Схема на наступному кресленні перервана (оскільки повітря між ними

1. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ Використовуються також кратні та частини одиниці ампера: 1 ma = 1 1000 A = 10 3 A = 0,001 A 1 µa = 1 1000000 A = 10 6 A = 0,000001 A 1 ka = 1000 A = 10 3 А. Кварцові годинникові лампочки (100 Вт) холодильник тостер електричний радіатор пральна машина вагон стартер локомотив блискавка 0, 001 ma 0, 43 A 0, 5 A 1, 8 A 9 A 16 A 100 A 200 A 300 000 A Таблиця 1: Приклади Сили струму 1.3.3 Сила струму та переріз провідника Чим більше переріз провідника довжиною 1 см (наприклад, мідний дріт), тим більше вільних електронів він містить. Якщо електричний струм у двох мідних дротах з різними перерізами має однакове значення, електрони в них повинні рухатися з різною швидкістю: у тонкому дроті електрони повинні бути швидшими, ніж у товстому дроті: переріз обох провідників збільшується в секунду однакова кількість електронів проходить повільну швидкість швидшу швидкість Рисунок 3: різний переріз, однакова сила струму 1.3.4 Вимірювання сили струму Для вимірювання сили струму використовується амперметр, який також називають амперметром. 4с Ю. Райзер

наступному

1. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ 0,000 ма ма 150 50 500 1 A 5 A OFF AC DC ma A COM Рисунок 5: Цифровий прилад для вимірювання струму 1.3.5 Порівняння з водяним контуром Щоб краще зрозуміти поточний потік, можна побачити рух електронів у замкнутому Порівняйте електричний ланцюг із рухом молекул води у циклі води: Джерело живлення Насос M Вимикач запірного клапана Електродвигун Гідравлічна турбіна Рисунок 6: Електричний контур/цикл води У циклі води насос приводить молекули води в рух. Вони можуть рухатися, коли кран відкритий. Коли молекули води протікають через турбіну, вона починає рухатися. Потік можна виміряти в будь-якій точці кола (оскільки він скрізь має однакове значення). Це відповідає кількості молекул води, які перетинають поперечний переріз циклу в секунду. В електричному ланцюзі джерело живлення приводить електрони в рух. Вони до- 6 c Y. Reiser

1. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ буде протікати в ланцюзі, коли перемикач закритий. Коли електрони проходять через електродвигун, він починає обертатися. Інтенсивність струму можна виміряти в будь-якій точці кола (оскільки вона скрізь має однакове значення). Він відповідає заряду, який перетинає один перетин провідника за секунду. Водяний контур електричний ланцюг джерело енергії насос джерело живлення перемикач вмикання/вимикання запірного крана перемикач споживчої турбіни електродвигун швидкість потоку кількість молекул/с Заряд/сек. (Сила струму) Таблиця 2: Порівняння водяного контуру та електричного контуру Так само, як і в електричному контурі, вода може текти у водяному контурі лише тоді, коли контур замкнутий. Якщо у вас однаковий потік у вузькій водопровідній трубі, молекули повинні рухатися швидше, ніж у трубі з більшим перерізом. 7с Ю. Райзер

2. ЕЛЕКТРИЧНА НАПРУГА 0,000 В В 100 10 ВИМК 500 1 кВ 5 кВ ЗМ постійного струму V COM Рисунок 9: Цифровий прилад для вимірювання напруги Вибір діапазону вимірювання та типу струму слід проводити так само, як і для пристрою вимірювання струму (див. 1.3.4 с. 4 ). 10с Ю. Райзер

3. ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГІЯ 3 Електрична енергія Згідно з визначенням, електрична напруга - це енергія, що обмінюється між зарядом 1 С та джерелом живлення або споживачем (див. Стор. 8): Отже, застосовується таке: U = E el QE el = UQ (1) Електричний струм визначається (див. Стор. 3): = Q t Отже: Q = t (2) Поєднуючи рівняння (1) та (2), отримуємо: E el = U t S-одиницею електричної напруги є вольт (1 В = 1 Дж). S-одиницею електричного струму є ампер (1 А = 1 С). S-одиниця часу - це секунда (и). s З цього ми робимо висновок: [E el] = J C C s s = J Одиниця вимірювання електричної енергії така ж, як і в усіх інших видах енергії: Джоуль. Приклад розрахунку: Електрична напруга, яка подається на праску, дорівнює 230 В. Електричний струм, який проходить через електричний ланцюг праски, дорівнює 5 А. Якщо праска увімкнена на півгодини, споживана електрична енергія становить: Ел = U t = 230 В 5 A 1800s = 230 JC 5 C s 1800 s = 2 070000 J - 2,07 МДж. 11в Ю. Райзер

4. ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГЕТИКА 4 Електрична потужність 4.1 Визначення електричної потужності Електрична потужність джерела живлення/електричного споживача - це електрична енергія, яка обмінюється в секунду між електричними зарядами та джерелом живлення/споживачем. Символ електричної потужності: P el Формула: P el = E el t S-одиниця електричної потужності дорівнює ватам (Вт) 4. Оскільки S-одиниця електричної енергії становить джоуль (J), що відповідає другому (s ), ми отримуємо: 1 Вт = 1 Дж с Якщо електрони отримують енергію 1 Дж за 1 с від джерела живлення, потужність, що подається джерелом живлення, становить 1 Вт. Да (див. стор. 11): ми отримуємо: Е el = U t P el = U tt = U Якщо ви знаєте напругу U, яка подається на електричний компонент, а також силу струму в цьому компоненті, ви можете легко розрахувати потужність/споживання за цією формулою: P el = U 4 на честь шотландського інженера Джеймса Ватта (1736-1819) 12 c Y. Reiser

4. ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГЕТИКА Приклад: Електрична напруга, яка подається на лампу розжарювання, дорівнює U = 5 В. Струм у нитці розжарювання становить 1,3 А. Отже, електрична потужність, яку споживає лампа розжарювання, становить: P el = U = 5 В 1,3 A = 6,5 Вт. Примітка: Також використовуються кратні елементи S-одиниці потужності: 1 кВт = 10 3 Вт = 1000 Вт 1 МВт = 10 6 Вт = 1 000 000 Вт Кишеньковий калькулятор велосипедна лампа морозильна камера праска варильна поверхня електричний локомотив сонячний елемент; 1 см 2 батареї, що керує динамо-центром живлення 0,4 мВт 2,4 Вт 150 Вт 1 кВт 6 кВт 3 МВт 5 мВт 2 Вт 3 Вт 300 МВт Таблиця 3: Приклади електричної потужності 13 c Y. Рейзер

5. ЕЛЕКТРИЧНИЙ ОПІР Приклад: техн. Опір на кресленні 11 позначається такими кільцями: Символ техніки. Опір: червоний синій помаранчевий срібло Отже, застосовується наступне: R = 26 10 3 Ом ± 10% R = 26 кОм = 26 000 Ом На електричних схемах схеми технічний опір представлений таким символом: R Рисунок 12: техн. Опір у принциповій схемі 17 c Y. Рейзер

5. ЕЛЕКТРИЧНИЙ ОПІР 5.5 Закон Ома 5.5.1 Експеримент Ми застосовуємо різні напруги до шматка константанового дроту. Для кожної напруги U ми вимірюємо силу струму, який проходить через провід. Константановий провід AUV Рисунок 13: Закон Ома: Схема U (V) (A) U (VA) OПримітка (крім помилок вимірювання): Таблиця 5: Таблиця вимірювань, якщо напруга U подвоєна, напруга U також подвоюється втричі, сила струму також потроюється. Якщо напругу U помножити на n, то силу струму також помножити на n. Висновок: 18 c Y. Рейзер

