§ 37. 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 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.
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.
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.
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).
1 мА = 0,001 А;
1 мкА = 0,000001 А;
1 кА= 1000 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 — 1 А определяется единица электрического заряда — 1 Кл, о которой было сказано в § 28.
Так как 
, то q = It. Полагая I — 1 А, t = 1с, получим единицу электрического заряда — 1 Кл.
1 кулон = 1 ампер х 1 секунду,
1 Кл = 1А • 1с = 1А • c.
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.
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?
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
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 q, перенесённый частицами.
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.
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.
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.
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 — 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.
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
Сила тока
Сила тока с точки зрения гидравлики
Думаю, вы не раз слышали такое словосочетание, как “сила тока“. А для чего нужна сила? Ну как для чего? Чтобы совершать полезную или бесполезную работу. Главное, чтобы что-то делать. Каждый из нас обладает какой-либо силой. У кого-то сила такая, что он может одним ударом разбить кирпич в пух и в прах, а другой не сможет поднять даже соломинку. Так вот, дорогие мои читатели, электрический ток тоже обладает силой.
Представьте себе шланг, с помощью которого вы поливаете свой огород
Давайте теперь проведем аналогию. Пусть шланг – это провод, а вода в нем – электрический ток. Мы чуть-чуть приоткрыли краник и вода сразу же побежала по шлангу. Медленно, но все-таки побежала. Сила струи очень слабая.
А давайте теперь откроем краник на полную катушку. В результате струя хлынет с такой силой, что можно даже полить соседский огород.
В обоих случаях диаметр шланга одинаков.
А теперь представьте, что вы наполняете ведро. Напором воды из какого шланга вы его быстрее наполните? Разумеется из зеленого, где напор воды очень сильный. Но почему так происходит? Все дело в том, что объем воды за равный промежуток времени из желтого и зеленого шланга выйдет тоже разный. Или иными словами, из зеленого шланга количество молекул воды выбежит намного больше, чем из желтого за равный период времени.
Разберем еще один интересный пример. Давайте допустим, что у нас есть большая труба, и к ней заварены две другие, но одна в два раза меньше диаметром, чем другая.
Из какой трубы объем воды будет выходить больше за секунду времени? Разумеется с той, которая толще в диаметре, потому что площадь поперечного сечения S2 большой трубы больше, чем площадь поперечного сечения S1 малой трубы. Следовательно, сила потока через большую трубу будет больше, чем через малую, так как объем воды, который протекает через поперечное сечение трубы S2, будет в два раза больше, чем через тонкую трубу.
Что такое сила тока?
Итак, теперь давайте все что мы тут пописали про водичку применим к электронике. Провод – это шланг. Тонкий провод – это тонкий в диаметре шланг, толстый провод – это толстый в диаметре шланг, можно сказать – труба. Молекулы воды – это электроны. Следовательно, толстый провод при одинаковом напряжении можно протащить больше электронов, чем тонкий. И вот здесь мы подходим вплотную к самой терминологии силы тока.
Все это выглядит примерно вот так. Здесь я нарисовал круглый проводок, “разрезал” его и получил ту самую площадь поперечного сечения. Именно через нее и бегут электроны.
За период времени берут 1 секунду.
Формула силы тока
Формула для чайников будет выглядеть вот так:
I – собственно сила тока, Амперы
N – количество электронов
t – период времени, за которое эти электроны пробегут через поперечное сечение проводника, секунды
Более правильная (официальная) формула выглядит вот так:
Δq – это заряд за какой-то определенный промежуток времени, Кулон
Δt – тот самый промежуток времени, секунды
I – сила тока, Амперы
Итак, теперь можно официально сказать, что если через поперечное сечение проводника за 1 секунду пролетят 6,24151⋅10 18 электронов, то сила тока в таком проводнике будет равна 1 Ампер! Все! Ничего не надо больше придумывать! Так и скажите своему преподавателю по физике).
Если преподу не понравится ваш ответ, то скажите типа что-то этого:
Сила тока – это физическая величина, равная отношению количества заряда прошедшего через поверхность (читаем как через площадь поперечного сечения) за какое-то время. Измеряется как Кулон/секунда. Чтобы сэкономить время и по другим морально-эстетическим нормам, Кулон/секунду договорились называть Ампером, в честь французского ученого-физика.
Сила тока и сопротивление
Давайте еще раз глянем на шланг с водой и зададим себе вопросы. От чего зависит поток воды? Первое, что приходит в голову – это давление. Почему молекулы воды движутся в рисунке ниже слева-направо? Потому, что давление слева, больше чем справа. Чем больше давление, тем быстрее побежит водичка по шлангу – это элементарно.
Теперь такой вопрос: как можно увеличить количество электронов через площадь поперечного сечения?
Первое, что приходит на ум – это увеличить давление. В этом случае скорость потока воды увеличится, но ее много не увеличишь, так как шланг порвется как грелка в пасти Тузика.
