника.

6 слайд При этом один из полюсов заряжается положительно, а другой- отрицательно. Между полюсами источника образуется электрическое поле. Если соединить их проводником, то поле возникнет и в проводнике. Под действием этого поля электроны в проводнике начнут двигаться. Возникнет электрический ток.
Внимание: снаружи источника тока электроны движутся от «-» к «+». Внутри источника тока электроны двигаются от «+» к «-».

7 слайд Условия существования электрического тока:

8 слайд Существуют различные виды источников тока:
1.Механический источник
тока
— механическая энергия преобразуется в электрическую энергию.

К ним относятся : электрофорная машина динамо-машина, генераторы.

9 слайд В электрофорной машине механическая энергия превращается в электрическую. При вращении рукоятки машины приходят в движение ее пластмассовые диски. Вращаясь в противоположных направлениях, диски электризуют друг друга. Пластинки из фольги, нанесенные на диски, соприкасаются с металлическими щетками электрофорной машины. Они и передают заряд на шары. При этом один из шаров заряжается «+», а другой «-».

10 слайд 2. термоэлемент – это 2 спаянные между собой проволоки из разных материалов. Если нагреть место соединения, то прибор зафиксирует электрический ток.
Тепловой источник тока

— внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию.
Применяются в термодатчиках и на геотермальных электростанциях.

11 слайд Фотоэлемент – это прибор, основанный на явлении фотоэффекта. Фотоэффект- вырывание электронов с поверхности металла под действием света.
Например, при освещении селена, оксида меди (I), кремния происходит потеря отрицательного электрического заряда, и световая энергия превращается в электрическую.
Световой источник тока

Применяются в солнечных батареях, световых датчиках, калькуляторах, видеокамерах.

12 слайд Химический источник тока

— в результате химических реакций внутренняя энергия преобразуется в электрическую.

Например, гальванический элемент — в цинковый сосуд вставлен угольный стержень. Стержень помещен в полотняный мешочек, наполненный смесью оксида марганца с углем. В элементе используют клейстер из муки на растворе нашатыря. При взаимодействии нашатыря с цинком, цинк приобретает отрицательный заряд, а угольный стержень — положительный заряд. Между заряженным стержнем и цинковым сосудом возникает электрическое поле.

13 слайд Из нескольких гальванических элементов можно составить батарею.

Источники тока на основе гальванических элементов применяются в бытовых автономных электроприборах, источниках бесперебойного питания.
Аккумуляторы — в автомобилях, электромобилях, сотовых телефонах.

14 слайд УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Условное обозначение источника тока на электрической схеме

или батареи, состоящей из нескольких источников

15 слайд Электрическая цепь и ее составные части:
Источник тока.
Потребители (приемники) электрической энергии
Замыкающие — размыкающие устройства (выключатель, рубильник, кнопка) –ключ
Соединительные провода.
Схема – чертежи, на которых изображены способы соединения электрических приборов в цепь.
Последовательное соединение –
соединение, при котором все элементы цепи идут поочередно, последовательно друг за другом.
лампа
ключ
Источник тока

16 слайд Параллельное соединение -соединение, при котором все входящие в него проводники одним своим концом присоединяются к одной точке цепи А, а вторым концом к другой точке В.
А
В

17 слайд Электрическая цепь:
1.Источник тока-1 шт.
2. Электрический звонок-2 шт., каждый включается отдельно
Применение:
для вызова медсестры больными из 2 разных палат

18 слайд За направление тока
принято направление, по которому движутся или могли бы двигаться положительно заряженные частицы, т. е. направление от положительного полюса источника тока к отрицательному.
Направление
тока

19 слайд Страница 171
Лабораторная работа №3
по теме «Сборка электрической цепи и измерение силы тока в ее различных участках»

Цель работы: убедиться на опыте, что сила тока в различных последовательно соединенных участках цепи одинакова»
Приборы и материалы: источник питания, низковольтная лампа на подставке, ключ, амперметр, соединительные провода.

20 слайд А

21 слайд А

22 слайд А

23 слайд Вывод : я убедилась (убедился) на опыте, что сила тока в различных последовательно соединенных участках цепи одинакова»
Самостоятельная работа по теме
«Сила тока. Единицы силы тока».

24 слайд Самостоятельная работа по теме
«Сила тока. Единицы силы тока».

