Сила тока чему равна формула: Определение силы тока. Единицы измерения силы тока

Содержание

Формула силы тока в физике

Содержание:

Определение и формула силы тока

Определение

Электрическим током называют упорядоченное движение носителей зарядов. В металлах таковыми являются электроны, отрицательно
заряженные частицы с зарядом, равным элементарному заряду. Направлением тока считают направление движения положительно заряженных частиц.

Силой тока (током) через некоторую поверхность S называют скалярную физическую величину, которую обозначают I, равную:

$$I=\frac{d q}{d t}$
(1)$

где q – заряд, проходящий сквозь поверхность S, t – время прохождения заряда. Выражение (1) определяет величину силы тока в
момент времени t (мгновенное значение величины силы тока).

Некоторые виды силы тока

Ток носит название постоянного, если его сила и направление с течением времени не изменяются, тогда:

$$I=\frac{q}{t}(2)$$

Формула (2) показывает, что сила постоянного тока равна заряду, который проходит сквозь поверхность S в единицу времени. {2} d t}(3)$$

Если переменный ток можно представить как синусоидальный:

$$I=I_{m} \sin \omega t$$

то Im – амплитуда силы тока ($\omega$ – частота силы переменного тока).

Плотность тока

Распределение электрического тока по сечению проводника характеризуют при помощи вектора плотности тока
($\bar{j}$). При этом:

$$j_{n}=j \cos \alpha=\frac{d I}{d S}(5)$$

где $\alpha$ – угол между векторами
$\bar{j}$ и
$\bar{n}$ (
$\bar{n}$ – нормаль к элементу поверхности dS),
jn – проекция вектора плотности тока на направление нормали ($\bar{n}$).

Сила тока в проводнике определяется при помощи формулы:

$$I=\int_{S} j d S(6)$$

где интегрирование в выражении (6) проводится по всему поперечному сечению проводника S
($\alpha \equiv 0$)

Для постоянного тока имеем:

$I = jS (7)$

Если рассматривать два проводника с сечениями S1 и S2 и постоянными токами, то выполняется соотношение:

$$\frac{j_{1}}{j_{2}}=\frac{S_{2}}{S_{1}}(8)$$

Сила тока в соединениях проводников

При последовательном соединении проводников сила тока в каждом из них одинакова:

$$I=I_{1}=I_{2}=\cdots=I_{i}(9)$$

При параллельном соединении проводников сила тока (I) вычисляется как сумма токов в каждом проводнике (Ii):

$$I=\sum_{i=1}^{n} I_{i}(10)$$

Закон Ома

Сила тока входит в один из основных законов постоянного тока – закон Ома (для участка цепи):

$$I=\frac{\varphi_{1}-\varphi_{2}+\varepsilon}{R}(11)$$

где $\varphi_{1}$ —
$\varphi_{2}$ – разность потенциалов на концах, рассматриваемого участка,
$\varepsilon$ — ЭДС источника, который входит в участок цепи, R – сопротивление участка цепи. {6}=(30-6)=24$ (Кл)

Ответ. q=24 Кл

Слишком сложно?

Формула силы тока не по зубам? Тебе ответит эксперт через 10 минут!

Пример

Задание. Плоский конденсатор составлен из двух квадратных пластин со стороной A,
находящихся на расстоянии dдруг от друга. Этот конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения U.
Конденсатор погружают в сосуд с керосином (пластины конденсатора вертикальны) со скоростью v=const. Какова сила тока,
которая будет течь по подводящим проводам в описанном выше процессе. Считать, что диэлектрическая проницаемость керосина равна
$\varepsilon$.

Решение. Основой для решения задачи станет формул для вычисления силы тока вида:

$$I=\frac{d q}{d t}(2.1)$$

При погружении в керосин на глубину xописанной выше системы мы получаем два конденсатора, соединенных параллельно (над керосином и в керосине)
рис. 2. Для такой системы конденсаторов напряжение на каждом из них одинаково, поэтому уравнение для изменения заряда при движении
удобно искать в виде:

$dq = UdC (2. {2}-A v t\right) \rightarrow C_{2}=\frac{\varepsilon \varepsilon_{0}(A v t)}{d}(2.4)$$

где $\varepsilon_{0}$ – электрическая постоянная, переменной величиной при погружении
системы в керосин является площадь обкладок S:

$$S_{2}=A \cdot v \cdot t ; S_{1}=A \cdot(A-v t)$$

Из выражений (2.4), (2.5) и условий задачи имеем:

$$d C=d C_{1}+d C_{2}=\frac{\varepsilon \varepsilon_{0} A v d t}{d}-\frac{\varepsilon_{0}}{d} A v d t(2.6)$$

Тогда подставив dC в формулу для силы тока (2.1) получаем:

$$I=U\left(\frac{\varepsilon \varepsilon_{0} A v}{d}-\frac{\varepsilon_{0}}{d} A v\right)=\frac{\varepsilon_{0} U A v}{d}(\varepsilon-1)$$

Ответ. $I=\frac{\varepsilon_{0} U A v}{d}(\varepsilon-1)$

Читать дальше: Формула силы.

Формула силы тока в физике

Содержание:

Определение и формула силы тока

Определение

Электрическим током называют упорядоченное движение носителей зарядов. В металлах таковыми являются электроны, отрицательно
заряженные частицы с зарядом, равным элементарному заряду. Направлением тока считают направление движения положительно заряженных частиц.

Силой тока (током) через некоторую поверхность S называют скалярную физическую величину, которую обозначают I, равную:

$$I=\frac{d q}{d t}$
(1)$

где q – заряд, проходящий сквозь поверхность S, t – время прохождения заряда. Выражение (1) определяет величину силы тока в
момент времени t (мгновенное значение величины силы тока).

Некоторые виды силы тока

Ток носит название постоянного, если его сила и направление с течением времени не изменяются, тогда:

$$I=\frac{q}{t}(2)$$

Формула (2) показывает, что сила постоянного тока равна заряду, который проходит сквозь поверхность S в единицу времени.

Если ток является переменным, то выделяют мгновенную силу тока (1), амплитудную силу тока и эффективную силу тока.
Эффективной величиной силы переменного тока (Ieff) называют такую силу постоянного тока, которая выполнит работу равную
работе переменного тока в течение одного периода (T):

$$I_{e f f}=\sqrt{\frac{1}{T} \int_{0}^{T} I^{2} d t}(3)$$

Если переменный ток можно представить как синусоидальный:

$$I=I_{m} \sin \omega t$$

то Im – амплитуда силы тока ($\omega$ – частота силы переменного тока).

Плотность тока

Распределение электрического тока по сечению проводника характеризуют при помощи вектора плотности тока
($\bar{j}$). При этом:

$$j_{n}=j \cos \alpha=\frac{d I}{d S}(5)$$

где $\alpha$ – угол между векторами
$\bar{j}$ и
$\bar{n}$ (
$\bar{n}$ – нормаль к элементу поверхности dS),
jn – проекция вектора плотности тока на направление нормали ($\bar{n}$).

Сила тока в проводнике определяется при помощи формулы:

$$I=\int_{S} j d S(6)$$

где интегрирование в выражении (6) проводится по всему поперечному сечению проводника S
($\alpha \equiv 0$)

Для постоянного тока имеем:

$I = jS (7)$

Если рассматривать два проводника с сечениями S1 и S2 и постоянными токами, то выполняется соотношение:

$$\frac{j_{1}}{j_{2}}=\frac{S_{2}}{S_{1}}(8)$$

Сила тока в соединениях проводников

При последовательном соединении проводников сила тока в каждом из них одинакова:

$$I=I_{1}=I_{2}=\cdots=I_{i}(9)$$

При параллельном соединении проводников сила тока (I) вычисляется как сумма токов в каждом проводнике (Ii):

$$I=\sum_{i=1}^{n} I_{i}(10)$$

Закон Ома

Сила тока входит в один из основных законов постоянного тока – закон Ома (для участка цепи):

$$I=\frac{\varphi_{1}-\varphi_{2}+\varepsilon}{R}(11)$$

где $\varphi_{1}$ —
$\varphi_{2}$ – разность потенциалов на концах, рассматриваемого участка,
$\varepsilon$ — ЭДС источника, который входит в участок цепи, R – сопротивление участка цепи. {6}=(30-6)=24$ (Кл)

Ответ. q=24 Кл

Слишком сложно?

