Sähkövirran voiman ja suunnan esittely. Esitys aiheesta "sähkövirran suunta"

Peruskysymykset 1. Sähkövirta. Nykyinen vahvuus. Virran suunta 2. Johtimien resistanssi. Resistiivisyys 3. Ohmin laki piirin osuudelle tasavirta. Johtimien virta-jännite-ominaisuudet. 4. Johtimien kytkentämenetelmät 5. Virtalähteet. Ulkopuoliset voimat. Virtalähteen EMF 6. Ohmin laki suljetulle piirille virtalähteellä. 7. Työ- ja virtateho 8. Virran ja jännitteen mittaus. Shuntit ja lisävastukset

Andre Ampère () toi "sähkövirran" käsitteen fysiikkaan

Sähkövirta on varattujen hiukkasten määrätty (suunnattu) liike. Sähkövirran saamiseksi johtimeen on välttämätöntä luoda sähkökenttä. Jotta sähkövirta olisi olemassa johtimessa pitkään, on välttämätöntä ylläpitää sähkökenttää siinä koko tämän ajan. Tämä tehdään nykyisten lähteiden avulla. Suuntaa varten sähkövirta positiivisten varausten liikesuuntaa ei hyväksytä. Siksi ulkoisen piirin sähkövirta suunnataan virtalähteen positiivisesta napasta negatiiviseen napaan.

Sähkövirran esiintyminen ja ylläpito edellyttää seuraavia ehtoja: 1) vapaiden virrankuljettajien läsnäolo (ilmaiset maksut); 2) sähkökentän olemassaolo, joka luo vapaiden varausten järjestetyn liikkeen; 3) ilmaisiin latauksiin tulee Coulombin voimien lisäksi vaikuttaa ulkopuoliset, ei-sähköiset voimat; nämä voimat syntyvät erilaisista virtalähteistä (galvaanikennot, akut, sähkögeneraattorit jne.) 4) sähkövirtapiirin tulee olla suljettu.

Ampere Andre Marie. Elinvuodet: ranskalainen fyysikko ja matemaatikko. Hän loi ensimmäisen teorian, joka ilmaisi yhteyden sähköisten ja magneettisten ilmiöiden välillä. Ampere esitti hypoteesin magnetismin luonteesta; hän esitteli "sähkövirran" käsitteen fysiikkaan.

Virran yksikkönä pidetään virtaa, jolla 1 metrin pituisten rinnakkaisten johtimien osat ovat vuorovaikutuksessa 2 * 10 -7 N (0, N) 1 AMPERI voimalla

Kun sähköpiiri on suljettu, syntyy sähkövirta. Vapaat elektronit liikkuvat sähkökenttävoimien vaikutuksesta johdinta pitkin. Liikkeessään elektronit törmäävät johtimen atomien kanssa ja antavat niille kineettisen energiansa. Elektronien liikkeen nopeus muuttuu jatkuvasti: kun elektronit törmäävät atomien, molekyylien ja muiden elektronien kanssa, se pienenee, sitten sähkökentän vaikutuksesta kasvaa ja pienenee uudelleen uuden törmäyksen aikana. Tämän seurauksena johtimeen muodostuu tasainen elektronien virtaus useiden senttimetrin murto-osien nopeudella. Näin ollen johtimen läpi kulkevat elektronit kohtaavat aina vastuksen liikkuessaan sen sivulta.

Aineen resistanssi, ohm*mm2/m hopea 0,016 kupari 0,017 kulta 0,024 alumiini 0,028 rauta 0,10 tina 0,12 konstantaani 0,5 nikromi 1,1 johtimen sähkövastus riippuu: 1) johtimen pituudesta, 2) johtimen poikkileikkauksesta 3) johdinmateriaali, 4) johtimen lämpötila. 1 m pitkän johtimen, jonka poikkileikkaus on 1 mm 2, resistanssia kutsutaan resistanssiksi

Om Georg Elämänvuodet(). saksalainen fyysikko. Hän löysi teoreettisesti ja vahvisti kokeellisesti lain, joka ilmaisee piirin virran voimakkuuden, jännitteen ja resistanssin välisen suhteen.

