Белорусский государственный университет транспорта — БелГУТ (БИИЖТ)
Как поступить в БелГУТ
Как получить место
в общежитии БелГУТа
Как поступить иностранному гражданину
События
Все события
| Пн | Вт | Ср | Чт | Пт | Сб | Вс |
|---|---|---|---|---|---|---|
1 | ||||||
2 | 3 | 4 | 5 Дата : 2023-01-05 | 6 | 7 | 8 |
9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 |
16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 |
23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 |
30 | 31 | |||||
Все анонсы
- 2023 год объявлен Годом мира и созидания.
.. - Поздравление Президента Республики Беларусь…
- Поздравление с Новым годом Председателя Совета Рес…
- С Новым годом и Рождеством!
- Студсовет поздравляет с Новым Годом!…
- Выпуск магистров заочной формы обучения…
- 2-й этап репетиционного тестирования…
- V Международная научно-практическая конференция «Н…
- IX Международная научно-техническая конференция ма…
- Смотр-конкурс на лучшее праздничное Новогоднее и Р…
..Анонсы
Университет
Абитуриентам
Студентам
Конференции
Приглашения
2023 год объявлен Годом мира и созидания…
Поздравление Президента Республики Беларусь…
Поздравление с Новым годом Председателя Совета Рес…
С Новым годом и Рождеством!
Новости
Университет
Международные связи
Спорт
Воспитательная работа
Жизнь студентов
Новости подразделений
- Воспитательная работа
Волшебство на Рождество в центре дневного пребывания инвалидов «Майски.
..
06 января 2023
- Воспитательная работа
Встреча с иностранными студентами в студенческом городке…
06 января 2023
- Университет
Торжественный выпуск магистров 2023
- Воспитательная работа
Предрождественский снег и «Чистый четверг»…
05 января 2023
- Студенческая жизнь
Новогодняя программа на площади Ленина от БРСМ БелГУТа…
04 января 2023
- Воспитательная работа
«Чудеса на Рождество» от БРСМ БелГУТа
04 января 2023
- Университет
Олимпиада на лучшее знание «Правил технической эксплуатации железной д.
..
04 января 2023
- Воспитательная работа
В день рождения ветерана
03 января 2023
- Университет
Совершенствование технологии работы железнодорожной станции один из сп…
03 января 2023
Другие новости
- Победители конкурса к 160-летию Белорусской железной дороги…
- Конкурс стартап-проектов по альтернативной энергетике 2022…
- Диалоговая площадка «100 лет со Дня образования СССР: история, создани…
- Время подвести итоги года…
- Итоги смотра-конкурса на лучшее праздничное оформление помещений струк…
- С наступающим! Творчество наших сотрудников…
- Участие в олимпиаде по бухгалтерскому учету с творческим уклоном…
- Новый номер газеты «Вести БелГУТа»
- GR Studio поздравляет с Новым годом
- Итоги олимпиады на знание экономики студентами технических специальнос.
- Проект «Молодежная смена 2022»
КУДА ПОСТУПАТЬ
Все факультеты
БелГУТ на Доске почета
Достижения университета
Предложения
Все предложения
Видеотека
Все видео
Фотогалерея
Все фото
Электрическая цепь. Направление электрического тока
Конспект по физике для 8 класса «Электрическая цепь. Направление электрического тока». Из каких элементов состоит электрическая цепь. Какое направление принимают за направление электрического тока в цепи.
Конспекты по физике Учебник физики Тесты по физике
В отсутствие электрического поля свободные электроны в проводниках движутся беспорядочно. Если концы проводника (или провода) подсоединить к полюсам источника тока, то в проводнике возникнет электрический ток.
ПРОСТЕЙШИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
Чтобы заставить работать различные электрические приборы — электродвигатели, лампы, плитки и т. д., необходимо создать в них электрический ток.
Электрические приборы называют приёмниками или потребителями энергии. Для того чтобы электрическую энергию доставить от источника тока к приёмнику, используют соединительные провода.
Чтобы регулировать процессы протекания электрического тока, включать и выключать потребители электрической энергии, применяются различные приборы управления током: ключи, рубильники, выключатели и другие замыкающие и размыкающие устройства.
Источник тока, потребители электрической энергии и приборы управления током, соединённые между собой проводами, составляют электрическую цепь. Для того чтобы в цепи существовал ток, она должна быть замкнута. Обрыв цепи или замена проводящего участка цепи изолятором приводит к прекращению прохождения тока.