Второе – это поставить шланг бОльшим диаметром. В этом случае у нас количество молекул воды через поперечное сечение будет проходить больше, чем в тонком шланге:
Все те же самые умозаключения можно применить и к обыкновенному проводу. Чем он больше в диаметре, тем больше он сможет “протащить” через себя силу тока. Чем меньше в диаметре, то желательно меньше его нагружать, иначе его “порвет”, то есть он тупо сгорит. Именно этот принцип заложен в плавких предохранителях. Внутри такого предохранителя тонкий проводок. Его толщина зависит от того, на какую силу тока он рассчитан.
Как только сила тока через тонкий проводок предохранителя превысит силу тока, на которую рассчитан предохранитель, то плавкий проводок перегорает и размыкает цепь. Через перегоревший предохранитель ток уже течь не может, так как проводок в предохранителе в обрыве.
сгоревший плавкий предохранитель
Поэтому, силовые кабели, через которые “бегут” сотни и тысячи ампер, берут большого диаметра и стараются делать из меди, так как ее удельное сопротивление очень мало.
Сила тока в проводнике
Очень часто можно увидеть задачки по физике с вопросом: какая сила тока в проводнике? Проводник, он же провод, может иметь различные параметры: диаметр, он же площадь поперечного сечения; материал, из которого сделан провод; длина, которая играет также важную роль.
Да и вообще, сопротивление проводника рассчитывается по формуле:
формула сопротивления проводника
Таблица с удельным сопротивлением из разных материалов выглядит вот так.
таблица с удельным сопротивлением веществ
Для того, чтобы найти силу тока в проводнике, мы должны воспользоваться законом Ома для участка цепи. Выглядит он вот так:
закон Ома
Задача
задача на силу тока в проводнике
Как измерить силу тока?
Для того, чтобы измерить значение силы тока, мы должны использовать специальные приборы – амперметры. В настоящее время силу тока можно измерить с помощью цифрового мультиметра, который может измерять и силу тока, и напряжение и сопротивление и еще много чего. Для того, чтобы измерить силу тока, мы должны вставить наш прибор в разрыв цепи вот таким образом.
Более подробно как это сделать, можете прочитать в этой статье.
Также советую посмотреть обучающее видео, где очень умный преподаватель объясняет простым языком, что такое “сила тока”.
специалист в области арт-терапии
Описание презентации по отдельным слайдам:
Составитель: Ростенко Нина Валентиновна, учитель физики, высшей категории, «Отличник профтехобразования» ГКОУ «Краевой центр образования» Забайкальский край, г. Чита УРОК ФИЗИКИ В 8 КЛАССЕ
«Сила тока» Как наша прожила б планета, Как люди жили бы на ней, Без теплоты, магнита, света, И электрических лучей. А.Мицкевич
«Сила тока» Цель урока: Ввести новую физическую величину – сила тока и её характеристики, Применять полученные знания на практике Задачи: Научиться измерять силу тока, Продолжать учиться составлять электрические цепи, используя амперметр,
«Сила тока» 1.Что собой представляет электрический ток? Актуализация опорных знаний:
«Сила тока» Актуализация опорных знаний: Для существования электрического тока необходимы следующие условия: 2. Назовите условия необходимые для существования тока?
«Сила тока» 3.Что принимают за направление тока? Актуализация опорных знаний:
«Сила тока» 4. Назовите основные источники тока? Актуализация опорных знаний:
«Сила тока» Действие электрического тока: Физиологическое 5. Какие действия тока вы знаете? Актуализация опорных знаний:
«Сила тока» Влияние электрического тока на человека: Необходимо соблюдение техники безопасности!
«Сила тока» Нам токи очень помогают, Жизнь кардинально облегчают! Удивительно оно, На благо нам обращено.
«Сила тока» «Электрический ток» всем давно известное и знакомое с детства словосочетание. Электрический ток течёт по проводам от электростанций к нашим домам. Он «заставляет» работать в наших квартирах холодильники, ТV, зажигаться лампочки, нагревать воду в электрочайнике, на заводах и фабриках работать станки, заставляет по городу мчаться трамваи и многие другие он выполняет действия.
«Сила тока» Очевидно, чем больше электрический заряд, перенесённый частицами через поперечное сечение проводника за какое-то определённое время, тем интенсивнее действие тока.
«Сила тока» Сила тока равна отношению электрического заряда – q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения – t.
«Сила тока» I=q/t q = I t t= q/I
«Сила тока» Сила тока – физическая величина, она имеет числовое значение и единицу измерения. В 1948 году на Международной конференции по мерам и весам было решено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с током.
«Сила тока» В зависимости от направления тока проводники либо притянутся, либо оттолкнутся. Чем больше сила тока, тем сильнее взаимодействуют проводники. Сила взаимодействия зависит от длины проводников, расстояния между ними и среды, в которой находятся проводники и силы тока в проводниках.