25 слайд При включении в цепь амперметра так, как показано на рисунке 62, а, сила тока была 0,5 А.
Каковы будут показания амперметра при включении его в ту же цепь так, как изображено на рисунке 62, 6
Упр.15 (1), стр.87
Сила тока во всех последовательно соединенных участках цепи одинакова.

Показания обоих амперметров одинаковы:
сила тока I = 0,6 A.

Электрическое напряжение. Единицы напряжения. Вольтметр. Измерение напряжения.
Д/з п.39,40,41 упр.16 (оставшиеся)
аккумулятор
Осветительная
сеть
Лампа, включенная в городскую осветительную сеть, дает больше света и тепла, чем лампочка от карманного фонаря. Работа тока и напряжение в ней больше.

27 слайд Напряжение = отношению работы тока на данном участке к электрическому заряду, прошедшему по этому участку.
Вольта Алессандро
(1745—1827) — итальянский физик, один из основателей учения об электрическом токе, создал первый гальванический элемент
Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую.
А= qU- работа электрического тока
электрический заряд

28 слайд 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.
милливольт (мВ)
1 мВ = 0,001 В;
Высокое (большое) напряжение
опасно для жизни.
киловольт (кВ)
1 кВ = 1000 В.

29 слайд Вольтметр, используемый в школьных опытах
Вольтметр, используемый в лабораторных работах

На схемах вольтметр
изображают кружком
с буквой V внутри
Вольтметр- прибор для измерения напряжения, включается в цепь параллельно.

30 слайд Электрическая цепь: источник тока, ключ, электрическая лампа, амперметр и вольтметр
Вольтметр должен показывать напряжение на зажимах лампы, его включают в цепь параллельно с лампой .
Амперметром в этой цепи измеряют силу тока в лампе, он включен в цепь последовательно.

31 слайд Для измерения напряжения на полюсах источника тока
вольтметр подключают непосредственно к зажимам источника тока

Стр. 95,
рисунок 67.

32 слайд 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.
Зажимы вольтметра присоединяют к тем точкам цепи, между которыми надо измерить напряжение.
Цена
деления =
Показания вольтметра 4,5 В

33 слайд
Вопросы

Как называют прибор для измерения напряжения?

Как включают вольтметр для измерения напряжения на участке цепи?

Как с помощью вольтметра измерить напряжение на полюсах источника тока?

Какой должна быть сила тока, проходящего через вольтметр, по сравнению с силой тока в цепи?

34 слайд Упражнение 16
Рассмотрите шкалу вольтметра (рис. 65, а). Определите цену деления. Перечертите в тетрадь его шкалу и нарисуйте положение стрелки при напряжении
1 В; 0,5 В; 2,6 В.
Цена деления =
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

35 слайд Определите цену деления шкалы вольтметра, изображенного на рисунке 66, а.
Какое напряжение он показывает?
Начертите схему цепи, состоящей из аккумулятора, лампы, ключа, амперметра и вольтметра, для случая, когда вольтметром измеряют напряжение на полюсах источника тока.

36 слайд Зависимость силы тока от напряжения.
аккумулятор
Резистор из никелин. проволоки
ключ
вольтметр
Амперметр
Сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника.

37 слайд Электрическое сопротивление проводников. Единицы сопротивления.Д/з П.43 упр.18
Сила тока в проводнике зависит не только от напряжения, но и от свойств проводника.
R-электрическое сопротивление –мера противодействия проводника установлению в нем электрического тока.
1 Ом =

1 мОм = 0,001 Ом; миллиом
1 кОм = 1000 Ом; килоом
1 МОм = 1 000 000 Ом. мегаом

38 слайд Закон Ома для участка цепи
Д/з П.44 упр.19 (оставшиеся)
Ом Георг
(1787— 1854) — немецкий физик. Он открыл теоретически и подтвердил на опыте закон, выражающий связь между силой тока в цепи, напряжением и сопротивлением.

39 слайд Закон Ома :
сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению.
Зависимость силы тока от напряжения на концах участка цепи и сопротивления этого участка называется законом Ома (1827)
I — сила тока в участке цепи,
U — напряжение на этом участке
R — сопротивление участка.