I 1 R 2 I 1 R 2 25 I U 0 R1R1 R2R2 I1I1 I2I2 I 2 > I 1 R 2 I 1 R 2 I 1 R 2 I 1 R 2 I 1 R 2 title="I U 0 R1R1 R2R2 I1I1 I2I2 I 2 > I 1 R 2

Käyttävät laitteet jotka luovat sähkökentän johtimien sisään, kutsutaan virtalähteiksi. Virtalähde koostuu kahdesta johtimesta, joista toinen ylläpitää jatkuvaa positiivista potentiaalia, toinen vakio negatiivista potentiaalia.Ulkoisessa piirissä positiiviset sähkövaraukset liikkuvat Coulombin voimien vaikutuksesta. Vasemman johtimen jatkuvan positiivisen potentiaalin ylläpitämiseksi virtalähteen sisällä olevien positiivisten varausten on liikuttava Coulombin voimia vastaan, tämä on mahdollista vain, kun niihin vaikuttavat ei-sähköisistä voimista - ulkoisista voimista. Ulkoisten voimien tulee olla suurempia kuin Coulombin voimat ja suunnata vastakkaiseen suuntaan.

Vieraat voimat syntyvät kitkan seurauksena 1700-luvun loppuun asti kaikki tekniset virranlähteet perustuivat kitkan avulla tapahtuvaan sähköistykseen. Tehokkaimmaksi näistä lähteistä on tullut elektroforikone (koneen kiekot pyörivät vastakkaisiin suuntiin. Harjojen kitkan seurauksena kiekoilla koneen johtimiin kerääntyy päinvastaisen merkkisiä varauksia) Elektroforikone

Ensimmäinen sähköakku ilmestyi vuonna 1799. Sen keksi italialainen fyysikko Alessandro Volta () italialainen fyysikko, kemisti ja fysiologi, tasavirtalähteen keksijä. Hänen ensimmäinen virtalähteensä, "voltaic kolonni", rakennettiin tiukasti hänen "metallisen" sähkön teoriansa mukaisesti. Volta asetti vuorotellen useita kymmeniä pieniä sinkki- ja hopeaympyröitä päällekkäin ja laittoi niiden väliin suolaveteen kostutettua paperia.

Sinkkiatomi luovuttaa kaksi elektronia, muuttuu positiiviseksi sinkki-ioniksi ja liukenee. Elektronit poistuvat sinkkielektrodista johtojen kautta poistaen siten negatiivisen varauksen siitä, mikä voi estää elektrodin liukenemisen edelleen. Elektronit putoavat kuparielektrodille, johon kupari-ioni sopii ja, saatuaan kaksi elektronia, asettuu neutraalina atomina kuparielektrodille.

Valon vaikutuksesta syntyy vieraita voimia Aurinkoakku Kun tiettyjä aineita valaistaan ​​valolla, niihin ilmaantuu virta, valoenergia muuttuu sähköenergiaksi. Tässä laitteessa varaukset erotetaan valon vaikutuksesta. Aurinkoparistot on valmistettu valokennoista. Käytetty aurinkoenergialla toimiva, valoanturit, laskimet, videokamerat. Valokenno

Kolmannen osapuolen voimat syntyvät lämmön vaikutuksesta Termopari Termopari (lämpöpari) - toisessa päässä on juotettava kaksi lankaa eri metalleista, sitten liitoskohta lämmitetään, sitten niihin syntyy virta. Varaukset erotetaan, kun risteystä lämmitetään. Lämpöelementtejä käytetään lämpötila-antureissa ja geotermisissä voimalaitoksissa lämpötila-antureina. Termopari

Kun varaukset liikkuvat tasavirtapiiriä pitkin, lähteiden sisällä vaikuttavat ulkoiset voimat toimivat. Fyysistä määrää, joka on yhtä suuri kuin ulkoisten voimien työn suhde varauksen siirtämiseksi virtalähteen negatiivisesta navasta positiiviseen napaan tämän varauksen arvoon, kutsutaan lähteen sähkömotoriseksi voimaksi (EMF).
Virtalähteen EMF käytetään sisäisten ja ulkoisten piirien vastuksen voittamiseksi sähkövirralla. Sitä osaa EMF:stä, joka kuluu ulkoisen piirin vastuksen voittamiseksi, kutsutaan ulkoisen vastuksen jännitteeksi, sitä osaa EMF:stä, joka käytetään vastuksen voittamiseksi virtalähteen sisällä, kutsutaan sisäisen vastuksen jännitteeksi.