Немецкий профессор Г. К. Лихтенберг из Гёттингена первый предложил ввести символы, обозначающие отдельные элементы электрических цепей. Он обосновал их практическое применение и использовал в своих работах.
Благодаря ему математические знаки «+» и «-» стали использовать для обозначения электрических зарядов.
НАПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
До открытия электрона учёные предполагали, что по цепи движутся только положительные заряды. Поэтому общепринятым направлением электрического тока в цепи считается направление, в котором движутся (или могли бы двигаться) в проводнике положительные заряды, т. е. направление от положительного полюса источника тока к отрицательному. Но это не означает, что во всех проводниках движутся положительные заряды. В одних случаях в проводнике движутся только отрицательные заряды, в других случаях происходит движение зарядов обоих знаков в противоположных направлениях.
При направленном движении заряженные частицы могут участвовать и в тепловом хаотическом движении. Характер движения частиц при протекании электрического тока можно сравнить с явлением конвекции в жидкостях и газах, при котором в направленных конвекционных потоках происходит беспорядочное движение молекул.
В металлических проводниках ток создаётся отрицательно заряженными частицами — электронами, которые движутся по цепи от отрицательного полюса источника тока к положительному. Направление тока и направление движения носителей заряда в этом случае противоположны.
Понятия «электрический ток» и «направление электрического тока» были введены французским физиком Андре Мари Ампером.
Именно он предложил принять за направление электрического тока то, в котором перемещается «положительное электричество».
Благодаря работам Ампера шаг за шагом выросла новая наука — электродинамика, основанная на экспериментах математической теории. В 1826 г. Ампер опубликовал труд, который назывался «Теория электродинамических явлений, выведенная исключительно из опыта».
Ампер также ввёл в науку такие термины, как «электростатика», «электродинамика», «соленоид», «электродвижущая сила», «напряжение», «гальванометр» и даже «кибернетика». Он высказал предположение о том, что, вероятно, возникнет новая наука об общих закономерностях процессов управления, и предложил назвать её кибернетикой.
Вы смотрели Конспект по физике для 8 класса «Электрическая цепь. Направление электрического тока».
Вернуться к Списку конспектов по физике (Оглавление).
Просмотров: 5 760
Направление электрического тока
Изучение физики и химия легко и свободно — Наука для начальной школы, средней школы и средняя школа
Бесплатная электроэнергия онлайн
уроки для начальной школы, средней школы и старшей школы.
электрический ток
Направление электрического тока в цепи
1) Условное направление электрического тока
Вне батареи или электрогенератора протекает электрический ток от отрицательного к положительному выводу.
2) Ла представление чувствительного элемента по схеме
Направление тока можно указать на электрической схеме, поместив
красная стрелка с одной стороны.
Пример:
Комментарий: Мы можем указать направление тока только в цепи
где действительно течет электрический ток. Например, направление
ток нельзя указывать в цепи с разомкнутым выключателем.
3) Влияние направления тока на пассивные компоненты
Некоторые пассивные компоненты функционируют по-разному, если направление
электрического тока меняется на противоположное: эти компоненты поляризованы.
Например, электродвигатели поляризованы: если направление тока
наоборот, то они вращаются в противоположном направлении.
В противном случае говорят о неполяризованных компонентах.
Соединительные провода, лампочки, выключатели не имеют полярности и поэтому могут
быть связанным в любом смысле.
Комментарий: направление тока, протекающего через компонент, может быть реверсируется, меняя местами соединения батареи или меняя местами соединения компонента.
| Наука класс |
| Химия Электричество Оптика Механика |
| Электричество уроки |
| Электрика
компоненты -Двухконтактный электронные компоненты — Основные электрические компоненты — Диоды — Что такое резистор? — Как определить номинал резистора? — Резисторы эффекты в цепях — Характеристика кривая резистора Как строить простые схемы и рисовать схемы — Как к построить базовую электрическую схему — Как рисовать схемы электрических цепей Электрический ток — Проводники и изоляторы — Направление электрический ток в цепи — Опасности электричества — Ток интенсивность — единицы как измерять ток? Напряжение — Напряжение напряжение и его единицы — Как измерять напряжение? — Напряжение в открытом и закрытом контурах — Рейтинг ток и напряжение для лампы Переменный напряжение и ток — Чередование влияние токов на светодиод — Что переменный ток и напряжение? — Периодическое переменное напряжение и его свойства — Осциллограф — Осциллограмма — Частота — Измерение Среднеквадратичное значение напряжения с помощью вольтметра серии схемы — Что последовательная схема? — Серия свойства схемы — Короткий цепь в последовательной цепи — Ток закон последовательно — схемы — Напряжение закон в последовательных цепях Параллельный схемы — Что параллельная цепь? — Некоторые свойства параллельных цепей — Короткий цепи в параллельных цепях — Узлы и ответвления в параллельных цепях — Законы тока в параллельных цепях — Напряжение законы в параллельных цепях Законы электричества — Ом закон — Действующие законы в цепи серии — Напряжение законы в последовательных цепях — Ток законы в параллельных цепях — Напряжение законы в параллельных цепях Генерация электричество — Напряжение для катушек Что такое генератор? — Переменные токи и напряжения — Производство электроэнергии на электростанциях Электроэнергия и энергия — Электроэнергетика мощность и номинальная мощность — Электрический мощность, получаемая электрическим устройством — Электрический потребляемая мощность электрическим устройством — Отношение между — Электроэнергия и энергия |
©2021 Физика и химия
5.