40 слайд 1. Напряжение на зажимах электрического утюга 220 В, сопротивление нагревательного элемента утюга 50 Ом. Чему равна сила тока в нагревательном элементе?
2. Сила тока в спирали электрической лампы 0,7 А, сопротивление лампы 310 Ом. Определите напряжение, под которым находится лампа.
Упражнение 19, стр.102
3. Каким сопротивлением обладает вольтметр, рассчитанный на 150 В, если сила тока в нем не должна превышать 0,01 А?
4. Определите по графику
(см. рис. 69) сопротивление
проводника.

41 слайд 5. Рассмотрите рисунок 71 и таблицу результатов опыта, выполняемого в соответствии с этим рисунком. Что изменится на рисунке и в схеме электрической цепи, когда будут проводиться опыты № 2 и 3, указанные в таблице?

42 слайд 7. На рисунке 73 изображены графики зависимости силы тока от напряжения для двух проводников А и В. Какой из этих проводников обладает большим сопротивлением? Определите сопротивление каждого из проводников.
6. По показаниям приборов (см. рис. 70) определите сопротивление проводника АВ.
Рис.70 стр.98
Рис.73 стр.103

43 слайд Расчет сопротивления проводника. Удельное сопротивление. д/з п.45 упр.20
Причиной электрического сопротивления проводника является взаимодействие электронов с ионами кристаллической решетки металла
Гипотеза:
сопротивление проводника зависит:
от его длины
от площади поперечного сечения
от вещества, из которого он изготовлен.
В цепь источника тока по очереди включают
различные проводники:
никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины;
никелиновые проволоки одинаковой длины, но разной толщины
(разной площади поперечного сечения);
никелиновую и нихромовую проволоки одинаковой длины и толщины.

44 слайд 2. из двух никелиновых проволок одинаковой длины большее сопротивление имеет проволока с меньшим поперечным сечением;
Установим:
1. из двух никелиновых проволок одинаковой толщины более длинная проволока имеет большее сопротивление;
3. никелиновая и нихромовая проволоки одинаковых размеров имеют разное сопротивление.
R-сопротивление

R=
— длина проводника
— удельное сопротивление
— площадь
поперечного
сечения

45 слайд Сопротивление
прямо пропорционально длине проводника,
обратно пропорционально площади его поперечного сечения
и зависит от вещества проводника.
R=
Сопротивление проводника из данного вещества длиной 1 м,
площадью поперечного сечения 1 м2 называется удельным сопротивлением этого вещества.

46 слайд Последовательное и параллельное соединение проводников. Д/з п.48,49 упр.22.(1,2,3)

47 слайд Пример 1. Два проводника сопротивлением R1 = 2 Ом, R2= 3 Ом соединены последовательно. Сила тока в цепи 1 А. Определить сопротивление цепи, напряжение на каждом проводнике и полное напряжение всего участка цепи.
Дано:
R 1 = 2 Ом
R 2 = 3 Ом.
I=1A
R — ?
U1 -?
U 2-?
U -?
Решение:
Сила тока во всех последовательно соединенных проводниках одна и та же и равна силе тока в цепи:
I 1 =I2 = I = 1 A
Общее сопротивление цепи:
R = R 1 + R 2
R = 2 Ом + 3 Ом = 5 Ом.
Напряжение на каждом из проводников найдем по закону Ома:
U1 =I 1 R 1 =1А • 2 Ом = 2 В
U2 =I 2 R 2 =1А • 3 Ом = 3 В
Полное напряжение в цепи:
U = U1 + U 2 =2B+3B=5B
или U = I R =1А • 5 Ом = 5 В
Ответ: R =5 Ом, U1 =2 В, U 2=3 В,U =5 В

50 слайд Упражнение 22

1.Цепь состоит из двух последовательно соединенных проводников, сопротивление которых 4 и 6 Ом. Сила тока в цепи 0,2 А. Найдите напряжение на каждом из проводников и общее напряжение.

2. Для электропоездов применяют напряжение 3000 В. Как можно использовать для освещения вагонов лампы, рассчитанные на напряжение 50 В каждая?

3.Две одинаковые лампы, рассчитанные на 220 В каждая, соединены последовательно и включены в сеть с напряжением 220 В. Под Каким напряжением будет находиться каждая лампа?