Формула силы тока не по зубам? Тебе ответит эксперт через 10 минут!

Пример

Задание. Плоский конденсатор составлен из двух квадратных пластин со стороной A,
находящихся на расстоянии dдруг от друга. Этот конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения U.
Конденсатор погружают в сосуд с керосином (пластины конденсатора вертикальны) со скоростью v=const. Какова сила тока,
которая будет течь по подводящим проводам в описанном выше процессе. Считать, что диэлектрическая проницаемость керосина равна
$\varepsilon$.

Решение. Основой для решения задачи станет формул для вычисления силы тока вида:

$$I=\frac{d q}{d t}(2.1)$$

При погружении в керосин на глубину xописанной выше системы мы получаем два конденсатора, соединенных параллельно (над керосином и в керосине)
рис. 2. Для такой системы конденсаторов напряжение на каждом из них одинаково, поэтому уравнение для изменения заряда при движении
удобно искать в виде:

$dq = UdC (2. {2}-A v t\right) \rightarrow C_{2}=\frac{\varepsilon \varepsilon_{0}(A v t)}{d}(2.4)$$

где $\varepsilon_{0}$ – электрическая постоянная, переменной величиной при погружении
системы в керосин является площадь обкладок S:

$$S_{2}=A \cdot v \cdot t ; S_{1}=A \cdot(A-v t)$$

Из выражений (2.4), (2.5) и условий задачи имеем:

$$d C=d C_{1}+d C_{2}=\frac{\varepsilon \varepsilon_{0} A v d t}{d}-\frac{\varepsilon_{0}}{d} A v d t(2.6)$$

Тогда подставив dC в формулу для силы тока (2.1) получаем:

$$I=U\left(\frac{\varepsilon \varepsilon_{0} A v}{d}-\frac{\varepsilon_{0}}{d} A v\right)=\frac{\varepsilon_{0} U A v}{d}(\varepsilon-1)$$

Ответ. $I=\frac{\varepsilon_{0} U A v}{d}(\varepsilon-1)$

Читать дальше: Формула силы.

Формула силы тока в физике

Содержание:

Определение и формула силы тока

Определение

Электрическим током называют упорядоченное движение носителей зарядов. В металлах таковыми являются электроны, отрицательно
заряженные частицы с зарядом, равным элементарному заряду. Направлением тока считают направление движения положительно заряженных частиц.

Силой тока (током) через некоторую поверхность S называют скалярную физическую величину, которую обозначают I, равную:

$$I=\frac{d q}{d t}$
(1)$

где q – заряд, проходящий сквозь поверхность S, t – время прохождения заряда. Выражение (1) определяет величину силы тока в
момент времени t (мгновенное значение величины силы тока).

Некоторые виды силы тока

Ток носит название постоянного, если его сила и направление с течением времени не изменяются, тогда:

$$I=\frac{q}{t}(2)$$

Формула (2) показывает, что сила постоянного тока равна заряду, который проходит сквозь поверхность S в единицу времени.

Если ток является переменным, то выделяют мгновенную силу тока (1), амплитудную силу тока и эффективную силу тока.
Эффективной величиной силы переменного тока (Ieff) называют такую силу постоянного тока, которая выполнит работу равную
работе переменного тока в течение одного периода (T):

$$I_{e f f}=\sqrt{\frac{1}{T} \int_{0}^{T} I^{2} d t}(3)$$

Если переменный ток можно представить как синусоидальный:

$$I=I_{m} \sin \omega t$$

то Im – амплитуда силы тока ($\omega$ – частота силы переменного тока).

Плотность тока

Распределение электрического тока по сечению проводника характеризуют при помощи вектора плотности тока
($\bar{j}$). При этом:

$$j_{n}=j \cos \alpha=\frac{d I}{d S}(5)$$

где $\alpha$ – угол между векторами
$\bar{j}$ и
$\bar{n}$ (
$\bar{n}$ – нормаль к элементу поверхности dS),
jn – проекция вектора плотности тока на направление нормали ($\bar{n}$).

Сила тока в проводнике определяется при помощи формулы:

$$I=\int_{S} j d S(6)$$

где интегрирование в выражении (6) проводится по всему поперечному сечению проводника S
($\alpha \equiv 0$)

Для постоянного тока имеем:

$I = jS (7)$

Если рассматривать два проводника с сечениями S1 и S2 и постоянными токами, то выполняется соотношение:

$$\frac{j_{1}}{j_{2}}=\frac{S_{2}}{S_{1}}(8)$$

Сила тока в соединениях проводников

При последовательном соединении проводников сила тока в каждом из них одинакова:

$$I=I_{1}=I_{2}=\cdots=I_{i}(9)$$

При параллельном соединении проводников сила тока (I) вычисляется как сумма токов в каждом проводнике (Ii):

$$I=\sum_{i=1}^{n} I_{i}(10)$$

Закон Ома

Сила тока входит в один из основных законов постоянного тока – закон Ома (для участка цепи):

$$I=\frac{\varphi_{1}-\varphi_{2}+\varepsilon}{R}(11)$$

где $\varphi_{1}$ —
$\varphi_{2}$ – разность потенциалов на концах, рассматриваемого участка,
$\varepsilon$ — ЭДС источника, который входит в участок цепи, R – сопротивление участка цепи. {6}=(30-6)=24$ (Кл)

Ответ. q=24 Кл

Слишком сложно?

Формула силы тока не по зубам? Тебе ответит эксперт через 10 минут!

Пример

Задание. Плоский конденсатор составлен из двух квадратных пластин со стороной A,
находящихся на расстоянии dдруг от друга. Этот конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения U.
Конденсатор погружают в сосуд с керосином (пластины конденсатора вертикальны) со скоростью v=const. Какова сила тока,
которая будет течь по подводящим проводам в описанном выше процессе. Считать, что диэлектрическая проницаемость керосина равна
$\varepsilon$.

Решение. Основой для решения задачи станет формул для вычисления силы тока вида:

$$I=\frac{d q}{d t}(2.1)$$

При погружении в керосин на глубину xописанной выше системы мы получаем два конденсатора, соединенных параллельно (над керосином и в керосине)
рис. 2. Для такой системы конденсаторов напряжение на каждом из них одинаково, поэтому уравнение для изменения заряда при движении
удобно искать в виде:

$dq = UdC (2. {2}-A v t\right) \rightarrow C_{2}=\frac{\varepsilon \varepsilon_{0}(A v t)}{d}(2.4)$$

где $\varepsilon_{0}$ – электрическая постоянная, переменной величиной при погружении
системы в керосин является площадь обкладок S:

$$S_{2}=A \cdot v \cdot t ; S_{1}=A \cdot(A-v t)$$

Из выражений (2.4), (2.5) и условий задачи имеем:

$$d C=d C_{1}+d C_{2}=\frac{\varepsilon \varepsilon_{0} A v d t}{d}-\frac{\varepsilon_{0}}{d} A v d t(2.6)$$

Тогда подставив dC в формулу для силы тока (2.1) получаем:

$$I=U\left(\frac{\varepsilon \varepsilon_{0} A v}{d}-\frac{\varepsilon_{0}}{d} A v\right)=\frac{\varepsilon_{0} U A v}{d}(\varepsilon-1)$$

Ответ. $I=\frac{\varepsilon_{0} U A v}{d}(\varepsilon-1)$

Читать дальше: Формула силы.

Сила и плотность тока. Линии тока

Сила тока I для тока, протекающего через некоторую площадь сечения проводника S эквивалентна производной заряда q по времени t и количественно характеризует электрический ток.

Определение 1

Таким образом выходит, что сила тока — это поток заряженных частиц через некоторую поверхность S.

Определение 2

Электрический ток является процессом движения как отрицательных, так и положительных зарядов.