1 Электрический ток – введение в электричество, магнетизм и электрические цепиЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ
К концу этого раздела вы сможете:
- Описать электрический ток
- Задайте единицу измерения электрического тока
- Объясните направление течения тока
До сих пор мы рассматривали в основном статические заряды. Когда заряды действительно двигались, они ускорялись в ответ на электрическое поле, создаваемое разностью потенциалов. Заряды теряли потенциальную энергию и приобретали кинетическую энергию, когда они проходили через разность потенциалов, когда электрическое поле действительно работало над зарядом.
Хотя для протекания зарядов не требуется материал, большая часть этой главы посвящена пониманию движения зарядов через материал. Скорость, с которой заряды проходят через определенное место, то есть количество заряда в единицу времени, известна как электрический ток . Когда заряды протекают через среду, ток зависит от приложенного напряжения, материала, через который проходят заряды, и состояния материала.
Особый интерес представляет движение зарядов в проводнике. В предыдущих главах заряды ускорялись за счет силы, обеспечиваемой электрическим полем, теряя потенциальную энергию и приобретая кинетическую энергию. В этой главе мы обсудим ситуацию с силой, обеспечиваемой электрическим полем в проводнике, где заряды теряют кинетическую энергию, и материал достигает постоянной скорости, известной как « скорость дрейфа ». Это аналогично объекту, падающему через атмосферу и теряющему кинетическую энергию в воздухе, достигая постоянной конечной скорости.
Если вы когда-либо проходили курс по оказанию первой помощи или технике безопасности, вы, возможно, слышали, что в случае поражения электрическим током сила тока, а не напряжение, является важным фактором, влияющим на тяжесть поражения и степень поражения. повреждения человеческого организма. Ток измеряется в единицах, называемых амперами; Вы, возможно, заметили, что автоматические выключатели в вашем доме и предохранители в вашем автомобиле рассчитаны на ампер (или ампер).
Но что такое ампер и что он измеряет?
Определение тока и ампера
Электрический ток определяется как скорость, с которой течет заряд. Когда присутствует большой ток, например, используемый для работы холодильника, большое количество заряда проходит по проводу за небольшой промежуток времени. Если ток небольшой, например, используемый для работы портативного калькулятора, небольшое количество заряда перемещается по цепи в течение длительного периода времени.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК
Средний электрический ток – это скорость, с которой течет заряд,
(5.1.1)
где количество заряда, прошедшее через заданную площадь за время (рисунок 5.1.1). Единица СИ для силы тока – 90 167 ампер 90 168 (), названная в честь французского физика Андре-Мари 90 167 Ампер 90 168 (1775–1836). Поскольку , мы видим, что ампер определяется как один кулон заряда, проходящий через заданную площадь в секунду: заряд, который течет и находится, принимая предел среднего электрического тока как:
(5.
1.3)
Большинство электрических приборов рассчитаны на ампер (или амперы), необходимые для правильной работы, как и предохранители и автоматические выключатели.
(рис. 5.1.1)
Рисунок 5.1.1 Скорость потока заряда является текущей. Ампер — это поток заряда в один кулон через площадь за одну секунду. Ток в один ампер возникнет в результате прохождения электронов через эту область каждую секунду.ПРИМЕР 5.1.1
Расчет среднего тока
Аккумулятор в легковом или грузовом автомобиле предназначен для питания электрического стартера , который запускает двигатель. Операция запуска транспортного средства требует подачи большого тока от аккумуляторной батареи. Как только двигатель запускается, устройство, называемое генератором переменного тока, берет на себя подачу электроэнергии, необходимой для работы автомобиля и для зарядки аккумулятора.