51 слайд Последовательное и параллельное соединение проводников. Д/з п.48,49 упр.23.(1,2,3)
Решение:
Напряжение на каждой лампе равно напряжению в сети, так как лампы соединены параллельно, т. е. U1 = U2 = 120 В.
Силу тока в каждой лампе определяем, пользуясь законом Ома:

Сила тока в подводящих проводах равна сумме сил тока в лампах:
I = I1 + I2 = 0,6 А + 0,4 А = 1 А.
Общее сопротивление участка цепи, состоящего из двух параллельно соединенных ламп, находим по закону Ома:

Ответ: I1 = 0,6 А, I2 = 0,4 А, I = 1 А, R = 120 Ом.
Пример. В осветительную сеть комнаты включены две электрические лампы, сопротивления которых 200 и 300 Ом. Напряжение в сети 120 В. Определить силу тока в каждой лампе, силу тока в подводящих проводах (т. е. силу тока до разветвления), общее сопротивление участка, состоящего из двух ламп.
Дано:
R 1 = 200 Ом
R 2 = 300 Ом.
U = 120 B
I1 -?
I 2-?
I -?
R — ?

52 слайд Самостоятельная работа.

53 слайд Упражнение 23, стр.117

Два проводника сопротивлением 10 и 15 Ом соединены параллельно и подключены к напряжению 12 В. Определите силу тока в каждом проводнике и силу тока до разветвления.

Почему бытовые приборы в помещении необходимо соединять параллельно?

3. Три потребителя сопротивлением 20, 40, 24 Ом соединены параллельно. Напряжение на концах этого участка цепи 24 В. Определите силу тока в каждом потребителе, общую силу тока в участке цепи и сопротивление участка цепи.

4. Два проводника имеют сопротивления — один 5 Ом, другой 500 Ом. Почему при последовательном соединении этих проводников их общее сопротивление будет больше 500 Ом, а при параллельном соединении меньше 5 Ом?

5. На рисунке 82 изображена схема смешанного соединения проводников, сопротивления которых такие: R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом, R3 = 12 Ом, R4 = 2 Ом. Амперметр показывает силу тока 1 А. Определите напряжение между точками В и С и силу тока во всех проводниках.
Учебник стр.117, рис. 82

54 слайд Работа электрического тока. Мощность электрического тока.
Д/з п. 50, 51,52 упр.24 (оставшиеся)

Работа электрического тока на участке цепи равна произведению напряжения на концах этого участка на силу тока и на время, в течение которого совершалась работа.
А= qU- работа электрического тока
Чтобы найти работу электрического тока на каком-либо участке цепи, надо напряжение на концах этого участка цепи умножить на электрический заряд (количество электричества), прошедший по нему.
А — работа,
U — напряжение,
q — электрический заряд.
��=
A=U

55 слайд Решение:
Полная работа тока
А = 220 В • 5 А • 3600 с =
= 3 960 000 В • А • с = 4 000 000 Дж. Работа двигателя, т. е. полезная работа тока составляет 80% от всей работы тока:
Аполезн. = Аполн. • КПД=

=3 200 000 Дж = 3,2 • 106 Дж =
= 3,2 • 103 кДж.
Ответ: Аполезн = 3,2 • 103 кДж.

Пример. Какую работу совершает электродвигатель за 1 ч, если сила тока в цепи электродвигателя 5 А, напряжение на его клеммах 220 В? КПД двигателя 80%.

56 слайд Упражнение 24

1. Какую работу совершает электрический ток в электродвигателе за 30 мин, если сила тока в цепи 0,5 А, а напряжение на клемм двигателя 12 В?

2. Напряжение на спирали лампочки от карманного фонаря paвно 3,5 В, сопротивление спирали 14 Ом. Какую работу совершает ток в лампочке за 5 мин?

3. Два проводника, сопротивлением по 5 Ом каждый, соединены сначала последовательно, а потом параллельно и в обоих случаях включены под напряжение 4,5 В. В каком случае работа тока за тока за 1с будет больше и во сколько раз?

57 слайд Мощность электрического тока
Чтобы найти среднюю мощность электрического тока, надо его работу разделить на время:
Мощность численно равна работе, совершенной в единицу времени.
Мощность электрического тока равна произведению напряжения на силу тока: Р = UI.
Из этой формулы
можно определить, что
1 ватт = 1 вольт • 1 ампер, или 1 Вт = 1 В·1А
1 гектоватт = 1 гВт = 100 Вт,
1 киловатт = 1 кВт = 1000 Вт,
1 мегаватт = 1 МВт = 1 000 000 Вт.

59 слайд Упражнение 25

В цепь с напряжением 127 В включена электрическая лампа, сила тока в которой 0,6 А. Найдите мощность тока в лампе.