Перенос заряда одного знака в определенную сторону равен переносу заряда, обладающего противоположным знаком, в обратном направлении. В ситуации, когда ток образуется зарядами и положительного, и отрицательного знаков (dq+ и dq−), справедливым будет заключение о том, что сила тока равна следующему выражению:

I=dq+dt+dq-dt.

В качестве положительного определяют направление движения положительных зарядов. Ток может быть постоянным, когда ни сила тока, ни его направление не претерпевают изменений с течением времени, или, наоборот, переменным. При условии постоянства, формула силы тока может выражаться в следующем виде:

I=q∆t,

где сила тока определена в качестве заряда, который пересекает некоторую поверхность S в единицу времени. В системе СИ роль основной единицы измерения силы тока играет Ампер (А).

1A=1 Кл1 с.

Плотность тока. Связь плотности тока с зарядом и силой тока, напряженностью

Выделим в проводнике, в котором протекает ток, малый объем dV случайной формы. С помощью следующего обозначения υ определим среднюю скорость движения носителей зарядов в проводнике. Пускай n0 представляет собой концентрацию носителей заряда. На поверхности проводника выберем пренебрежительно малую площадку dS, которая расположена ортогонально скорости υ (рис. 1).

Рисунок 1

Проиллюстрируем на поверхности площадки dS очень короткий прямой цилиндр, имеющий высоту υdt. Весь массив частиц, которые располагались внутри такого цилиндра за время dt пересекут плоскость dS и перенесут через нее, в направлении скорости υ, заряд, выражающийся в виде следующего выражения:

dq=n0qeυdSdt,

где qe=1,6·10-19 Кл является зарядом электрона, другими словами отдельной частицы или же носителя тока. Разделим приведенную формулу на dSdt и получим:

j=dqdSdt,

где j представляет собой модуль плотности электрического тока.

j=n0qeυ,

где j является модулем плотности электрического тока в проводнике, в котором заряд переносится электронами. В случае, если ток появляется как результат движения нескольких типов зарядов, то формула плотности тока может быть определена в виде следующего выражения:

j=∑niqiυii,

где i представляет собой носитель заряда. Плотность тока — это векторная величина. Снова обратим внимание на рисунок 1. Пускай n→ представляет собой единичный перпендикуляр к плоскости dS. В случае, если частицы, переносящие заряд, являются положительными, то переносимый ими заряд в направлении нормали больше нуля. В общем случае переносимый в единицу времени элементарный заряд может быть записана в следующем виде:

dqdt=j→n→dS=jndS.

Формула приведенная выше справедлива также в том случае, когда плоскость площадки dS неортогональная по отношению к вектору плотности тока. По той причине, что составляющая вектора j→, направленная под прямым углом к нормали, через сечение dS электричества не переносит. Исходя из всего вышесказанного, плотность тока в проводнике окончательно запишем, применяя формулу j=n0qeυ в таком виде:

j→=-n0qeυ→.

Таким образом, плотность тока эквивалентна количеству электричества, другими словами заряду, который протекает за одну секунду через единицу сечения проводника. В отношении однородного цилиндрического проводника справедливым будет записать, что:

j=IS∆t,

где S играет роль площади сечения проводника. Плотность постоянного тока равна по всей площади сечения проводника. Для двух разных сечений проводника (S1,S2) с постоянным током справедливо следующее равенство:

j1j2=S2S1.

Основываясь на законе Ома для плотности токов можно записать такое выражение:

j→=λE→,

где λ обозначает коэффициент удельной электропроводности. Определив плотность тока, мы имеем возможность выразить силу тока в следующем виде:

I=∫SjndS,

где интегрирование происходит по всей поверхности S любого сечения проводника. Единица плотности тока Aм2.

Нужна помощь преподавателя?

Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

Описать задание

Линии тока

Определение 3

Линии, вдоль которых движутся заряженные частицы, носят название линий тока.

Направления движения положительных зарядов также определяются в качестве направлений линий тока. Изобразив линии тока, можно получить наглядное представление о движении электронов и ионов, которые формируют собой ток. Если внутри проводника выделить трубку с током, у которой боковая поверхность состоит из линий тока, то движущиеся заряженные частицы не будут пересекать боковую поверхность данной трубки. Такую трубка представляет собой так называемую трубку тока. К примеру, поверхность металлической проволоки в изоляторе будет определяться как труба тока.

Пример 1

Сила тока в проводнике равномерно возрастает от 0 до 5 А на протяжении 20 с. Определите заряд, который прошел через поперечное сечение проводника за данный отрезок времени.

Решение

В качестве основы решения данной задачи возьмем формулу, которая характеризует собой силу тока, то есть:

I=dqdt.

Таким образом, заряд будет найден как:

q=∫t1t2Idt.

В условии задачи сказано, что сила тока изменяется равномерно, а это означает то, что мы можем записать закон изменения силы тока в следующем виде:

I=kt.

Найдем коэффициент пропорциональности в приведенном выражении, для чего необходимо запишем закон изменения силы тока еще раз для момента времени, при котором сила тока эквивалентна I2=3А (t2):

I2=kt2→k=I2t2.

Подставим выражение выше в I=kt и проинтегрируем в соответствии с q=∫t1t2Idt, получим формулу такого вида: q=∫t1t2ktdt=∫t1t2I2t2tdt=I2t2∫t1t2tdt=t22t1t2=I22t2t22-t12.

В качестве начального момента времени возьмем момент, когда сила тока эквивалентна нулю, другими словами t1=0, I1=0 A; t2=20, I2=5 А. Проведем следующие вычисления:

q=I22t2t22=I2t22=5·202=50 (Кл).

Ответ: q=50 Кл.

Пример 2

Определите среднюю скорость движения электронов в проводнике, молярная масса вещества которого эквивалентна μ, поперечное сечение проводника S. Сила тока в проводнике I. Примем, что на каждый атом вещества в проводнике приходится два свободных электрона.

Решение

Силу тока (I) в проводнике можно считать постоянной, что позволяет нам записать следующее выражение:

I=q∆t=Nqe∆t,

где заряд q определим как произведение числа электронов проводимости в проводнике, на заряд одного электрона qe, представляющего собой известную величину. ∆t играет роль промежутка времени, за который через поперечное сечение проводника проходит заряд q. Найти N можно, если применять известное в молекулярной физике соотношение:

N’NА=mμ=ρVμ,

где N′ играет роль количества атомов в проводнике, объем которого V, плотность ρ, а молярная масса μ. NA представляет собой число Авогадро. По условию задачи N=2N′. Найдем из N’NА=mμ=ρVμ число свободных электронов: N=2ρVμNA.

Подставим выражение, приведенное выше, в I=q∆t=Nqe∆t, в результате чего получим:

I=2ρVμNAqe∆t=2ρqeNASlμ∆t,

где объем проводника найден как V=Sl, где l — длина проводника. Выразим ее.

l=μ∆tI2ρqeNAS.

Среднюю скорость движения электронов или, другими словами, скорость тока в проводнике можно определить следующим образом: υ=l∆t=μI2ρqeNAS.

Ответ: υ=μI2ρqeNAS.

1. По какой формуле можно вычислить силу тока в цепи?1) P = A/t2) I = q/t3) m = Q/λ4) U =

1) P = A/t
2) I = q/t
3) m = Q/λ
4) U = A/q

2. К источнику тока подключены последовательно соединенные лампа и реостат. Где следует включить в этой цепи амперметр, чтобы измерить силу тока в реостате?

1) Между лампой и реостатом
2) Между источником тока и реостатом
3) Между реостатом и ключом
4) В любом месте цепи

3. В каких единицах измеряется электрическое напряжение?

1) В джоулях (Дж)
2) В амперах (А)
3) В омах (Ом)
4) В вольтах (В)

4. На каком из участков электрической цепи ток совершит наи­меньшую работу, если на первом из них напряжение равно 20 В, на втором — 10 В и на третьем — 60 В?

1) На первом
2) На втором
3) На третьем

5. Выясните по приведенным здесь графикам зависимости сил тока в двух цепях, чему равны силы тока в них при напряже­нии на их концах 30 В.

