Презентация по слайдам:
Слайд #1
Тема 1.2. Параметры электрической цепи
Слайд #2
План лекции
Электрический ток
Условия существования электрического тока
Сила тока
Плотность тока
ЭДС
Напряжение
Внутреннее и внешнее падение напряжения
Потенциал
Электрическое сопротивление, проводимость
* Зависимость электрического сопротивления от температуры
Слайд #3
1. Электрический ток
Определение: Электрический ток - это упорядоченное движение электрически заряженных частиц.
За направление тока принимают направление дрейфа положительных зарядов.
3
Слайд #4
2. Условия существования электрического тока:
наличие свободных электрических зарядов;
наличие электрического поля, которое обеспечивает движение электрических зарядов;
замкнутая электрическая цепь.
4
Слайд #5
3. Сила тока. Единица измерения
Определение: Сила тока I — скалярная величина, численно равная отношению количества электричества Δq, прошедшего через поперечное сечение проводника в единицу времени Δt:
I = Δq/Δt
В СИ единицей силы электрического тока является ампер (А).
1 А=1Кл/с
Дольные величины:
1 мА=10-3А
1 мкА=10-6А
Определение: Постоянным током называется электрический ток, сила и направление которого с течением времени не изменяются.
5
Слайд #6
4. Плотность тока. Единица измерения
Определение: Плотность тока J – величина тока, приходящаяся на 1 квадратный миллиметр поперечного сечения проводника:
J=I/S
Единицей измерения плотности тока – А/мм2
Плотность тока позволяет охарактеризовать проводник с точки зрения способности выдержать ту или иную нагрузку.
Слайд #7
5. Электродвижущая сила(ЭДС). Единица измерения
Движение зарядов по внешней цепи осуществляется силами электрического поля Fкл.
Движение зарядов во внутренней цепи совершается против сил электрического поля и осуществляется сторонними силами Fст.
Слайд #8
5. Электродвижущая сила(ЭДС). Единица измерения
Определение: ЭДС E численно равна работе Aст , которую совершают сторонние силы при перемещении единичного положительного электрического заряда q внутри источника или сам источник, проводя единичный положительный заряд по замкнутой цепи:
Единица ЭДС — вольт (В)
1 В=1 Дж/Кл
8
Е=Aст/q
Слайд #9
6. Напряжение
Определение: Физическая величина, численно равная полной работе, которая совершается кулоновскими и сторонними силами при перемещении единичного положительного заряда вдоль участка цепи (например, АВ) из точки А в точку В, называется напряжением (падением напряжения) UАВ на этом участке.
Напряжение на участке цепи, характеризует ту энергию, которая расходуется электрическим полем на перемещением заряда в 1 Кл по данному участку.
Единица измерения напряжения – В(вольт)
Прибор для измерения напряжения - вольтметр
Измерить напряжение можно только при замкнутой цепи
9
Слайд #10
7. Внутреннее и внешнее падение напряжения
Так как цепь состоит из внешнего и внутреннего участков, различают внутреннее падение напряжения Uвт и внешнее падение напряжения Uвш.
ЭДС источника равна сумме падений напряжений на внутреннем и внешнем участках цепи: Е= Uвт + Uвш.
Так формула выражает закон сохранения энергии для электрической цепи.
Измерить ЭДС можно только при разомкнутой цепи
Слайд #11
8. Потенциал. Единица измерения
Определение: Потенциалφаточки поля численно равен работе 𝑾 𝒂∞ , затрачиваемой полем на перемещение единичного заряда 𝒒 𝟐 из данной точки в бесконечность, или наоборот и бесконечности в данную точку поля:
φа= 𝑾 𝒂∞ 𝒒 𝟐
Нулевым потенциалом обладает точка где нет энергии, т.е. где нет поля.
Единица измерения потенциала - В(вольт)
Потенциал любой точки электрического поля заряда 𝒒 𝟏 , находящейся от центра заряда на расстоянии r, определяется по формуле:
𝝋 а = 𝒒 𝟏 𝟒𝝅 𝜺 а 𝒓
Слайд #12
9. Электрическое сопротивление, проводимость
Определение: Электрическое сопротивление проводника R – это свойство проводника препятствовать прохождению через него электрического тока
Единица измерения электрического сопротивления Ом(ом)
1 кОм=103 Ом 1МОм=106 Ом
Слайд #13
9. Электрическое сопротивление, проводимость
Электрическое сопротивление R обусловлено тем, что свободные электроны при дрейфе взаимодействуют с положительными ионами кристаллической решетки металла.
Зависимость сопротивления от материала проводника и геометрических размеров:
где ρ – удельное сопротивление проводника, l – длина проводника, S – площадь поперечного сечения проводника
Удельное сопротивление проводника: ρ=RS/l
Единица удельного сопротивления — Ом·м/мм2
R=ρl/S
Слайд #14
9. Электрическое сопротивление, проводимость
Определение: Проводимость проводника g – характеризует свойства проводника проводить электрический ток, преобразовывать энергии в другие виды энергии: g=1/R
Единица измерения проводимости - сим(сименс)
Слайд #15
10*. Зависимость сопротивления от температуры
Электрическое сопротивление материалов зависит от температуры.
У металлов при повышении температуры увеличивается скорость теплового движения атомов и молекул, вследствие этого повышается число столкновений свободных электронов и уменьшается время их свободного пробега, что ведет к повышению удельного сопротивления.
У электролитов при повышении температуры увеличивается концентрация носителей зарядов, в результате чего удельное сопротивление уменьшается
У некоторых сплавов в определенном интервале изменения температур одна тенденция компенсируется другой и их сопротивление с изменением температуры практически не изменяется(манганин, константан).
Слайд #16
10. Зависимость сопротивления от температуры
Зависимость сопротивления от температуры выражается формулой:
Rt=R0[1+α(t-t0)°],
где α – температурный коэффициент сопротивления,
Rt – сопротивление проводника при температуре t,
R0 – сопротивление проводника при температуре t0
Применение: терморезисторы, термометр сопротивления
Слайд #17
10. 1. Сверхпроводники
Определение: Сверхпроводимость - это свойство некоторых материалов, проявляющееся в том, что их электрическое сопротивление падает до нуля ниже критической температуры Tc.
Сверхпроводимость обнаружена более чем у 25 простых веществ (главным образом металлов), большого числа сплавов, многих сложных оксидов переходных металлов, некоторых полимеров.
Металлы, кроме Nb, Тс, V, относятся к сверхпроводникам 1-го рода. Для Li, Cr, Si, Ce, Pr, Nd, Eu, Yb сверхпроводящее состояние обнаружено только в тонких слоях; As, Ba, Bi, Те, Sb, Se, P и другие становятся сверхпроводники при охлаждении под давлением.
Слайд #18
Список литературы
1.Ярочкина Г.В. Электротехника: учебное издание / Ярочкина Г.В. - Москва: Академия, 2024.
2.Немцов М.В. Электротехника и электроника: учебное пособие / Немцов М.В., Немцова Л.В. - Москва: Академия, 2021.
3.Лобзин С.А. Электротехника. Лабораторный практикум. Учебное пособие для среднего профессионального образования. – М.: Академия, 2020.