2. Электроплитка рассчитана на напряжение 220 В и силу тока 3 А. Определите мощность тока в плитке.

3. Пользуясь данными таблицы мощностей, вычислите, какую работу совершает за 1 ч электрический ток в лампе карманного фонаря, осветительной лампе мощностью 200 Вт, в лампе звезды башни Кремля.

4. Рассмотрите один-два электроприбора, используемые в квартире. Найдите по паспорту приборов их мощность. Определите работу тока в них за 10 мин.

60 слайд Единицы работы электрического тока, применяемые на практике
1 Дж = 1 Вт • с.

61 слайд ИЗ ИСТОРИИ ИЗОБРЕТЕНИЙ

Луиджи Гальвани ( 1737-1798 ) —
— один из основоположников учения об электричестве, его опыты с «животным» электричеством положили начало новому научному направлению — электрофизиологии. В результате опытов с лягушками Гальвани предположил существование электричества внутри живых организмов.

Курьёзы в науке.
Простудившаяся жена профессора анатомии Болонского университета Луиджи Гальвани требовала заботы и внимания. Врачи прописали ей «укрепительный бульон» из лягушечьих лапок. Приготовляя лягушек для бульона , Гальвани и открыл знаменитое «живое электричество» — электрический ток.

62 слайд Лейденская банка — первый источник тока.

К середине XVIII в. в Голландии, в Лейденском университете, ученые под руководством Питера ван Мушенбрука нашли способ накопления электрических зарядов. Таким накопителем электричества была лейденская банка — стеклянный сосуд, стенки которого снаружи и изнутри оклеены свинцовой фольгой. Лейденская банка, подключенная обкладками к электрической машине, могла накапливать и долго сохранять значительное количество электричества. Разряд лейденской банки имел достаточную мощность. Если ее обкладки соединяли отрезком толстой проволоки, то в месте замыкания проскакивала сильная искра, и накопленный электрический заряд мгновенно исчезал. Так стало возможным получить кратковременный электрический ток. Затем банку надо было снова заряжать. Сейчас подобные приборы мы называем электрическими конденсаторами.

63 слайд Это открытие произвело огромное впечатление на всех людей, даже совершенно далеких от науки. Каждый хотел испытать электрический разряд на себе и увидеть его действие на других. Изобретатели лейденской банки Клейст и Мушенбрек первыми испытали удары зарядов: первый из них после испытания не захотел повторить ощущение даже за персидский престол, второй согласился страдать ради науки.
За лейденские банки взялись и медики. В 1744 году Кратценштейн из Галле разрядом излечил паралич пальца, потом Жильбер вдохнул жизнь в руку столяра, онемевшую от удара молотка. Публика стонала от ожиданий, все хотели бессмертия.

64 слайд Изобретение гальванического элемента.

Первая электрическая батарея появилась в 1799 году.
Её изобрел итальянский физик Алессандро Вольта (1745 — 1827) — итальянский физик, химик и физиолог, изобретатель источника постоянного электрического тока.

Как-то раз он взял в руки трактат физиолога Луиджи Гальвани «Об электрических силах в мускуле» и понял, что лапка лягушки начинала дергаться только тогда, когда к ней прикасались двумя разными металлами. Гальвани не заметил этого!

65 слайд Вольта решает поставить опыт Гальвани на себе: он взял две монеты из разных металлов и положил их в рот — сверху, на язык, и под его. Потом соединил монеты тонкой проволокой и ощутил вкус подсоленной воды.
Вольта отлично знал – это вкус электричества, и рожден он был металлами.
Его первый источник тока – «вольтов столб». Вольта положил друг на друга попеременно несколько десятков небольших цинковых и серебряных кружочков, проложив меж ними бумагу, смоченную подсоленной водой.

66 слайд Вольта был и первым испытателем своего прибора. Ученый опускал руку в чашу с водой, к которой подсоединял один из контактов «столба», а к другому контакту прикреплял проволоку, свободным концом которой он прикасался ко лбу, к носу, к веку. Он чувствовал или укол, или резкий удар — и все это аккуратно записывал. Иногда боль становилась невыносимой — и тогда Вольта размыкал свою цепь. Он понял, что его «столб» — это источник постоянного тока.
В 1800 году в журнале Лондонского королевского общества появилось письмо Вольты с описанием «вольтова столб». Так была изобретена первая в мире электрическая батарея. Хотя силы Вольтова столба хватило бы только на то, чтоб зажечь всего лишь одну слабую лампу.