1) №1 — 4 А; №2 — 1 А
2) №1 — 1 А; №2 — 4 А
3) В обеих цепях 4 А
4) В обеих цепях 1 А

6. Как изменится сопротивление проводника, если сила тока в нем возрастет в 2 раза?

1) Увеличится в 4 раза
2) Уменьшится в 2 раза
3) Не изменится
4) Увеличится в 2 раза

7. Какова сила тока в проводнике, сопротивление которого 10 Ом, при напряжении 220 В?

1) 2,2 А
2) 22 А
3) 2,2 кА
4) 22 кА

8. При напряжении 70 В сила тока в проводнике 1,4 А. Определите его сопротивление.

1) 5 Ом
2) 50 Ом
3) 98 Ом
4) 9,8 Ом

9. Как сопротивление проводника зависит от его поперечного се­чения?

1) При увеличении сечения сопротивление уменьшается
2) С увеличением его площади сопротивление увеличивается
3) Изменение площади сечения не влияет на сопротивление

10. Серебро имеет малое удельное сопротивление. Оно — хороший или плохой проводник электричества?

1) Ответить нельзя — нет нужных данных
2) Плохой
3) Хороший

11. Спираль изготовлена из нихромового провода длиной 50 м и поперечным сечением 0,2 мм2. Каково его сопротивление?

1) 11 Ом
2) 27,5 Ом
3) 110 Ом
4) 275 Ом

12. Куда следует передвинуть ползунок, чтобы сопротивление увеличить?

1) Влево
2) Вправо
3) Поставить на середину

13. Цепь, схема которой показана на рисунке, состоит из источ­ника тока, амперметра и двух одинаковых параллельно соеди­ненных электроламп. Амперметр показывает силу тока, рав­ную 0,6 А. Какова сила тока в лампах?

1) В обеих лампах 0,6 А
2) В №1 — 0,6 А; №2 — 0,3 А
3) №1 — 0,3 А; №2 — 0,6 А
4) В обеих лампах 0,3 А

14. К источнику тока подключены две одинаковые последователь­но соединенные лампы сопротивлением 6 Ом каждая. Сила тока в лампе №1 равна 1,5 А. Определите напряжение на по­люсах источника тока и силу тока в соединительных прово­дах.

1) 9 В; 1,5 А
2) 18 В; 1,5 А
3) 18 В; 3 А
4) 9 В; 3 А

15. Какими тремя приборами надо располагать, чтобы измерить величины, необходимые для расчета работы электрического тока?

1) Амперметром, аккумулятором, вольтметром
2) Амперметром, вольтметром, реостатом
3) Амперметром, вольтметром, часами

16. По какой формуле рассчитывают мощность электрического тока?

1) q = It
2) А = Uq
3) Р = UI
4) U = IR

17. Сопротивление участка цепи 75 Ом, напряжение на его кон­цах 150 В. Чему равна мощность электрического тока на этом участке? Какую работу он совершит здесь за 0,5 мин?

1) 300 Вт; 9 кДж
2) 300 Вт; 0,6 кДж
3) 300 Вт; 90 кДж
4) 300 Вт; 900 кДж

8. Как зависит теплота, выделяющаяся в проводнике, от силы тока?

1) Чем больше сила тока, тем больше выделяется теплоты
2) Чем больше сила тока, тем меньше выделяется теплоты
3) Количество теплоты прямо пропорционально силе тока
4) Количество теплоты прямо пропорционально квадрату силы тока

19. Как изменится выделение теплоты в цепи, если силу тока в ней уменьшить в 3 раза, а сопротивление увеличить в 3 раза?

1) Уменьшится в 9 раз
2) Уменьшится в 3 раза
3) Увеличится в 3 раза
4) Не изменится

20. Проводник сопротивлением 250 Ом при силе тока, равной 200 мА, нагревался 3 мин. Сколько энергии электрического тока перешло при этом в его внутреннюю энергию? (Потери энергии не учитывать.)
1) 180 Дж
2) 1800 Дж
3) 18 кДж
4) 30 кДж

Сила тока | Физика

Времена, когда ток обнаруживался с помощью личных ощущений ученых, пропускавших его через себя, давно миновали. Теперь для этого применяют специальные приборы, называемые амперметрами.

Амперметр — это прибор, служащий для измерения силы тока. Что понимают под силой тока?

Обратимся к рисунку 21, б. На нем выделено поперечное сечение проводника, через которое проходят заряженные частицы при наличии в проводнике электрического тока. В металлическом проводнике этими частицами являются свободные электроны. В процессе своего движения вдоль проводника электроны переносят некоторый заряд. Чем больше электронов и чем быстрее они движутся, тем больший заряд будет ими перенесен за одно и то же время.

Силой тока называется физическая величина, показывающая, какой заряд проходит через поперечное сечение проводника за 1 с.

Пусть, например, за время t = 2 с через поперечное сечение проводника носители тока переносят заряд q = 4 Кл. Заряд, переносимый ими за 1 с, будет в 2 раза меньше. Разделив 4 Кл на 2 с, получим 2 Кл/с. Это и есть сила тока. Обозначается она буквой I:

I — сила тока.

Итак, чтобы найти силу тока I, надо электрический заряд q, прошедший через поперечное сечение проводника за время t, разделить на это время:

I = q/t      (10.1)

Единица силы тока называется ампером (А) в честь французского ученого А. М. Ампера (1775—1836). В основу определения этой единицы положено магнитное действие тока, и мы на нем останавливаться не будем.

Если сила тока I известна, то можно найти заряд q, проходящий через сечение проводника за время t. Для этого надо силу тока умножить на время:

q = It.      (10.2)

Полученное выражение позволяет определить единицу электрического заряда — кулон (Кл):

1 Кл = 1 А · 1 с = 1 А·с.

1 Кл — это заряд, который проходит за 1 с через поперечное сечение проводника при силе тока 1 А.

Помимо ампера на практике часто применяются и другие (кратные и дольные) единицы силы тока, например миллиампер (мА) и микроампер (мкА):

1 мА = 0,001 А, 1 мкА = 0,000001 А.

Как уже говорилось, измеряют силу тока с помощью амперметров (а также милли- и микроамперметров). Демонстрационный гальванометр, о котором упоминалось выше, представляет собой обычный микроамперметр.

Существуют разные конструкции амперметров. Амперметр, предназначенный для демонстрационных опытов в школе, изображен на рисунке 28. На этом же рисунке приведено его условное обозначение (кружок с латинской буквой «А» внутри).

При включении в цепь амперметр, как и всякий другой измерительный прибор, не должен оказывать заметного влияния на измеряемую величину. Поэтому амперметр устроен так, что при его включении сила тока в цепи почти не изменяется.

В зависимости от назначения в технике используют амперметры с разной ценой деления. По шкале амперметра видно, на какую наибольшую силу тока он рассчитан. Включать его в цепь с большей силой тока нельзя, так как прибор может испортиться.

Для включения амперметра в цепь ее размыкают и свободные концы проводов присоединяют к клеммам (зажимам) прибора. При этом необходимо соблюдать следующие правила:

1) амперметр включают последовательно с тем элементом цепи, в котором измеряют силу тока;

2) клемму амперметра со знаком «+» следует соединять с тем проводом, который идет от положительного полюса источника тока, а клемму со знаком «–» — с тем проводом, который идет от отрицательного полюса источника тока.

При включении амперметра в цепь не имеет значения, с какой стороны (слева или справа) от исследуемого элемента его подключать. В этом можно убедиться на опыте (рис. 29). Как видим, при измерении силы тока, проходящего через лампу, оба амперметра (и тот, что слева, и тот, что справа) показывают одно и то же значение.

??? 1. Что такое сила тока? Какой буквой она обозначается? 2. По какой формуле находится сила тока? 3. Как называется единица силы тока? Как она обозначается? 4. Как называется прибор для измерения силы тока? Как он обозначается на схемах? 5. Какими правилами следует руководствоваться при включении амперметра в цепь? 6. По какой формуле находится электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, если известны сила тока и время его прохождения?