(a) Какой средний ток возникает, когда аккумуляторная батарея грузового автомобиля приходит в движение при запуске двигателя? б) Сколько времени требуется заряду батареи?
Стратегия
Мы можем использовать определение среднего тока в уравнении, чтобы найти средний ток в части (а), поскольку заряд и время заданы.
Для части (б), когда мы знаем средний ток, мы можем определить его определение, чтобы найти время, необходимое для того, чтобы заряд вытекал из батареи.
Решение
а. Ввод заданных значений заряда и времени в определение тока дает
б. Решение зависимости для времени и ввод известных значений заряда и тока дает
Значение
а. Это большое значение тока иллюстрирует тот факт, что большой заряд перемещается за небольшой промежуток времени. Токи в этих «стартерах» достаточно велики, чтобы преодолеть инерцию двигателя. б. Большой ток требует короткого времени для подачи большого количества заряда. Этот большой ток необходим для подачи большого количества энергии, необходимой для запуска двигателя.
ПРИМЕР 5.1.2
Расчет мгновенных токов
Рассмотрим заряд, движущийся по поперечному сечению провода, где заряд моделируется как . Здесь это заряд после длительного периода времени, когда время приближается к бесконечности, в единицах кулонов, а это постоянная времени в единицах секунд (см.
рисунок 5.1.2). Какова сила тока в проводе?
(рис. 5.1.2)
Рисунок 5.1.2 График движения заряда через поперечное сечение провода с течением времени.Стратегия
Ток через поперечное сечение можно найти из . Обратите внимание на рисунок, что заряд увеличивается до , а производная уменьшается, приближаясь к нулю, по мере увеличения времени (рис. 5.1.3).
Решение
Производную можно найти с помощью .
(рис. 5.1.3)
Рисунок 5.1.3 График зависимости тока, протекающего по проводу, от времени.Значение
Ток через рассматриваемый провод уменьшается экспоненциально, как показано на Рисунке 5.1.3. В следующих главах будет показано, что ток, зависящий от времени, появляется, когда конденсатор заряжается или разряжается через резистор. Напомним, что конденсатор — это устройство, хранящее заряд. Вы узнаете о резисторе в модели проводимости в металлах.
ПРОВЕРЬТЕ ВАШЕ ПОНИМАНИЕ 5.
1В портативных калькуляторах часто используются небольшие солнечные батареи для обеспечения энергией, необходимой для выполнения вычислений, необходимых для сдачи следующего экзамена по физике. Ток, необходимый для запуска вашего калькулятора, может быть всего . Сколько времени потребуется для вытекания заряда из солнечных батарей? Можно ли использовать солнечные элементы вместо батарей для запуска традиционных двигателей внутреннего сгорания, используемых в настоящее время в большинстве легковых и грузовых автомобилей?
ПРОВЕРЬТЕ ВАШЕ ПОНИМАНИЕ 5.2
Автоматические выключатели в доме измеряются в амперах, обычно в диапазоне от до , и используются для защиты жильцов от вреда и их приборов от повреждения из-за больших токов. Один автоматический выключатель можно использовать для защиты нескольких розеток в гостиной, а один автоматический выключатель можно использовать для защиты холодильника на кухне. Какой вывод вы можете сделать из этого о токе, потребляемом различными приборами?
Ток в цепи
В предыдущих параграфах мы определили ток как заряд, протекающий через площадь поперечного сечения в единицу времени.
Чтобы заряд протекал через устройство, такое как фара, показанная на рис. 5.1.4, должен быть полный путь (или цепь) от положительной клеммы к отрицательной клемме. Рассмотрим простую схему автомобильного аккумулятора, выключателя, лампы фары и проводов, обеспечивающих путь тока между компонентами. Чтобы лампа зажглась, должен быть полный путь для протекания тока. Другими словами, заряд должен иметь возможность покинуть положительную клемму батареи, пройти через компонент и вернуться к отрицательной клемме батареи. Переключатель там для управления цепью. В части (а) рисунка показана простая схема автомобильного аккумулятора, выключателя, токопроводящей дорожки и лампы фары. Также показано схема схемы [часть (b)]. Схема — это графическое представление схемы, которое очень полезно для визуализации основных характеристик схемы. На схемах используются стандартные символы для представления компонентов в цепях и сплошные линии для обозначения проводов, соединяющих компоненты.
Батарея показана в виде серии длинных и коротких линий, представляющих исторический гальванический столб. Лампа изображена в виде круга с петлей внутри, представляющей собой нить накаливания лампы накаливания. Переключатель показан в виде двух точек с проводящей полосой для соединения двух точек, а провода, соединяющие компоненты, показаны сплошными линиями. Схема в части (c) показывает направление тока, когда переключатель замкнут.