67 слайд А известный русский ученый Петров в 1802 г. изготовил огромную батарею. Она состояла из 4200 медных и цинковых кружков, между каждой парой которых прокладывали картонные кружочки, пропитанные раствором нашатыря. Эта батарея представляла собой 2100 медно-цинковых гальванических элементов, соединенных последовательно. Напряжение на ее зажимах составлялоколо 1650-1700 В.
Это был первый в истории источник постоянного тока сравнительно высокого напряжения.

68 слайд СДЕЛАЙ САМ !

Термоэлемент из электролампы.

Если взять электрическую лампу без стеклянного баллона, ввернуть ее в патрон, укрепленный на подставке и соединить с гальванометром, то при нагревании горящей спичкой места соединения спирали с проволочкой гальванометр покажет наличие тока

69 слайд Лейденская банка.

Лейденскую банку (или конденсатор) легко сделать самому. Для этого нужна стеклянная банка.
Стенки банки с внешней стороны и внутренней стороны надо на 2/3 оклеить фольгой (без складок!). Затем взять полиэтиленовую крышку и вставить в середину ее металлический стержень. На верхний конец стержня насадить металлический (или из любого другого материала, но оклеенный фольгой) шарик. Из фольги сделать кисточку и укрепить ее на нижнем конце стержня так, чтобы она при закрытой крышке касалась дна. Закрыть банку крышкой — и прибор готов!
Чтобы зарядить банку, прикоснитесь к шарику, например, наэлектризованной пластмассовой расческой. Чтобы увеличить заряд, проделайте это несколько раз, заново наэлектризовывая расческу.

70 слайд САМОДЕЛЬНЫЕ БАТАРЕЙКИ
Вкусная батарейка.

Фрукты содержат в себе слабые растворы кислот. Если взять лимон или яблоко и воткнуть в него медную проволоку, а на расстоянии от неё кусочек оцинкованного железа, то получится гальванический элемент. Измерьте вольтметром напряжение на своей батарейке, он покажет около 1 В.

А можно убедиться в этом и без вольтметра: прикоснитесь языком одновременно до меди и цинка – язык защиплет!

71 слайд А можно составить большую батарею, включив элементы последовательно.
Вкусненько, не правда ли ?!

72 слайд Содовая батарейка.

Надо развести питьевую соду до густоты сметаны, и выложить чайной ложкой на блюдце. На один край содового комка положить медную монету, а на другой конец – кусочек оцинкованного железа. Вы получили гальванический элемент, который дает напряжение около 1В. Его можно измерить с помощью вольтметра, дотронувшись проводами, идущими от вольтметра , одновременно до меди и цинка. Можно составить последовательную цепь из нескольких подобных элементов, напряжение на выходе батареи увеличится!

73 слайд Солёная батарейка.

Возьми по пять «желтых» и «белых» монет. Разложи их, чередуя между собой. Проложи между ними прокладки из промокашки или газеты, смоченной в крепком растворе поваренной соли. Поставь все это столбиком и сожми. Батарейка готова! Подсоедини вольтметр к первой «желтой» и последней «белой монете. Есть напряжение! А если взять этот столбик из монет большим и указательным пальцами, то можно ощутить легкий удар током!

. Не забудь сначала очистить все металлические детали от жира, очень хорошо это получается с помощью порошка «Пемоксоль» (для чистки посуды)!

74 слайд «СУХОЙ» или «МОКРЫЙ» ?
Действительно ли, так называемый, «сухой элемент» является сухим?
Отнюдь, полость элемента между электродами заполнена веществом в пастообразном состоянии,
и чтобы оно не вытекало, и электроды не смещались, элемент сверху заливают смолой.
Угольно-цинковые гальванические являются самыми распространенными сухими элементами питания. В них электролит находится в пастообразном состоянии.
Угольно-цинковые элементы могут «восстанавливаются» в течение перерыва в работе, и в результате периодического «отдыха» срок службы элемента продлевается.