Амплитуда силы тока в контуре формула

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ КОЛЕБАНИЯ.
СВОБОДНЫЕ И ВЫНУЖДЕННЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОЛЕБАНИЯ.

Электромагнитные колебания – взаимосвязанные колебания электрического и магнитного полей.

Электромагнитные колебания появляются в различных электрических цепях. При этом колеблются величина заряда, напряжение, сила тока, напряженность электрического поля, индукция магнитного поля и другие электродинамические величины.

Свободные электромагнитные колебания возникают в электромагнитной системе после выведения ее из состояния равновесия, например, сообщением конденсатору заряда или изменением тока в участке цепи.

Это затухающие колебания, так как сообщенная системе энергия расходуется на нагревание и другие процессы.

Вынужденные электромагнитные колебания – незатухающие колебания в цепи, вызванные внешней периодически изменяющейся синусоидальной ЭДС.

Электромагнитные колебания описываются теми же законами, что и механические, хотя физическая природа этих колебаний совершенно различна.

Электрические колебания – частный случай электромагнитных, когда рассматривают колебания только электрических величин. В этом случае говорят о переменных токе, напряжении, мощности и т.д.

Колебательный контур – электрическая цепь, состоящая из последовательно соединенных конденсатора емкостью C, катушки индуктивностью L и резистора сопротивлением R.

Состояние устойчивого равновесия колебательного контура характеризуется минимальной энергией электрического поля (конденсатор не заряжен) и магнитного поля (ток через катушку отсутствует).

Величины, выражающие свойства самой системы (параметры системы): L и m, 1/C и k

величины, характеризующие состояние системы:

величины, выражающие скорость изменения состояния системы: u = x'(t) и i = q'(t) .

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Можно показать, что уравнение свободных колебаний для зарядаq = q(t) конденсатора в контуре имеет вид

где – вторая производная заряда по времени. Величина

является циклической частотой. Такими же уравнениями описываются колебания тока, напряжения и других электрических и магнитных величин.

Одним из решений уравнения (1) является гармоническая функция

Период колебаний в контуре дается формулой (Томсона):

Величина φ = ώt + φ, стоящая под знаком синуса или косинуса, является фазой колебания.

Фаза определяет состояние колеблющейся системы в любой момент времени t.

Ток в цепи равен производной заряда по времени, его можно выразить

Чтобы нагляднее выразить сдвиг фаз, перейдем от косинуса к синусу

ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК

1. Гармоническая ЭДС возникает, например, в рамке, которая вращается с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле с индукцией В. Магнитный поток Ф , пронизывающий рамку с площадью S ,

где- угол между нормалью к рамке и вектором магнитной индукции .

По закону электромагнитной индукции Фарадея ЭДС индукции равна

где – скорость изменения потока магнитной индукции.

Гармонически изменяющийся магнитный поток вызывает синусоидальную ЭДС индукции

где – амплитудное значение ЭДС индукции.

2. Если к контуру подключить источник внешней гармонической ЭДС

то в нем возникнут вынужденные колебания, происходящие с циклической частотой ώ, совпадающей с частотой источника.

При этом вынужденные колебания совершают заряд q, разность потенциалов u , сила тока i и другие физические величины. Это незатухающие колебания, так как к контуру подводится энергия от источника, которая компенсирует потери. Гармонически изменяющиеся в цепи ток, напряжение и другие величины называют переменными. Они, очевидно, изменяются по величине и направлению. Токи и напряжения, изменяющиеся только по величине, называют пульсирующими.

В промышленных цепях переменного тока России принята частота 50 Гц.

Для подсчета количества теплоты Q, выделяющейся при прохождении переменного тока по проводнику с активным сопротивлением R, нельзя использовать максимальное значение мощности, так как оно достигается только в отдельные моменты времени. Необходимо использовать среднюю за период мощность – отношение суммарной энергии W, поступающей в цепь за период, к величине периода:

Поэтому количество теплоты, выделится за время Т:

Действующее значение I силы переменного тока равно силе такого постоянного тока, который за время, равное периоду T, выделяет такое же количество теплоты, что и переменный ток:

Отсюда действующее значение тока

Аналогично действующее значение напряжения

Трансформатор – устройство, увеличивающее или уменьшающее напряжение в несколько раз практически без потерь энергии.

Трансформатор состоит из стального сердечника, собранного из отдельных пластин, на котором крепятся две катушки с проволочными обмотками. Первичная обмотка подключается к источнику переменного напряжения, а к вторичной присоединяют устройства, потребляющие электроэнергию.

называют коэффициентом трансформации. Для понижающего трансформатора К > 1, для повышающего

Пример. Заряд на пластинах конденсатора колебательного контура изменяется с течением времени в соответствии с уравнением . Найдите период и частоту колебаний в контуре,циклическую частоту, амплитуду колебаний заряда и амплитуду колебаний силы тока. Запишите уравнение , выражающее зависимость силы тока от времени.

Из уравнения следует, что . Период определим по формуле циклической частоты

Зависимость силы тока от времени имеет вид:

Амплитуда силы тока.

Ответ: заряд совершает колебания с периодом 0,02 с и частотой 50 Гц, которой соответствует циклическая частота 100 рад/с, амплитуда колебаний силы тока равна 510 3 А, ток изменяется по закону:

i=-5000 sin100t

Основным устройством, определяющим рабочую частоту любого генератора переменного тока, является колебательный контур. Колебательный контур (рис.1) состоит из катушки индуктивности L (рассмотрим идеальный случай, когда катушка не обладает омическим сопротивлением) и конденсатора C и называется замкнутым. Характеристикой катушки является индуктивность, она обозначается L и измеряется в Генри (Гн), конденсатор характеризуют емкостью C, которую измеряют в фарадах (Ф).

Пусть в начальный момент времени конденсатор заряжен так (рис.1), что на одной из его обкладок имеется заряд +Q, а на другой – заряд –Q. При этом между пластинами конденсатора образуется электрическое поле, обладающее энергией

, (1)

где – амплитудное (максимальное) напряжение или разность потенциалов на обкладках конденсатора.

После замыкания контура конденсатор начинает разряжаться и по цепи пойдет электрический ток (рис.2), величина которого увеличивается от нуля до максимального значения . Так как в цепи протекает переменный по величине ток, то в катушке индуцируется ЭДС самоиндукции, которая препятствует разрядке конденсатора. Поэтому процесс разрядки конденсатора происходит не мгновенно, а постепенно. В каждый момент времени разность потенциалов на обкладках конденсатора

(2)

(где – заряд конденсатора в данный момент времени) равна разности потенциалов на катушке, т.е. равна ЭДС самоиндукции

. (3)

Рис.1 Рис.2

Когда конденсатор полностью разрядится и , сила тока в катушке достигнет максимального значения (рис.3). Индукция магнитного поля катушки в этот момент также максимальна, а энергия магнитного поля будет равна

. (4)

Затем сила тока начинает уменьшаться, а заряд будет накапливаться на пластинах конденсатора (рис.4). Когда сила тока уменьшится до нуля, заряд конденсатора достигнет максимального значения Q, но обкладка, прежде заряженная положительно, теперь будет заряжена отрицательно (рис. 5). Затем конденсатор вновь начинает разряжаться, причем ток в цепи потечет в противоположном направлении.

Так процесс перетекания заряда с одной обкладки конденсатора на другую через катушку индуктивности повторяется снова и снова. Говорят, что в контуре происходят электромагнитные колебания. Этот процесс связан не только с колебаниями величины заряда и напряжения на конденсаторе, силы тока в катушке, но и перекачкой энергии из электрического поля в магнитное и обратно.

Рис.3 Рис.4

Перезарядка конденсатора до максимального напряжения произойдет только в том случае, когда в колебательном контуре нет потерь энергии. Такой контур называется идеальным.

В реальных контурах имеют место следующие потери энергии:

1) тепловые потери, т.к. R ¹ 0;

2) потери в диэлектрике конденсатора;

3) гистерезисные потери в сердечнике катушке;

4) потери на излучение и др. Если пренебречь этими потерями энергии, то можно написать, что , т.е.

