- Электрическое напряжение.
- Электрический ток в цепи подобен…в реке, а напряжение… разности уровней… скорости течениятечению в
- Ответы на вопрос
- Электрический ток в цепи подобен
- Исследовательские работы и проекты
- Исследование силы тока в электрической цепи
- Подробнее о работе:
- Оглавление
- Введение
- Электрический ток
- Закон Ома
- Применение Закона Ома
- Экспериментальная часть
- Опыт № 1. Исследование зависимости силы тока от напряжения
- Заключение
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 (см. § 35). 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 63 изображена электрическая цепь, в которую включена лампочка от карманного фонарика. Источником тока здесь служит аккумулятор. На рисунке 64 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 q, прошедший по этому участку, можно определить напряжение U, т. е. работу тока при перемещении единичного электрического заряда: U= 
.
Следовательно, напряжение равно отношению работы тока на данном участке к электрическому заряду, про шедшему по этому участку.
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.
Источник
Электрический ток в цепи подобен…в реке, а напряжение… разности уровней… скорости течениятечению в
Ответы на вопрос
Могу только первое: Электрический ток в цепи подобен течению воды в реке, а напряжение разностью уровню.
Электрический ток в цепи можно аналогично сравнить с потоком воды в реке. В этом аналогии:
Электрический ток подобен течению воды в реке. Ток представляет собой движение электронов в проводнике, а течение воды — движение водных молекул в реке. Оба процесса представляют собой перемещение частиц внутри среды.
Напряжение в электрической цепи аналогично разности уровней в реке. Напряжение создает разницу в потенциале между двумя точками в цепи, подобно тому, как разность уровней воды создает потенциал для течения воды в реке. Большая разница в напряжении соответствует большей разнице уровней.
Скорость течения течения воды аналогична току электрического тока. Скорость течения воды в реке определяется множеством факторов, таких как ширина реки, глубина, структура дна, и так далее. Аналогично, сила электрического тока зависит от разницы напряжения и сопротивления в цепи.
Разности уровней воды в данном контексте можно сравнить с разностью потенциалов в электрической цепи, которая создается источниками напряжения, такими как батареи или генераторы.
Таким образом, эта аналогия помогает лучше понять основные концепции электрических цепей, используя знакомые представления о течении воды в реке.
Источник
Электрический ток в цепи подобен
Исследовательские работы и проекты
Исследование силы тока в электрической цепи
В индивидуальной ученической работе по физике на тему «Исследование силы тока в электрической цепи» автор проводит исследование электрического тока, опытным путем проводит проверку справедливости закона Ома, устанавливая зависимость силы тока от напряжения и от возрастающего сопротивления в электрической цепи.
Подробнее о работе:
В ходе учебного исследовательского проекта по физике «Исследование силы тока в электрической цепи» учащийся школы провел эксперимент по определению зависимости силы тока от электрического сопротивления и подаваемого напряжения, изучил влияние силы тока на работу электроприборов и построил и проанализировал графики I(R), I(U). Предложенный проект актуален, так как каждый человек должен обладать минимальными знаниями в области электричества, чтобы обеспечить свою безопасность при взаимодействии с элекрическим током даже в бытовых условиях.
Оглавление
Введение
1. Электрический ток.
2. Закон Ома.
3. Применение Закона Ома.
4. Опыт № 1. Исследование зависимости силы тока от напряжения.
5. Опыт № 2. Исследование зависимости силы тока от сопротивления .
Заключение
Список используемой литературы
Приложения
Введение
Проблема исследования: какие физические величины влияют на значение силы тока.
Пролистывая учебную литературу мне встретились множество физических законов, которые связаны с электрическими явления. Например, закон Кулона, закон Джоуля-Ленца, закон Фарадея, закон Ома для полной цепи.
Все они очень важные и нужные для человеческой деятельности. Но я решил остановиться на законе Ома для участка цепи, так как из всего разнообразия он мне показался самым простым и понятным.
Объект исследования: электрическая цепь.
Предмет исследования: зависимость силы тока от напряжения и от возрастающего сопротивления.
Цель работы: проверка опытным путем справедливости закона Ома.
Гипотеза: чем больше сопротивление в цепи, тем меньше сила тока; чем больше напряжение, тем сила тока становиться больше.
- Рассмотреть понятие электрический ток.
- Найти и изучить информацию о величинах, связанных с электричеством.
- Выбрать информацию, необходимую для исследования.