75 слайд НУ и НУ .
В далеких деревнях, на хуторах, где нет электричества, можно встретить интересную керосиновую лампу — «электростанцию»: она не только светит, но и вырабатывает электрическую энергию. Устройство ее довольно простое. Брусочки из двух различных полупроводниковых материалов смонтированы в виде трубки, которую надевают на укороченное ламповое стекло. Каждая пара различных брусочков спаяна металлической пластинкой, образуя букву П. Когда лампа зажжена, . места спаек нагреваются, стороны брусочков, обращенные внутрь трубки, разогреваются воздухом, поднимающимся от пламени. Противоположные грани остаются холодными. В результате на холодном конце одного брусочка накапливается положительный заряд, а на холодной грани другого брусочка – отрицательный. Соединив грани соответствующих пар проволокой, получим термоэлектрогенератор.
Пока в наше время такие устройства не находят промышленного использования, т.к. коэффициент полезного действия такой термопары низкий — всего 6-8%. Это в несколько раз меньше, чем к. п. д. современных тепловых электростанций.

76 слайд Ветряная ферма в Альтамонт Пэсс (Калифорния) состоит из 300 ветряных турбин. Чтобы производить столько же электричества, сколько производит атомная электростанция, ветряная ферма должна занимать площадь примерно в 140 квадратных миль.

78 слайд Положительный ион –атом, потерявший электрон
В узлах кристаллической решетки металла расположены положительные ионы, а в пространстве между ними движутся свободные электроны.
Электрический ток в металлах– направленное движение свободных электронов.
Мандельштам,
Папалекси
Стюарт, Толмен
Скорость распространения электрического поля
300 000 км/с.
Скорость электронов
несколько мм/с.

79 слайд Действия электрического тока:
Тепловое действие- проводник, по которому течет ток, нагревается.
Проволока нагревается,
удлиняется, провисает.

В электрической лампе вольфрамовая
проволока
нагревается током
до яркого свечения.
Учебник стр.81 рис.53
Кипятильник
электрическая плита
Электрический утюг

80 слайд 2. Химическое действие тока состоит в выделении химически чистых веществ при прохождении электрического тока через водные растворы кислот, солей, щелочей.

Например, при пропускании тока через раствор медного купороса (CuS04) на отрицательно заряженном электроде выделится чистая медь (Си).

81 слайд 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.

3. Магнитное действие тока.

82 слайд На нитях небольшая рамочка из витков тонкой медной проволоки. Концы обмотки присоединены к полюсам источника тока. В обмотке существует электрический ток, но рамка висит неподвижно.

Если эту рамку поместить теперь между полюсами магнита, то она станет поворачиваться, пока не установится в плоскости магнита.
Явление взаимодействия катушки с током и магнита используют в устройстве гальванометра.

Учебник стр.82 рис.55,56,57

83 слайд Сила тока. Единицы силы тока. Амперметр. Измерение силы тока.
Д/з П.37,38, упр.14,15 (оставшиеся)
Df. Сила тока = отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t.
сила тока
электрический заряд
Ампер Андре Мари (1775-1836)
1Кл = 1А ∙ 1с
За единицу электрического заряда принимают электрический заряд, прошедший через поперечное сечение проводника при силе тока 1А за время 1с.

84 слайд За единицу силы тока (1 Ампер) принимают силу тока, при которой отрезки параллельных прямых длиной 1 м на расстоянии 1 метра взаимодействуют в вакууме с силой
2·10-7Н= 0,0000002Н.
Стр.85 рис.59 б)
Стр.85 рис.59 а)
Если по проводникам течет ток одного направления,
то проводники притягиваются,
если разного направления, то отталкиваются.
миллиампер = 1мА= 0,001 А
микроампер=1мкА=0,000001А
килоампер=1кА=1000 А
Мегаампер=1МА=1000 000 А

85 слайд Упр.14(1), стр.87
Выразите в амперах силу тока, равную 2000 мА; 100 мА, 55 мА; 3 кА.
2000 мА = 2 А; 100 мА = 0,1 А;
55 мА = 0,055 А; 3 кА = 3000 А.
Упр.14 (2)
Сила тока в цепи электрический плитки равна 1,4 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение ее спирали за 10 минут?

Дано: СИ Решение:
t = 10 мин.= 600 с

86 слайд Упр. 14(3), стр.87
Сила тока в цепи электрической лампы равна 0,3 А. сколько электронов проходит через поперечное сечение спирали за 5 минут?
Дано: СИ Решение:
t = 5 мин. = 300 с

87 слайд А
А
Амперметр-
прибор для измерения силы тока, включается последовательно с тем прибором, силу тока в котором измеряют.
Условное обозначение амперметра

Что такое напряжение?