. (5)

Колебания, происходящие в идеальном колебательном контуре, в котором выполняется это условие, называются свободными, или собственными, колебаниями контура.

В этом случае напряжение U (и заряд Q) на конденсаторе изменяется по гармоническому закону:

, (6)

где n – собственная частота колебательного контура, w = 2pn – собственная (круговая) частота колебательного контура. Частота электромагнитных колебаний в контуре определяется как

или . (7)

Период T – время, в течение которого совершается одно полное колебание напряжения на конденсаторе и тока в контуре, определяется формулой Томсона

. (8)

Сила тока в контуре также изменяется по гармоническому закону, но отстает от напряжения по фазе на . Поэтому зависимость силы тока в цепи от времени будет иметь вид

. (9)

На рис.6 представлены графики изменения напряжения U на конденсаторе и тока I в катушке для идеального колебательного контура.

В реальном контуре энергия с каждым колебанием будет убывать. Амплитуды напряжения на конденсаторе и тока в контуре будут убывать, такие колебания называются затухающими. В задающих генераторах их применять нельзя, т.к. прибор будет работать в лучшем случае в импульсном режиме.

Рис.5 Рис.6

Для получения незатухающих колебаний необходимо компенсировать потери энергии при самых разнообразных рабочих частотах приборов, в том числе и применяемых в медицине.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 10034 – | 7811 – или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

07.06.2019

5 июня Что порешать по физике

30 мая Решения вчерашних ЕГЭ по математике

Колебания напряжения на конденсаторе в цепи переменного тока описываются уравнением где все величины выражены в СИ. Емкость конденсатора равна Найдите амплитуду силы тока. (Ответ дать в амперах.)

Общий вид зависимости напряжения на конденсаторе в колебательном контуре: где — амплитудное значение напряжения. Сравнивая с находим, что Значение максимального заряда на обкладках конденсатора равно Амплитуда колебаний силы тока связана с частотой колебаний и максимальным значением заряда конденсатора соотношением Отсюда находим

Позвольте предложить, на мой взгляд, более простой способ решения. Известно, что в цепи переменного тока, в которой есть конденсатор, выполняется зависимость Im=Um/Xc, где под током и напряжением имеются ввиду их амплитудные значения, а Хс – емкостное сопротивление конденсатора, равное Хс=1/w*C. Подставляя 2-ую формулу в первую, окончательно имеем: Im=Um*w*C. Подставляя значения величин из условия, получаем значение амплитуды силы тока, которое совпадает с вашим.

P. S. Мой способ решения кажется мне более разумным по той причине, что обе формулы даны в учебнике по физике, в отличие от последней формулы в предложенном вами способе решения.

Спасибо. Хороший вариант.

Но использованная в конце формула, конечно же, дается в школьном курсе. Ведь насколько я знаю, в этот момент в школьной физике уже начинают использовать производные. Формула следует из закона изменения заряда со временем при гармонических колебаниях и из того, что ток — это производная от заряда

электрический ток

Направленное движение носителей электрического заряда, то есть электронов, движущихся в определенном направлении, называется электрическим током. Сами электроны представляют собой чрезвычайно маленькие элементарные частицы, которые имеют одинаковый отрицательный заряд.

Электрический ток течет только в замкнутой цепи тока. Замкнутая цепь состоит, по крайней мере, из источника электроэнергии и электрического устройства или компонента, которые соединены электрическими проводниками (такими как электрические провода).Этими проводниками могут быть металлы, а также жидкости или газы. Примечание: важно проверить, где может протекать электрический ток! Иногда предмет или тело попадают случайно, если он касается (касается) электрических проводников.

Чем выше напряжение на источнике питания, тем больше сила тока (необходимое условие: все компоненты остаются прежними, а температура остается неизменной). Вдобавок: чем сильнее сопротивление электрического проводника, тем меньше сила тока, если напряжение остается прежним.
Если вы знаете напряжение и электрическое сопротивление электрической цепи, вы можете рассчитать силу тока по следующей формуле:

Сила тока — это физическая величина, обозначающая количество электронов, которые проходят через определенную площадь поперечного сечения электрического проводника за одну секунду. (Вы можете представить это как вентиль, который считает электроны, проходящие через определенное место в проводнике). Сила тока сокращенно обозначается формулой I .Обозначение формулы I происходит от слова интенсивности . Цель состоит в том, чтобы описать силу электрического тока. Интенсивность помогает понять, что сила тока высока, если особенно большое количество электронов проходит через площадь поперечного сечения в течение определенного периода времени.

Сила тока указывается в амперах. Своим названием он обязан французскому физику Андре-Мари Амперу, который с 1775 по 1836 год жил во Франции. Сила тока в один ампер будет достигнута, если 6,24 квинтиллиона (6.240.000.000.000.000.000) электронов проходят через поперечное сечение проводника за одну секунду.

Сила электрического тока — это мера количества заряда ( Q ), который пересек площадь сечения за определенный период времени ( t ). Он описывается следующей формулой:

(Напоминаем: Q — это символ заряда, а t — время.)

Эти модели проводника помогут вам понять, что означает высокая или низкая сила тока.Чем выше сила тока, тем больше электронов проходит через
проводник в течение определенного периода времени:

Высокая сила тока; много электронов за период времени:

Низкая сила тока; несколько электронов за период времени:

Примечание: в реальном проводнике электроны не так прямолинейны; они скорее двигаются зигзагообразно.

Вот несколько примеров сильных сторон вашей повседневной жизни:

С

С

С

лампочка около 0,4 Ампер
фонарь по 0,6 А
тостер около 5,2 Ампер
печь для выпечки по 12 ампер
электровоз apbout 150 ампер
молния по 1.000.000 ампер

Веб-сайт класса физики

Электрические схемы: обзор набора проблем

Этот набор из 34 задач нацелен на вашу способность определять такие параметры цепи, как ток, сопротивление, разность электрических потенциалов, мощность и электрическая энергия, на основе словесных описаний и диаграмм физических ситуаций, относящихся к электрическим цепям. Проблемы варьируются по сложности от очень простых и простых до очень сложных и сложных. Более сложные задачи имеют цветовую кодировку , синие задачи .

Текущий

Когда заряд течет по проводам электрической цепи , говорят, что в проводах существует ток. Электрический ток — это измеримое понятие, которое определяется как скорость , с которой заряд проходит через точку в цепи.Его можно определить, измерив количество заряда, протекающего по площади поперечного сечения провода в цепи. Как величина скорости, ток (I) выражается следующим уравнением

I = Q / т

где Q — количество заряда, протекающего через точку за период времени t. Стандартной метрической единицей измерения величины тока является ампер, часто сокращенно Ампер или А. Ток в 1 ампер эквивалентен 1 кулону заряда, протекающему через точку за 1 секунду.Поскольку количество заряда, проходящего через точку в цепи, связано с количеством мобильных носителей заряда (электронов), которые проходят через эту точку, ток также может быть связан с количеством электронов и временем. Чтобы установить эту связь между током и числом электронов, нужно знать количество заряда на одном электроне.

Q электрон = 1,6 x 10 -19 C

Сопротивление

Когда заряд течет по цепи, он встречает сопротивление или препятствие для своего потока.Как и ток, сопротивление — это измеримый термин. Величина сопротивления, обеспечиваемого сечением провода, зависит от трех переменных: материала, из которого сделан провод, длины провода и площади поперечного сечения провода. Одним из физических свойств материала является его удельное сопротивление — мера способности материала сопротивляться прохождению заряда через него. Значения удельного сопротивления для различных проводящих материалов обычно указаны в учебниках и справочниках. Зная значение удельного сопротивления (ρ) материала, из которого состоит провод, а также его длину (L) и площадь поперечного сечения (A), его сопротивление (R) можно определить с помощью приведенного ниже уравнения.

R = ρ • L / A

Стандартная метрическая единица измерения сопротивления — Ом (сокращенно греческой буквой Ом ).