- Научиться собирать простейшие электрические цепи и узнать, как рисуют схемы электрических цепей.
- Провести эксперимент по определению зависимости силы тока от электрического сопротивления и подаваемого напряжения.
- Изучить влияние силы тока на работу электроприборов.
- Построить и проанализировать графики I(R),I(U).
- Сделать выводы.
Тема исследования актуальна, т.к. закон Ома является одним из важнейших законов энергетики. В быту, например, при включении в цепь несколько потребителей необходимо учитывать выдержит ли нагрузку проводка и не возникнет ли пожар. Но, несмотря на всю свою значимость любой контакт человека с электрическими проводами, находящимися под напряжением, является смертельно опасным. По этому, я считаю, что каждый человек должен обладать минимальными знаниями в области электричества.
Практическая значимость подтверждается проведенными исследованиями, которые позволяют наглядно показать зависимость силы тока от напряжения и сопротивления, что может поспособствовать лучшему усвоению учебного материала.
Первый этап (январь, 2019г.): Подготовительный. (Создание проблемной ситуации, выбор темы, постановка цели)
Второй этап (январь-февраль 2019г.): Практический. (Сбор информации по выбранной теме, систематизация материалов, подготовка и оформление результатов работы.)
Третий этап (март-апрель 2019 г.) Заключительный. (Защита и презентация проекта).
В ходе работы мы использовали следующие методы: сбор, изучение, обобщение теоретического и практического материала, наблюдение, опыт, эксперимент, теоретические методы (анализ, сравнение).
Электрический ток
Однако с электричеством связано немало других, не столь очевидных, но повседневных явлений. Со всеми ними, нас будет знакомить физика, но я еще в 6 классе и сейчас мне об этом хочется узнать. Читая, энциклопедии я выяснил, что, бьющееся сердце, бегущий спортсмен, спящий ребенок и плавающая рыба — все вырабатывает электрическую энергию.
Физика электричества связана с движением электронов и других заряженных частиц в различных веществах. Электрический ток – это направленное движение электронов в металле. Почему электроны покидают атомы? Это объясняется несколькими причинами; под воздействием импульса светаили тепло заставляет атомы колебаться быстрее. Это означает, что электроны могут вылететь из своего атома. При химических реакциях они также перемещаются от атома к атому.
Электрический ток — это течение потока электронов по нити лампочки. Вы могли слышать слово течение применительно к реке: «У этой реки сильное течение». Это значит, что по реке протекает много воды. Электрический ток подобен этому течению: если говорят «сильный ток», это значит, что по проволоке протекает много электронов. Сила тока измеряется в амперах (А).
Электрический ток обусловлен движением электрических зарядов. Когда электрическая лампа, соединенная с батареей, включена, ток течет по проводу от одного полюса батареи к лампе, затем через ее волосок, вызывая его свечение, и возвращается назад по второму проводу к другому полюсу батареи. Если выключатель повернуть, то цепь разомкнется — движение тока прекратится, и лампа погаснет.
Напряжение заставляет электроны двигаться. Эта физическая величина обозначается латинской буквой U и измеряется в вольтах. Присоединив к лампочке батарейку, мы подаем на нить лампочки напряжение. Оно толкает электроны в одном направлении, заставляет их двигаться по нити. Чем оно выше, тем больше электронов будет передвигаться по нити.
Представьте себе нить в виде трубы, целиком заполненной шариками. Если с одного конца трубы втолкнуть шарик, с ее противоположного конца тут же без всякой задержки выпадет другой шарик.Чем больше шариков мы будем заталкивать в один конец трубы, тем больше их будет выпадать из другого. Именно так ведут себя электроны в нити накаливания лампочки, когда на нее подается напряжение.
Закон Ома
Для любого проводника или системы проводников и приборов соотношение между напряжением, током и сопротивлением задается формулой:
напряжение = ток × сопротивление.
Это математическое выражение закона Ома, названного так в честь Георга Ома (1787-1854 гг.), который первым установил взаимосвязь этих трех параметровв 1820-е годы именно поэтому этот закон и получил такое название.
Закон Ома — один из самых применяемых законов в электротехнике.
Формулировка закона Ома следующая:
Величина силы тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к этому участку, и обратно пропорциональна его сопротивлению.
Эту зависимость можно выразить формулой: I=U/R
Где I – сила тока, U — напряжение, приложенное к участку цепи, а R — электрическое сопротивление участка цепи.