Напряжение — это давление от источника питания электрической цепи, которое обеспечивает движение заряженных электронов (ток) через проводящий контур, позволяя им выполнять полезную работу (например, обеспечивать свечение лампочки).

В кратком виде: напряжение = давление, оно измеряется в вольтах (В). Эта единица измерения названа в честь итальянского физика Алессандро Вольта (1745–1827 гг.), который изобрел вольтов столб, ставший предшественником современной бытовой батареи.

Ранее напряжение называлось электродвижущей силой (эдс). Поэтому в ряде уравнений, например в законе Ома, напряжение обозначается символом E.

Пример напряжения в простой цепи постоянного тока:

1. В этой цепи постоянного тока переключатель замкнут (переведен во включенное положение).
2. В источнике питания образуется напряжение («разность потенциалов» между двумя полюсами батареи), создавая давление, под действием которого поток электронов движется к отрицательной клемме батареи.
3. Ток достигает лампочки, и лампочка начинает светиться.
4. Ток возвращается в источник питания.

Различают напряжение переменного тока и постоянного тока. Отличия заключаются в следующем:

Напряжение переменного тока (на цифровом мультиметре обозначается символом ):

• распространяется равномерными синусоидальными волнами, как показано ниже:
• меняет направление с регулярными интервалами.
• обычно вырабатывается электростанциями с помощью генераторов, которые преобразуют механическую энергию, производимую вращением под действием протекающей воды, пара, ветра или тепла, в электрическую энергию.
• более распространено, чем напряжение постоянного тока. Электростанции подают напряжение переменного тока в организации и дома, где большинство устройств работает на напряжении переменного тока.
• Основные источники питания различаются в зависимости от страны. Например, в США напряжение источников равно 120 В.
• Некоторые бытовые устройства, например телевизоры и компьютеры, используют напряжение постоянного тока. Они используют выпрямители (например, массивный блок шнуре портативного компьютера), которые преобразовывают напряжение переменного тока в напряжение постоянного тока, а также переменный ток — в постоянный.

Напряжение постоянного тока (на цифровом мультиметре обозначается символами и ):

• распространяется по прямой и только в одном направлении.
• обычно вырабатывается источниками накапливаемой энергии, например батареями.
• на источниках напряжения постоянного тока есть положительная и отрицательная клеммы. Клеммы определяют полярность в цепи. По полярности можно определить, является ли данная цепь цепью постоянного или переменного тока.
• обычно используется в портативном оборудовании с питанием от батареи (фонарики, камеры).

Что такое разница потенциалов?

Напряжение и термин «разность потенциалов» зачастую взаимозаменяемы. Разность потенциалов правильнее назвать разностью потенциальной энергии между двумя точками цепи. Величина разности (выраженная в вольтах) определяет величину потенциальной энергии, доступной для перемещения электронов из одной точки в другую. От этой величины зависит, какая работа потенциально может быть совершена в цепи.

Например, бытовая щелочная батарея типа AA обеспечивает напряжение 1,5 В. Обычные бытовые розетки обеспечивают напряжение 120 В. Чем выше напряжение в цепи, тем выше способность приводить в движение большое количество электронов и выполнять работу.

Напряжение/разность потенциалов можно сравнить с водой в резервуаре. Чем крупнее резервуар и чем больше его высота (и, следовательно, возможная развиваемая скорость), тем сильнее будет способность воды оказать воздействие при открытии клапана, когда вода начинает течь, подобно электронам.

Почему нужно измерять напряжение

В большинстве случаев при проведении проверки технические специалисты знают, как должна работать цепь.

Цепи используются для передачи энергии на нагрузку: от небольших устройств и бытовой техники до промышленных двигателей. На нагрузках часто есть паспортная табличка, на которой указаны эталонные значения стандартных электрических параметров, в том числе напряжения и силы тока. Вместо паспортной таблички некоторые производители предоставляют подробную схему (техническую схему) всех контуров нагрузки. Стандартные значения могут содержаться в руководствах.

Благодаря этим значениям технический специалист понимает, какие показания следует ожидать при нормальной работе нагрузки. Показания цифрового мультиметра позволяют объективно определять отклонения от нормы. Однако и в этом случае технический специалист должен руководствоваться знаниями и опытом для определения причин, вызывающих подобные отклонения.

Ссылка: Digital Multimeter Principles by Glen A. Mazur, American Technical Publishers.