Основная трудность с использованием приведенного выше уравнения связана с единицами выражения различных величин. Удельное сопротивление (ρ) обычно выражается в Ом • м. Таким образом, длина должна быть выражена в метрах, а площадь поперечного сечения — в метрах 2 . Многие провода круглые и имеют круглое сечение.Таким образом, площадь поперечного сечения в приведенном выше уравнении можно рассчитать, зная радиус или диаметр провода, используя формулу для площади круга.

A = π • R 2 = π • D 2 /4

Соотношение напряжение-ток-сопротивление

Величина тока, протекающего в цепи, зависит от двух переменных. Ток обратно пропорционален общему сопротивлению (R) цепи и прямо пропорционален разности электрических потенциалов, приложенной к цепи. Разность электрических потенциалов (ΔV), приложенная к цепи, — это просто напряжение, подаваемое источником энергии (батареи, розетки и т. Д.). Для домов в США это значение близко к 110–120 вольт. Математическая взаимосвязь между током (I), напряжением и сопротивлением выражается следующим уравнением (которое иногда называют уравнением закона Ома ).

Мощность

Электрические цепи — это энергия.Энергия включается в цепь батареей или поставщиком электроэнергии. Элементы схемы (освещение, обогреватели, двигатели, холодильники и даже провода) преобразуют эту электрическую потенциальную энергию в другие формы энергии, такие как световая энергия, звуковая энергия, тепловая энергия и механическая энергия. Мощность означает скорость, с которой энергия передается или преобразуется устройством или цепью. Это скорость, с которой энергия теряется или приобретается в любом заданном месте в цепи. Таким образом, общее уравнение мощности —

.

P = ΔE / т

Потеря (или усиление) энергии — это просто произведение разности электрических потенциалов между двумя точками и количества заряда, который перемещается между этими двумя точками за период времени t. Таким образом, потеря (или усиление) энергии равна просто ΔV • Q. Когда это выражение подставляется в вышеприведенное уравнение, уравнение мощности становится

P = ΔV • Q / т

Поскольку отношение Q / t, найденное в приведенном выше уравнении, равно току (I), приведенное выше уравнение также можно записать как

P = ΔV • I

Комбинируя уравнение закона Ома с приведенным выше уравнением, можно получить два других уравнения мощности.Их

P = I 2 • R P = ΔV 2 / R

Стандартная метрическая единица измерения мощности — Вт . В единицах измерения ватт эквивалентен усилителю • Вольт, усилителю 2 • Ом и вольт 2 / Ом.

Затраты на электричество

Коммерческая энергетическая компания взимает с домохозяйств ежемесячную плату за поставленную энергию.В счете за услуги обычно указывается количество энергии, потребленной в течение месяца, в единицах киловатт • часов . Эта единица — единица мощности, умноженная на единицу времени, — это единица энергии. Домохозяйство обычно оплачивает счет, исходя из количества кВт • ч электроэнергии, потребленной в течение месяца. Таким образом, задача определения стоимости использования конкретного прибора в течение заданного периода времени довольно проста. Сначала необходимо определить мощность и преобразовать ее в киловатты.Затем эту мощность необходимо умножить на время использования в часах, чтобы получить потребляемую энергию в единицах кВт • час. Наконец, это количество энергии должно быть умножено на стоимость электроэнергии из расчета $ / кВт • час, чтобы определить стоимость в долларах.

Эквивалентное сопротивление

Довольно часто цепь состоит из более чем одного резистора. Хотя каждый резистор имеет собственное индивидуальное значение сопротивления, общее сопротивление цепи отличается от сопротивления отдельных резисторов, составляющих цепь.Величина, известная как эквивалентное сопротивление , указывает полное сопротивление цепи. Концептуально эквивалентное сопротивление — это сопротивление, которое один резистор мог бы иметь, чтобы оказывать такое же общее влияние на сопротивление, как и комбинация резисторов, которые присутствуют. Таким образом, если в схеме есть три резистора с эквивалентным сопротивлением 25 Ом, то один резистор 25 Ом может заменить три отдельных резистора и оказать влияние на схему, эквивалентное .Значение эквивалентного сопротивления (R eq ) учитывает отдельные значения сопротивления резисторов и способ их подключения.

Есть два основных способа включения резисторов в электрическую цепь. Они могут быть подключены последовательно или параллельно . Резисторы, которые соединены последовательно, подключаются последовательно, так что весь заряд, который проходит через первый резистор, также проходит через другие резисторы.При последовательном соединении весь заряд, протекающий по цепи, проходит через все отдельные резисторы. Таким образом, эквивалентное сопротивление последовательно соединенных резисторов является суммой индивидуальных значений сопротивлений этих резисторов.

R eq = R 1 + R 2 + R 3 +… (последовательные соединения)

Параллельно подключенные резисторы подключаются параллельно, так что заряд, приближающийся к резисторам, разделяется на два или более разных пути.Параллельно подключенные резисторы характеризуются наличием участков разветвления, в которых заряд разветвляется по разным путям. Заряд, который проходит через один резистор, не проходит через другие резисторы. Эквивалентное сопротивление параллельно соединенных резисторов меньше значений сопротивлений всех отдельных резисторов в цепи. Хотя это может быть не совсем интуитивно понятным, уравнение эквивалентного сопротивления параллельно соединенных резисторов дается уравнением с несколькими взаимными членами.

1 / R eq = 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 +… (параллельное соединение)

Анализ последовательной цепи

Некоторые проблемы второй половины этого набора относятся к последовательным цепям. Нередко проблема сопровождается чертежом или схематической диаграммой, показывающей расположение батарей и резисторов. Чертеж и соответствующая принципиальная схема ниже представляют последовательную цепь с питанием от трех ячеек и с тремя последовательно включенными резисторами (лампочками).

Если представить себе заряд, покидающий положительный полюс батареи и следующий по своему пути, когда он пересекает полный контур, становится очевидным, что заряд проходит через все резисторы последовательно. Таким образом, он соответствует критериям последовательной цепи. Знание того, что схема является последовательной, позволяет связать общее или эквивалентное сопротивление цепи с отдельными значениями сопротивления с помощью уравнения эквивалентного сопротивления, описанного выше.

R eq = R 1 + R 2 + R 3 +… (последовательные соединения)

Ток последовательной цепи в резисторах такой же, как и в батарее. Поскольку нет ответвлений в местах, где заряд разделяется на пути, можно сказать, что ток в батарее равен току в резисторе 1, равен току в резисторе 2 и равен току в резисторе 3 .. … В форме уравнения можно записать, что

I аккумулятор = I 1 = I 2 = I 3 =… (последовательные цепи)

Когда заряд проходит через резисторы последовательной цепи, происходит падение электрического потенциала, когда он проходит через каждый резистор.Это падение электрического потенциала на каждом резисторе определяется током через резистор и сопротивлением резистора. Это согласуется с уравнением закона Ома, описанным выше (ΔV = I • R). Поскольку ток (I) в каждом отдельном резисторе одинаковый, логично сделать вывод, что резисторы с наибольшим сопротивлением (R) будут иметь наибольшую разность электрических потенциалов (ΔV), приложенную к ним.

Разность электрических потенциалов на отдельных резисторах цепи часто обозначается как , падение напряжения .Эти падения напряжения последовательно соединенных резисторов математически связаны с электрическим потенциалом или номинальным напряжением ячеек или батареи, которые питают цепь. Если заряд приобретает 12 В электрического потенциала при прохождении через батарею электрической цепи, то он теряет 12 В при прохождении через внешнюю цепь. Это падение электрического потенциала на 12 В является результатом серии отдельных падений электрического потенциала, проходящего через отдельные резисторы последовательной цепи.Эти отдельные падения напряжения (разность электрических потенциалов) в сумме дают общее падение напряжения в цепи. В форме уравнения можно сказать, что

ΔV аккумулятор = ΔV 1 + ΔV 2 + ΔV 3 +… (последовательные цепи)

где ΔV аккумулятор — электрический потенциал, накопленный в аккумуляторе, а ΔV 1 , ΔV 2 и ΔV 3 — падения напряжения (или разности электрических потенциалов) на отдельных резисторах.

Более подробное и исчерпывающее обсуждение последовательных схем и их анализа можно найти в Учебном пособии по физике.