5. ЕЛЕКТРИЧНИЙ ОПІР Сила струму, що протікає через константановий провід, пропорційна напрузі U, що подається на дріт. Розрахунок коефіцієнтів виміряних значень: Давайте обчислимо коефіцієнт U для кожного виміряного значення: Ви можете бачити, що цей фактор, крім помилок вимірювання, є константою. Це підтверджує пропорційність струму та напруги U. Графічне зображення: Якщо ми представляємо виміряні значення на графіку (U на осі y, на осі x): ми виявляємо, що всі точки (крім помилок вимірювання) знаходяться в одній Пряма нульова точка. Додамо приблизну пряму до прямої і обчислимо її нахил: Координати двох точок на прямій: A (,) B (,) Нахил = U B U A B A = 19 c Y. Рейзер

6. СЕРІЯ ТА ПАРАЛЕЛЬНЕ ПІДКЛЮЧЕННЯ СТІЙКІВ РЕЗИСТОРІВ U 1 U 2 R 1 R 1 R тот. U tot. U tot. Рисунок 15: Два послідовно з'єднані резистори замінюються одним законом Ома, який застосовується до першого резистора: U 1 = R 1 (1) Закон Ома застосовується таким же чином до другого резистора: U 2 = R 2 (2 ) Закон Ома застосовується до загального опору: U тот. = R тот. (3) Оскільки напруги на обох резисторах складаються, застосовується таке: U тот. = U 1 + U 2 () Якщо замінити (1), (2) та (3) на (*): R tot. = R 1 + R 2 після спрощення одним отримує: R tot. = R 1 + R 2 Загальне значення двох послідовно з'єднаних резисторів відповідає сумі значень окремих резисторів. 22в Ю. Райзер

6. СЕРІЯ ТА ПАРАЛЕЛНЕ ПІДКЛЮЧЕННЯ РЕЗИСТОРІВ 6.2 Паралельне підключення Розглянемо таку схему, в якій два резистори підключені паралельно до джерела живлення: UA 1 U 1 R 1 1 BU 2 2 R 2 2 Рисунок 16: Паралельне підключення двох резисторів 6.2.1 Сила струму У вузлі А інтенсивність струму поділяється на інтенсивність струму 1, яка перетинає частину ланцюга, що містить R 1, та інтенсивність струму 2, яка проходить через R 2. Застосовується наступне: 6.2.2 Напруга = 1 + 2 Усі заряди, що знаходяться на лівій стороні кола, мають однакову енергію. Те саме стосується звинувачень праворуч. Якщо заряд на 1 С рухається зліва направо, різниця енергій (і, отже, напруга) однакова, незалежно від того, через яку частину кола пройшов заряд: 6.2.3 Опір U = U 1 = U 2 Тепер ми хочемо два паралельних резистори R 1 і R 2 знову одним резистором R до. замінити без зміни сили струму в ланцюзі: 23 c Y. Рейзер

6. СЕРІЯ ТА ПАРАЛЕЛЬНЕ ПІДКЛЮЧЕННЯ РЕЗИСТОРІВ U A 1 U R 1 1 B U U R tot. 2 R 2 2 Рисунок 17: два паралельних резистори замінено єдиним Закон Ома написано: для першого опору: для другого опору: для загального опору: Оскільки струми складаються: U = R 1 1 1 = UR 1 (1) U = R 2 2 2 = UR 2 (2) U = R разом. = U R тот. (3) = 1 + 2 () Якщо замінити (1), (2) та (3) на (*), то отримаємо: U R tot. = U R 1 + U R 2 Після спрощення за допомогою U нарешті отримуємо: 1 R tot. = 1 R 1 + 1 R 2 Якщо паралельно підключені два резистори, обернене значення загального опору дорівнює сумі зворотних значень окремих опорів. 24с Ю. Райзер