ЕЛЕКТРИЧНА НАПРУГА

7. ЕЛЕКТРИЧНА НАПРУГА

    Електричний струм, протікаючи через той чи інший споживач, виконує певну роботу, наприклад, нагріває нитку розжарення електричної лампочки, притягує якір електромагніту , приводить в рух ротор електродвигуна і т.д. Виконувана робота залежить не тільки від протікаючої кількості струму, але й від прикладеної напруги.

    Ми можемо переконатися розглянувши рисунок 13 на якому показані лампочка, для кишенькового ліхтарику та звичайна лампочка розжарювання на 40 Вт. Через обидві лампи протікає струм приблизно 0,2 А, тобто за одиницю часу протікає одна і та ж кількість електрики. Але друга лампа світить набагато яскравіше, так як прикладена напруга набагато більша. Виникає питання: так кількість електрики одна і та ж, то чому в другому випадку електрони є носіями більшою енергією і чи відрізняється чим небудь електрони, що виходять в неї.

Рисунок 13

    За поясненнями звернемось до рисунку на якому показані два випадки витікання однієї і тієї ж кількості води, яка падає є з різної висоти. І тут можна задати питання: Чому в другому випадку енергія водяних частинок значно більша? 

Рисунок 14

    Енергія часток води обумовлена земним гравітаційним полем. Коли частки падають у напрямку поля, вони виділяють енергію, яку можна використати. Таким же чином енергія електронів зв'язано з електричним полем, створеним джерело струму. Те поле діє на кожний електрон, так що електрони при русі виділяють енергію. В той час як частки води падають завжди до центру Землі, електрони "падають" від одного полюса джерела струму до другого.

    Напруга між двома точками електричного ланцюга вимірюється виконаною роботою по переносу одиниці кількості електрики із однієї точки іншу. Одиниця вимірювання електричної напруги носить назву - вольт (В) в честь італійського фізика Александро Вольта ( 1745 -1827).

Александро Вольт ( 1745 -1827)

    Між двома точками існує напруга в 1 Вольт, якщо для переносу одного кулона електрики виконана робота в один джоуль Отже вже можна записати:

    В електротехніці прийнято напругу позначати буквою U, а роботу або енергією -буквою A. Таким чином вище приведене рівність математичну можна представити:

    На прикладі розглянемо, як можна використати цю формулу.
Приклад 3.2. Знайти напругу на клемах споживача, якщо через них протікає Q=0,002 Кулона, а виконана робота рівна 0,08 джоуля. Підставимо дані в формулу і отримаємо:

    Крім одиниці напруги вольт на практиці часто використовують більш дрібні одиниці:
    мілівольт=0,001В; 1мВ=0,001 В
    мікровольт=0,000001В; 1мкВ=0,000001 В
    Для вимірювання напруги використовують спеціальний прилад- вольтметр. Коли потрібно поміряти напругу між двома точками ланцюга, вольтметр підключений до цих двох точок без розриву ланцюга.

8. ЕЛЕКТРИЧНИЙ ОПІР

    Ми вже знаємо що електричний струм у металах являє собою напрямлений рух електронів. При своєму рухові електронний зіштовхується з атомами, домішками, кристалічною граткою, що затримує їх рух. Якщо враховувати, що атоми речовини здійснюють і теплові коливання, то стає зрозумілим, що всі провідники створюють певний опір електричному струмові.
    Одиниця електричного опору називається- Ом, в честь німецького фізика Георга Ома ( 1787- 1854). Опір в 1 Ом має такий провідник, через який протікає струм в 1А, якщо до його кінців прикладено напругу 1 В.
    Крім одиниці Ом на практиці, використовуються і більше одиниці:
    1кОм=1000 Ом
    1мОм=1000000 Ом
    Опір формулах позначається R. Опір будь-якого циліндричного провідника можна знайти по формулі :

    де l - довжина провідника в метрах
    S - його поперечний переріз мм квадратних
    p- питомий опір
    Крім того, опір залежить і від типу металу. Опір провідника залежить від його температури.

Запам'ятайте!

1. Речовини, яких є вільні носії зарядів, називаються провідниками. В ізоляторах, діелектриках відсутні вільні носії зарядів.

2. Напрямлений рух вільних носіїв зарядів називають електричним струмом. Причиною руху носіїв зарядів є дія електричного поля, яке джерело створює в провідниках.

3. Напрям струму прийнято вважати напрям, в якому рухається додатні електричні заряди. В зовнішньому ланцюзі електричний струм тече від додатного полюса джерела струму до від'ємного.

4. Одиниця вимірювання сили струму - ампер, одиниця вимірювання електричної напруги - вольт, одиниця вимірювання електричного опору провідників - Ом.

5. Кожен провідник створює певний електричний опір струмові. Цей опір вимірюється в Омах.

6.Чим довший і тонший провідник, тим більше його опір.

Керівник гуртка Нікуліца В.Г., UT1YN
Ватрич Д.О. UR5YVD робота над публікацією.
Компютерний набір матеріалу виконано Глевко О. UR5YOS