Электрическая цепь постоянного тока

·  3.  Что называется электрическим полем?

·  4.  Каким электрическим зарядом обладает тело, атомы которого имеют не­достаток или избыток электронов?

·  5.  Что называется электрическим потенциалом?

·  6.  Что называется разностью потенциалов?

·  7.  Что называется напряженностью электрического поля?

·  8.  От каких величин зависит емкость плоского конденсатора?

·  9.  Назовите единицы измерения электрической емкости и их соотношение.

·  10.  При каком соединении конденсаторов общая емкость уменьшается?

·  11.  Как вычислить емкость двух конденсаторов, соединенных последовательно, имеющих разную емкость?

·  ГЛАВА II

·  ПОСТОЯННЫЙ ТОК

· 

·  § 13. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

·  Простейшая электрическая цепь (рис. 12) содержит источник электрической энергии Г, приемник энергии П и два линейных про­вода Л1 и Л2, соединяющих источник с приемником энергии. Линей­ные провода присоединяются к источнику электрической энергии при помощи  двух  зажимов,  называе мых положительным ( + ) и отрица­тельным  (—)  полюсами.

·  Источник электрической энергии преобразует механическую, химиче­скую, тепловую или другого вида энер­гию в энергию электрическую. В при­емнике происходит преобразование электрической энергии в энергию дру­гого вида — механическую, тепловую, химическую, световую и др.

·  Источниками электрической энер­гии служат генераторы (электрические

· 
машины, приводимые в движение какими-либо механическими дви­гателями), аккумуляторы и гальванические элементы, условное обозначение которых показано на рис. 13. В качестве приемников электрической энергии применяют осветительные лампы, электри­ческие двигатели, электронагревательные приборы и пр.

·  Как гальванические элементы, так и аккумуляторы соединяют между собой для составления в первом случае батареи гальваниче­ских элементов, а во втором — батареи аккумуляторов. Источник электрической энергии с присоединенными к нему линейными про­водами и приемником энергии образуют замкнутую электрическую цепь, по которой происходит непрерывное движение электричества, называемое электрическим током.

·  Постоянный ток в металлических проводниках представляет собой установившееся поступательное движение свободных элек­тронов в замкнутой цепи.

·  Сила тока, протекающего в двух проводниках, отстоящих друг от друга на определенном расстоянии, вызывает механические силы, действующие на эти проводники. Единицей измерения силы тока является ампер (а). В Международной системе единиц (СИ) ампер—сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум параллель­ным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого круглого сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками силу, равную 2 10-7 ньютона (н) на каждый метр длины.

·  Единицей силы в Международной системе единиц является ньютон (н); н= ,

·  где кг – килограмм массы,

·    м – метр,

·    сек –секунда. 

·    Электрический ток определяет количество электричества, проте­кающего через поперечное сечение проводника в единицу времени. Если в проводнике протекает ток силой 1 а, то через поперечное сече-ние этого проводника в течение 1 сек протекает 1 к электричества.

·  При силе тока в проводнике I за время t через поперечное сечение этого проводника протекает количество электричества, равное

·  Q=It

·  Откуда

·  I=

·  I

·  Эта зависимость справедлива для случая, когда в течение вре­мени t сила тока остается неизменной.

·  Таким образом, если через поперечное сечение проводника протекает 40 к электричества за 5 сек, то сила тока в цепи

· 

·  Линейные провода и приемник энергии составляют внешнюю цепь, в которой ток протекает под действием разности потенциалов на зажимах источника энергии и направлен от точки более высокого потенциала (положительного зажима) к точке более низкого потенциала  (отрицательного  зажима)

·  § 14. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА

· 

·  Как было указано выше, в замкнутой цепи электрический ток протекает под действием электродвижущей силы (э. д. с.) источ­ника энергии.

·  Электродвижущая сила возникает в источнике тока и при отсутствии тока в цепи, т. е. когда цепь разомкнута. При холостом ходе, т. е. при отсутствии тока в цепи, э. д. с. равна разности потенциалов на зажимах источника энергии. Так же как и разность потенциалов э. д. с. измеряется в вольтах (в).

·  Как при замкнутой, так и при разомкнутой электрической цепи э. д. с. непрерывно поддерживает разность потенциалов на зажи­мах источника энергии. Для непрерывного протекания тока в замк­нутой цепи необходимо движение зарядов внутри источника тока в направлении, обратном действию сил поля.

·  Такое перемещение зарядов происходит за счет энергии, выра­батываемой источником тока. Поэтому э. д. с. численно равна энергии, сообщаемой источником тока единичному положительному заряду. Если количеству электричества Q кулонов источник тока сообщает энергию А дж, то э. д. с. источника энергии

· 

·  Так как А = Рt и Q=It (где Р — мощность, развиваемая источ­ником тока, вт, I — сила тока, а, t — время, сек), то

· 

·  т. е. электродвижущей силой может быть названо отношение мощ­ности, развиваемой источником тока, к силе тока.

·  В наличии э. д. с. можно убедиться путем присоединения к полюсам источника энергии (вместо линейных проводов) прибора, называемого вольтметром. Стрелка вольтметра при этом отклонится на некоторый угол. Отклонение будет тем больше, чем больше э. д. с. источника энергии. Однако вольтметр покажет не величину э. д. с, а, как мы увидим ниже, напряжение на зажимах источника тока, которое так же как и э. д. с. измеряется в вольтах.

·  Высокие напряжения и э. д. с. выражены в киловольтах (кв); 1 кв=1000 в.

·  Малые величины напряжений и э. д. с. выражают в милливоль­тах (мв); 1 мв = 0,001 в

·  § 15. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

·  Направленному движению электрических зарядов в любом проводнике препятствуют его молекулы и атомы. Поэтому как внешняя цепь, так и сам источник энергии оказывают препятствие прохождению тока. Величина, характеризующая противодействие электрической цепи прохождению электрического тока, называется электрическим сопротивлением (или, короче, сопротивлением).

·  Источник электрической энергии, включенный в замкнутую электрическую цепь, расходует энергию на преодоление сопротив­ления внешней и внутренней цепей.

·  Электрическое сопротивление обозначается буквой r и на схе­мах изображается так. как показано на рис. 14, а

·  Единицей измерения сопротивления является ом. Омом называется электрическое сопротивление такого линейного проводника, в котором при неизменяющейся разности потенциалов в 1 в протекает ток силой в 1 а, т. е.

·  1 ом =

·  При измерении больших сопротивлений ис­пользуют единицы в тысячу и в миллион раз больше ома. Они называются килоомом (ком) и мегоомом (Мом); 1 ком =1000 ом; 1 Мом = 1 000 000 ом.