(рис. 5.1.4)
Рисунок 5.1.4 (a) Простая электрическая схема фары (лампы), аккумулятора и выключателя. Когда переключатель замкнут, непрерывный путь для протекания тока обеспечивается проводящими проводами, соединяющими нагрузку с клеммами батареи. (б) На этой схеме батарея представлена параллельными линиями, которые напоминают пластины оригинальной конструкции батареи. Более длинные линии указывают на положительную клемму. Проводники показаны сплошными линиями. Переключатель показан в разомкнутом положении в виде двух клемм с линией, представляющей проводящую полосу, которая может контактировать между двумя клеммами.
Лампа представлена кругом, охватывающим нить накала, как в лампе накаливания. (c) Когда переключатель замкнут, цепь замкнута, и ток течет от положительной клеммы к отрицательной клемме батареи.Когда переключатель замкнут на Рисунке 5.1.4(c), существует полный путь прохождения заряда от положительной клеммы батареи через переключатель, затем через фару и обратно к отрицательной клемме батареи. . Обратите внимание, что направление тока течет от положительного к отрицательному. Направление условного тока всегда представлено в направлении, в котором будет течь положительный заряд, от положительного вывода к отрицательному полюсу.
Обычный ток течет от положительной клеммы к отрицательной, но в зависимости от реальной ситуации могут перемещаться положительные заряды, отрицательные заряды или и то, и другое. В металлических проводах, например, ток переносится электронами, то есть движутся отрицательные заряды. В ионных растворах, таких как соленая вода, движутся как положительные, так и отрицательные заряды.
Это верно и для нервных клеток. Генератор Ван де Граафа, используемый для ядерных исследований, может производить ток чисто положительных зарядов, таких как протоны. В ускорителе Тэватрон в Фермилабе перед его закрытием в 2011 году столкнулись пучки протонов и антипротонов, летящие в противоположных направлениях. Протоны положительны, и поэтому их ток направлен в том же направлении, в котором они движутся. Антипротоны заряжены отрицательно, и поэтому их ток направлен в направлении, противоположном направлению движения реальных частиц.
Ток, протекающий по проводу, более подробно показан на рис. 5.1.5. На рисунке показано движение заряженных частиц, составляющих ток. Тот факт, что обычный ток считается направленным в сторону положительного заряда, восходит к американскому ученому и государственному деятелю Бенджамину Франклину в 1700-х годах. Не зная о частицах, из которых состоит атом (а именно о протоне, электроне и нейтроне), Франклин полагал, что электрический ток течет от материала, в котором больше «электрической жидкости», к материалу, в котором меньше этого «электрического флюида».
электрическая жидкость». Он ввел термин положительный для материала, в котором было больше этой электрической жидкости, и отрицательный для материала, в котором не было электрической жидкости. Он предположил, что ток будет течь от материала с большим количеством электрического флюида — положительного материала — к отрицательному материалу, в котором меньше электрического флюида. Франклин назвал это направление тока положительным током. Это было довольно продвинутое мышление для человека, который ничего не знал об атоме.
(рис. 5.1.5)
Рисунок 5.1.5 Ток – это скорость, с которой заряд проходит через площадь, например через поперечное сечение провода. Обычный ток определяется как движущийся в направлении электрического поля. (а) Положительные заряды движутся в направлении электрического поля, которое совпадает с направлением обычного тока. б) Отрицательные заряды движутся в направлении, противоположном электрическому полю. Обычный ток направлен в сторону, противоположную движению отрицательного заряда.
Поток электронов иногда называют электронным потоком.Теперь мы знаем, что материал является положительным, если в нем больше протонов, чем электронов, и отрицательным, если в нем больше электронов, чем протонов. В проводящем металле протекание тока обусловлено в первую очередь электронами, текущими от отрицательного материала к положительному, но по историческим причинам мы рассматриваем протекание положительного тока, и показано, что ток течет от положительного вывода батареи к положительному. отрицательный терминал.
Важно понимать, что электрическое поле присутствует в проводниках и отвечает за создание тока (рис. 5.1.5). В предыдущих главах мы рассмотрели статический электрический случай, когда заряды в проводнике быстро перераспределяются по поверхности проводника, чтобы нейтрализовать внешнее электрическое поле и восстановить равновесие. В случае электрической цепи заряды не могут достичь равновесия за счет внешнего источника электрического потенциала, такого как батарея.