Jokainen välilähteen napa on yhdistetty edellisen ja seuraavien lähteiden yhteen napaan. E.m.f. akku on yhtä suuri kuin emf:n algebrallinen summa. yksittäisistä lähteistä. i Etumerkki määritetään mielivaltaisesti ääriviivan valitun kulkusuunnan mukaan (katso kuva). Jos ohituksen aikana siirrytään negatiivisesta napasta positiiviseen, niin Esimerkiksi kuvassa akun sisäinen vastus on r = r + r r n

Magnetosähköiset, sähkömagneettiset, sähködynaamiset ja sähköstaattiset volttimittarit mittaavat JÄNNITEMITTAUKSIA SÄHKÖPIIRIN OSASTA Jännitteen mittaamiseksi on erityinen mittauslaite volttimittari. Volttimittarin symboli sähkökaaviossa: Kytkettäessä volttimittaria sähköpiiriin on huomioitava kaksi sääntöä: 1. Volttimittari on kytketty rinnan sen piirin osan kanssa, jossa jännite mitataan; 2. Tarkkailemme napaisuutta: volttimittarin "+" on kytketty virtalähteen "+"-kohtaan ja volttimittarin "miinus" on kytketty virtalähteen "miinuskohtaan". ___ Virtalähteen jännitteen mittaamiseksi volttimittari on kytketty suoraan sen napoihin.

Shuntit ja lisävastukset. Shuntti on vastus, joka on kytketty rinnan ampeerimittarin (galvanometrin) kanssa laajentamaan sen skaalaa virtaa mitattaessa. Jos ampeerimittari on suunniteltu virralle I 0 ja sen kanssa on tarpeen mitata n-kertainen virranvoimakkuus suurempi kuin sallittu arvo, niin kytketyn shuntin resistanssin on täytettävä seuraava ehto: Lisävastus - vastus kytketty sarjaan volttimittari (galvanometri) laajentaakseen asteikkoaan jännitettä mitatessa. Jos volttimittari on suunniteltu jännitteelle U 0 ja on tarpeen mitata jännite, joka ylittää n kertaa sallitun arvon, lisävastuksen on täytettävä seuraava ehto:

1. Kaava virran voimakkuuden määrittämiseksi? AI=qt BI=t/q BI=q/t GI=qt 2 2. Mikä on virran suuruuden mittauslaitteen nimi? AAMiter BVoltmeter VDynamometer GGalvanometer 3. Millä kaavalla voit määrittää jännitteen? АU=A/I БУ=A/q ВU=q/A ГU=Aq 4. Jänniteyksikkö? AAmpere Bohm VCoulomb GVolt 5. Laite, jota käytetään muuttamaan vastusta piirissä? AREsistor BKey VReostat GS Vastausten joukossa ei ole oikeaa vastausta 6. Mikä kaava määrittää johtimen resistanssin? AR=рl/s BR=sр/l VR=s/рl GR=l/рs Vastaa testin kysymyksiin.

Sähkö. Nykyinen vahvuus

Kun varautuneet hiukkaset liikkuvat johtimessa, siirto tapahtuu sähkövaraus paikasta toiseen. Kuitenkin, jos varautuneissa hiukkasissa tapahtuu satunnaista lämpöliikettä, kuten vapaita elektroneja metallissa, varauksen siirtoa ei tapahdu. Sähkövaraus liikkuu johtimen poikkileikkauksen läpi vain, jos elektronit osallistuvat satunnaisen liikkeen lisäksi järjestettyyn liikkeeseen. Tässä tapauksessa he sanovat, että johtimeen muodostuu sähkövirta.