«Сила тока» Единицы измерения: В науке, технике, на практике часто используют дольные и кратные единицы силы тока: миллиампер (мА), микроампер (мкА), килоампер (кА): 1мА = 0,001 А = 10-3 А 1 мкА = 0,000001 А = 10-6 А 1 кА = 1000 А = 103 А 1А = 1000 мА = 103 мА
«Сила тока» КАЖДЫЙ ПРИБОР РАССЧИТАН НА ОПРЕДЕЛЁННУЮ СИЛУ ТОКА: Название устройства Значение силы тока Лампочка карманного фонаря 0,1 А Лампочка в классе 0,5 А Телевизор 1 А Стиральная машина 2 А Электрический утюг 3 А Двигатель электровоза 30 А Двигатель трамвая 300 А Молния более 1 000 000 А
Значение силы тока: Сила тока в молнии : 10 000 000 А. В двигатели трамвая сила тока: 300 А Электрический фонарик: 0,3 А.
«Сила тока» ХАРАКТЕР ВОЗДЕЙСТВИЯ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СИЛЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА Сила тока Эффект действия. 0 – 0,5 мА отсутствует 0,5 – 2 мА Потеря чувствительности 2 – 10 мА Боль, мышечные сокращения 10 – 20 мА Растущее воздействие на мышцы 16 мА Человек не может освободиться 20 – 100мА Дыхательный паралич 100мА – 3 А Срочная реанимация Более 3 А Остановка сердца, смерть
«Сила тока» Техника безопасности: Опасно одновременное прикосновение к двум оголённым проводам. Опасно пользоваться неисправным электрическим прибором. Опасно касаться оголённого провода, упавшего на землю.
«Сила тока» Амперметр – прибор для измерения силы тока
«Сила тока» На схемах амперметр условно изображают кружком с буквой – А
«Сила тока» При включении амперметра в электрическую цепь необходимо знать: Амперметр включается в электрическую цепь последовательно с элементом цепи, силу тока в котором необходимо измерить.
«Сила тока» Правила пользования амперметром: 1. Включается в цепь последовательно, 2. Включение производится с помощью двух клемм «+» и «-», 3.Клемму со знаком «+» подключают к клемме «+» источника тока, клемму «-» к «-». 4. Беречь прибор от ударов, тряски, пыли.
«Сила тока» Шкала какого прибора изображена?
«Сила тока» Какова цена деления, предел измерения и показания амперметра?
«Сила тока» 1. Цена деления прибора = (2 – 1)/10 = 0,1 А 2. Предел измерения прибора: I = 2 А 3. Значение, на которое указывает стрелка: I =0,4 А
«Сила тока» Измерение силы тока на различных участках цепи: «Соберите цепь по схеме и измерьте силу тока. Сделайте вывод». группа № 1 группа № 2 группа № 3
«Сила тока» Вывод: В цепи, состоящий из источника тока и ряда проводников, соединённых так, что конец одного проводника соединяется с началом другого, сила тока во всех участках одинакова.
«Сила тока» Закрепление пройденного на уроке
«Сила тока» Физический диктант Продолжите предложение: 1. Электрический ток – это…………… 2. За единицу тока принимается…….. 3. Амперметр – это прибор для………. 4. Амперметр включается в цепь ……… 5. Действия электрического тока…….. упорядоченное движение заряженных частиц Ампер измерения силы тока последовательно тепловое, магнитное, световое, химическое, физиологическое
«Сила тока» Проверка физического диктанта: упорядоченное движение заряженных частиц. 2. Ампер 3. для измерения силы тока 4. последовательно 5. тепловое, магнитное, световое, химическое, физиологическое. упорядоченное движение заряженных частиц Ампер для измерения силы тока последовательно тепловое, магнитное, световое, химическое, физиологическое
«Сила тока» Рефлексия: 1.Что нового вы узнали на уроке? 2. Что такое сила тока? 3. Каким прибором можно измерить силу тока? 4.Как включается в цепь амперметр? 5. Единицы измерения силы тока? 6.В вашей жизни этот урок вам может пригодиться? 7.Мы достигли цели урока?
Домашнее задание: 1.§ 37 – 38 ( Ф – 8 класс, А.В.Пёрышкин). 2.Конспект урока в тетради. 3.Составьте кроссворд по данной теме.
«Сила тока» Используемая литература и интернет ресурсы: 1. А.В.Пёрышкин «Ф-8кл.», Дрофа, М., 2002 2. Иллюстрационный материал: http//w w w,qooqle.ru 3. Иллюстрационный материал : http//imades,yandex,ru
Номер материала: ДБ-342307
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Подарочные сертификаты
Минпросвещения готово рассмотреть альтернативы ЕГЭ
Время чтения: 1 минута
Каждый третий школьник отстает в учебе
Время чтения: 3 минуты
Апелляция ЕГЭ 2021
Время чтения: 6 минут
В российских вузах начнут готовить новых специалистов в области климата
Время чтения: 1 минута
Около 680 тысяч выпускников сдадут ЕГЭ по русскому языку 3 и 4 июня
Время чтения: 2 минуты
Раннее начало пар негативно сказывается на успеваемости студентов
Время чтения: 2 минуты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