Теперь я объясню вам, как электроны, ток, напряжение и сопротивление действуют вместе, заставляя светиться лампочку карманного фонаря.
Чтобы батарейка могла заставить электроны двигаться, цепь между ее выводами не должна иметь разрывов, т. е. должна быть замкнутой. Напряжение, создаваемое батарейкой, постоянно. Оно заставляет электроны двигаться по цепи, частью которой является и нить накаливания лампочки. Нить, сделанная из тугоплавкого металла, обладает сопротивлением, ограничивающим силу тока в цепи. Когда электроны преодолевают сопротивление нити, она накаляется и начинает светиться.
Применение Закона Ома
Электрический ток это опасное физическое явление. Его невозможно увидеть, почувствовать, а тела, находящиеся под напряжением, ничем не отличаются по внешнему виду. Но стоит включить в розетку пылесос или телевизор, щелкнуть выключателем – и энергия словно берется из ниоткуда, он начинает работать.
Рассмотрим один из немногих, примеров проявления закона Ома. У нас у каждого в квартирах есть напряжение в розетках 220 вольт. Значит, ток в цепи зависит только от сопротивления электроприборов. Если оно будет очень мало, то может случиться короткое замыкание. Проводка, по которой течет ток в квартире, не справится с возросшей силой тока, нагреется, расплавится и вызовет пожар.
Но бывает, что приборы, включенные в розетку и отработавшие уже далеко не один час, становятся причиной короткого замыкания. Например, вентилятор, который в жаркую погоду является незаменимым средством. Из-за заклинивания лопастей обмотка двигателя подвергнется перегреву. Изоляция обмотки двигателя не рассчитана на серьезный нагрев, она быстро расплавится.
В результате появляются межвитковые короткие замыкания, которые снижают сопротивление и, в соответствии с законом Ома, также ведут к увеличению тока. Такая ситуация может возникнуть практически с любым электроприбором. Для того чтобы избежать перегрева в бытовой технике используют различного рода предохранители.
Для защиты бытовых электрических цепей обычно используются автоматические выключатели. При повышении силы тока они размыкают цепь, и обесточивается вся квартира. Компактность, легкость монтажа и замены, в случае необходимости, объясняет их широкое распространение.
Экспериментальная часть
Папа помог с этой задачей справиться. Тут меня поджидала еще одна сложность – шкала приборов, которая состояла из больших и маленьких делений, лишь над некоторыми из них стояли числа.Чтобы правильно научиться определять значения величин, нужно верно определить цену деления шкалы прибора. С учителем мы справились с этой трудностью.
Опыт № 1. Исследование зависимости силы тока от напряжения
Цель: проверить на опыте, каксила тока в цепи зависит от напряжения.
Оборудование: источник питания, амперметр, вольтметр, резистор на 3 Ом, провода.
Применяя новые навыки, я периодически изменял напряжение на источнике, смотрел на показания амперметра. Результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1. Зависимость силы тока от напряжения
| width:48.8pt;border:solid windowtext 1.0pt; border-left:none;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 0,5 | width:48.8pt;border:solid windowtext 1.0pt; border-left:none;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 1,5 | width:48.8pt;border:solid windowtext 1.0pt; border-left:none;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 2,5 | width:48.8pt;border:solid windowtext 1.0pt; border-top:none;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> I,A | width:48.8pt;border-top:none; border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 0,32 | width:48.8pt;border-top:none; border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 0,64 | width:48.8pt;border-top:none; border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 0,96 | ||||||||
| width:48.8pt;border-top:none; border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 3 | width:48.8pt;border-top:none; border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 3 | width:48.8pt;border-top:none; border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 3 |
| width:48.8pt;border:solid windowtext 1.0pt; border-left:none;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 1 | width:48.8pt;border:solid windowtext 1.0pt; border-left:none;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 1 | width:48.8pt;border:solid windowtext 1.0pt; border-left:none;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 1 | width:48.8pt;border:solid windowtext 1.0pt; border-top:none;padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> R,Ом | width:48.8pt;border-top:none; border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 2 | width:48.8pt;border-top:none; border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 5 | width:48.8pt;border-top:none; border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 15 |
| width:48.8pt;border-top:none; border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 1,05 | width:48.8pt;border-top:none; border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 0,34 | width:48.8pt;border-top:none; border-left:none;border-bottom:solid windowtext 1.0pt;border-right:solid windowtext 1.0pt; padding:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;height:15.0pt‘> 0,1 |