Sähkövirta on varattujen hiukkasten määrätty (suunnattu) liike.
Sähkövirta syntyy vapaiden elektronien ja ionien järjestäytyneestä liikkeestä. Jos liikutat yleisesti neutraalia kappaletta, niin valtavan määrän elektronien ja atomiytimien järjestetystä liikkeestä huolimatta sähkövirtaa ei synny. Johtimen minkä tahansa poikkileikkauksen läpi siirtyvä kokonaisvaraus on nolla, koska erimerkkiset varaukset liikkuvat samalla keskinopeudella.

Sähkövirralla on tietty suunta. Virran suunnaksi katsotaan positiivisesti varautuneiden hiukkasten liikesuunta. Jos virta muodostuu negatiivisesti varautuneiden hiukkasten liikkeestä, virran suuntaa pidetään vastakkaisena hiukkasten liikesuuntaan nähden. (Tämä virran suunnan valinta ei ole kovin onnistunut, koska useimmissa tapauksissa virta edustaa elektronien - negatiivisesti varautuneiden hiukkasten - liikettä. Virran suunnan valinta tehtiin aikana, jolloin metallien vapaista elektroneista ei tiedetty mitään.

Emme näe suoraan hiukkasten liikettä johtimessa. Sähkövirran olemassaolo on arvioitava siihen liittyvien toimien tai ilmiöiden perusteella. Ensinnäkin johdin, jonka läpi virta kulkee, lämpenee. Toiseksi sähkövirta voi muuttaa johtimen kemiallista koostumusta esimerkiksi vapauttamalla sen kemiallisia komponentteja (kupari kuparisulfaattiliuoksesta jne.). Kolmanneksi virta kohdistaa voiman viereisiin virtoihin ja magnetoituihin kappaleisiin. Tätä virran toimintaa kutsutaan magneettiseksi. Siten magneettinen neula lähellä virtaa johtavaa johtimia pyörii. Virran magneettinen vaikutus, toisin kuin kemiallinen ja lämpö, ​​on tärkein, koska se ilmenee kaikissa johtimissa poikkeuksetta. Virran kemiallinen vaikutus havaitaan vain elektrolyyttiliuoksissa ja -sulaissa, ja suprajohtimissa ei ole kuumennusta.
Virran vaikutus

Jos piiriin muodostuu sähkövirta, tämä tarkoittaa, että sähkövaraus siirtyy jatkuvasti johtimen poikkileikkauksen läpi. Aikayksikköä kohti siirretty varaus toimii virran pääasiallisena kvantitatiivisena ominaisuutena, jota kutsutaan virranvoimakkuudelle. Jos varaus ∆q siirtyy johtimen poikkileikkauksen läpi ajan ∆t aikana, virran voimakkuus on yhtä suuri:
Nykyinen vahvuus

Näin ollen virran voimakkuus on yhtä suuri kuin johtimen poikkileikkauksen läpi aikavälillä ∆t siirtyneen varauksen ∆q suhde tähän aikaväliin. Jos virran voimakkuus ei muutu ajan myötä, virtaa kutsutaan vakioksi. Virran voimakkuus, kuten varaus, on skalaarisuure. Se voi olla sekä positiivista että negatiivista. Virran etumerkki riippuu siitä, mikä suunta johtimessa otetaan positiiviseksi. Virran voimakkuus I > 0, jos virran suunta on sama kuin ehdollisesti valittu positiivinen suunta johtimessa. Muuten minä

Ampeerimittari. Virran mittaus

Prezentacii.com

• varmista kokeellisesti, että virran voimakkuus on sama kaikissa piirin osissa

• tutustu uuteen ampeerimittarilaitteeseen
• kehittää kokeellisia taitoja (esittää ja

• perustele hypoteesi, suunnittele sille kokeilu
• todentaminen)

Päämäärät ja tavoitteet

• Mitä kutsumme sähkövirraksi?
• Nykyiset lähteet
• Nykyinen vahvuus
• Mikä on virran voimakkuuden kaava?
• Nykyiset yksiköt
• Upeita Tiedemiehiä

Sähkö

Sähkö- varattujen hiukkasten määrätty (suunnattu) liike.

Virran olemassaolon ehdot:

Ilmaisten maksuvälineiden saatavuus;

Sähkökentän läsnäolo.

Nykyinen suunta :

Virran suunnaksi katsotaan positiivisesti varautuneiden hiukkasten järjestetyn liikkeen suunta. Virran suunta on sama kuin tämän virran aiheuttavan sähkökentän voimakkuuden suunta.

Suora sähkövirta

Jatkuva sähkövirta on virta, jonka voimakkuus ei muutu ajan kuluessa.

Tasavirtaa käytetään laajasti sähkökaaviot autoissa, samoin kuin mikroelektroniikassa jne.

Virtalähde on laite, joka erottaa positiiviset ja negatiiviset varaukset.

akku, akut, generaattori...

Nykyiset lähteet

Nykyinen vahvuus

Virran voimakkuus tietyllä ajanhetkellä on skalaarinen fysikaalinen suure, joka on yhtä suuri kuin johtimen poikkileikkauksen läpi kulkevan sähkövarauksen ja sen alkuperän aikavälin välisen suhteen raja.

I – virran voimakkuus, (A)

q – lataus, (C)

t – aika, (s)

I = q:t

Upeita Tiedemiehiä

Ampere Andre Marie. Elinvuodet: 1775-1836. ranskalainen fyysikko ja matemaatikko. Hän loi ensimmäisen teorian, joka ilmaisi yhteyden sähköisten ja magneettisten ilmiöiden välillä. Ampere esitti hypoteesin magnetismin luonteesta; hän esitteli "sähkövirran" käsitteen fysiikkaan.

Virran mittauslaite- Ampeerimittari. Piiri on kytketty sarjaan.

• Muotoile tavoite;
• Esitä ja perustele hypoteesi;
• Laadi suunnitelma kokeen suorittamiseksi;
• Valitse tarvittavat laitteet;
• Suorittaaksesi kokeen;
• Analysoi tulokset;
• Tehdä johtopäätös.

Tieteellinen kokeilu

Tarkoitus: määrittää virran voimakkuus piirin eri osissa.

Hypoteesi: luuletko, että ampeerimittarin lukemat piirin kaikissa osissa ovat samat?

• Määritä lamppuspiraalin poikkileikkauksen läpi kulkeva virta
• Instrumentit: akku, ampeerimittari, johdin, johdot, avain, lamppu.

Käytännön työ

Työ ryhmissä.

Sähköpiirin kokoaminen seuraavassa järjestyksessä:

1 ryhmä - akku, avain, ampeerimittari, lamppu.

Ryhmä 2 - akku, ampeerimittari, avain, lamppu.

Ryhmä 3 - akku, lamppu, ampeerimittari, avain.

Tutkimustulostaulukko

№ ryhmiä

Prezentacii.com

• Virran voimakkuus piirin kaikissa osissa on sama sarjaan kytkettynä.

• Ensisijainen konsolidointi.
• 1. Määritä tulosten perusteella käytännön työ, kuinka paljon varausta kulkee johtimen poikkileikkauksen läpi 2 minuutissa.
• 2. Kuinka monta elektronia kulkee läpi 2 minuutissa?

Itsenäinen työ

• 1. Kaverit, mitä kysymyksiä teillä on minulle oppitunnista?
• 2. Mitä uutta opit tunnilla tänään?
• 3. Mikä herätti erityistä kiinnostusta oppiaiheessa?
• 4. Missä hankittua tietoa käytetään käytännössä?
• 5. Miten arvioit toimintaasi luokassa?

Toiminnan heijastus.

• 38. UPR14(2); exr 15(2); Nro 1277(L) - valinnainen.
• Lisämateriaalia aiheesta ”Sähköisten mittauslaitteiden käyttö maatalouskoneiden pohjalta.

Kotitehtävät