Анализ параллельных цепей

Самые последние проблемы в этом наборе относятся к параллельным цепям. Опять же, нет ничего необычного в том, что проблема сопровождается чертежом или схемой, показывающей расположение батарей и резисторов.Рисунок и соответствующая принципиальная схема ниже представляют собой параллельную цепь с питанием от трех ячеек и имеющую три параллельно включенных резистора (лампочки).

Если представить заряд, покидающий положительный полюс батареи и следующий по его пути, когда он проходит через полный контур, становится очевидным, что заряд достигает места разветвления до того, как достигнет резистора. В месте разветвления, которое иногда называют узлом, заряд проходит по одному из трех возможных путей через резисторы.Вместо того, чтобы проходить через каждый резистор, один заряд будет проходить через один резистор во время полного цикла вокруг цепи. Таким образом, он соответствует критериям параллельной цепи. Знание того, что цепь является параллельной, позволяет связать общее или эквивалентное сопротивление цепи с отдельными значениями сопротивления с помощью уравнения эквивалентного сопротивления, описанного выше.

1 / R eq = 1 / R 1 + 1 / R 2 + 1 / R 3 +… (параллельное соединение)

В месте разветвления заряд разделяется на отдельные пути.Таким образом, ток в отдельных путях будет меньше, чем ток вне путей. Общий ток в цепи и ток в батарее равны сумме тока в отдельных проводящих путях. В форме уравнения можно записать, что

I аккумулятор = I 1 + I 2 + I 3 +… (параллельные цепи)

Текущие значения этих отдельных ветвей контролируются двумя величинами — сопротивлением резистора в ветви и разностью электрических потенциалов (ΔV), приложенной к ветви.В соответствии с уравнением закона Ома, рассмотренным выше, можно сказать, что ток в ветви 1 равен разности электрических потенциалов на ветви 1, деленной на сопротивление ветви 1. Аналогичные утверждения можно сделать и для других ветвей. В форме уравнения можно сказать, что

I 1 = ΔV 1 / R 1 I 2 = ΔV 2 / R 2 I 3 = ΔV 3 / R 3

Эклектические разности потенциалов (ΔV 1 , ΔV 2 и ΔV 3 ) на отдельных резисторах часто называют падениями напряжения.Подобно последовательным цепям, любой заряд, покидающий батарею, должен испытывать такое же падение напряжения, как и усиление, которое он получает при прохождении через батарею. Но в отличие от последовательных цепей, в параллельной цепи заряд проходит только через один резистор. Таким образом, падение напряжения на этом резисторе должно равняться разности электрических потенциалов на батарее. В форме уравнения можно сказать, что

ΔV аккумулятор = ΔV 1 = ΔV 2 = ΔV 3 +… (параллельные цепи)

где ΔV аккумулятор — электрический потенциал, накопленный в аккумуляторе, а ΔV 1 , ΔV 2 и ΔV 3 — падения напряжения (или разности электрических потенциалов) на отдельных резисторах.

Более подробное и исчерпывающее обсуждение параллельных схем и их анализа можно найти в Учебном пособии по физике.

Привычки эффективного решателя проблем

Эффективный решатель проблем по привычке подходит к физической проблеме таким образом, чтобы отражать набор дисциплинированных привычек. Хотя не все эффективные специалисты по решению проблем используют один и тот же подход, все они имеют общие привычки.Эти привычки кратко описаны здесь. Эффективное решение проблем …

  • … внимательно читает задачу и создает мысленную картину физической ситуации. При необходимости они набрасывают простую схему физической ситуации, чтобы помочь визуализировать ее.
  • … идентифицирует известные и неизвестные величины и записывает их в организованном порядке, часто записывая их на самой диаграмме. Они приравнивают заданные значения к символам, используемым для представления соответствующей величины (например,г., ΔV = 9,0 В; R = 0,025 Ом; Я = ???).
  • … строит стратегию решения неизвестной величины; стратегия, как правило, сосредоточена вокруг использования физических уравнений и в значительной степени зависит от понимания принципов физики.
  • … определяет подходящую (ые) формулу (ы) для использования, часто записывая их. При необходимости они выполняют необходимое преобразование количеств в правильные единицы.
  • … выполняет подстановки и алгебраические манипуляции, чтобы найти неизвестную величину.

Подробнее …

Дополнительная литература / Учебные пособия:

Следующие страницы Учебного пособия по физике могут оказаться полезными, чтобы помочь вам в понимании концепций и математики, связанных с этими проблемами.

Набор проблем электрических цепей

Просмотреть набор задач

Электрические схемы Решения с аудиогидом

Просмотрите аудиогид решения проблемы:
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 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 | 32 | 33 | 34

Как преобразовать амперы в электроны в секунду

Обновлено 13 декабря 2020 г.

Крис Дезил

Физики приписывают электричество движению электронов, тех крошечных электрически отрицательных частиц, которые окружают каждый атом.Единицей измерения электрического тока является ампер, названный в честь французского физика XIX века Андре-Мари Ампера. По определению, ампер равен одному кулону в секунду. Следовательно, чтобы рассчитать количество электронов в одном амперах, вам необходимо знать заряд отдельного электрона в кулонах. Оказывается, 1,602 × 10 -19 кулонов. Это вся информация, необходимая для преобразования ампер в электроны в секунду.

TL; DR (слишком долго; не читал)

В одном амперах тока, 6.242 × 10 18 электронов течет каждую секунду. Умножьте силу тока на это число, чтобы найти количество электронов, протекающих в цепи в секунду.

Что такое кулон?

Кулон — единица статического заряда в системе измерения МКС (метр, килограмм, секунда). Он был назван в честь другого французского физика, Шарля Огюстена де Кулона, который проделал большую часть своих работ в 18 веке. Определение кулона основано на статкулоне, единице заряда в системе CGS (сантиметры, граммы, секунды).Первоначально это определялось как заряд, необходимый двум одинаково заряженным частицам, разделенным на 1 сантиметр, чтобы оттолкнуть друг друга с силой в 1 дин. Вы можете получить кулоны из статкулонов, но современные ученые обычно определяют кулоны в амперах, а не наоборот. Определение 1 кулон — это количество заряда, переносимого за одну секунду током в 1 ампер. Ученые все же знают заряд отдельного электрона благодаря известному эксперименту, проведенному в начале 20 века.

Эксперимент с каплей масла Милликена

Американский физик Роберт Милликен провел эксперимент с каплей масла в 1909 году, за что получил Нобелевскую премию. Он поместил заряженную каплю масла между двумя электрически заряженными пластинами и регулировал напряжение до тех пор, пока капля не зависла в воздухе. Поскольку он мог вычислить силу тяжести на капле и силу электрического поля, он мог определить заряд капли. Он провел эксперимент с множеством зарядов на капле и обнаружил, что заряд всегда изменяется на кратное определенное число, которое, как он заключил, было зарядом отдельного электрона.Получилось 1,602 × 10 -19 кулонов.

Число электронов в секунду в амперах

Один электрон имеет заряд 1,602 × 10 -19 кулонов, поэтому вы можете найти количество электронов в 1 кулонах заряда, взяв обратное значение. Произведя арифметические вычисления, вы найдете:

1 кулон = 6,242 × 10 18 электронов

1 ампер равен 1 кулону в секунду, что означает:

1 ампер = 6.{19}

9,363 × 10 19 электронов течет в секунду. При токе 7 мА (0,007 ампера) в секунду течет 4,369 × 10 16 электронов.

Как рассчитать магнитные поля по токам — Видео и стенограмма урока

Правило для правой руки

Представьте, что на тыльной стороне правой руки рисуете несколько стрелок, которые простираются от запястья до кончика указательного пальца. Теперь возьмите правую руку и сделайте знак «большой палец вверх», притворившись, что сжимаете провод, по которому течет ток, большим пальцем, указывающим в направлении тока.Стрелки, нарисованные вами на тыльной стороне ладони, указывают направление магнитного поля вокруг провода.

Давайте рассмотрим несколько примеров, чтобы определить, в какую сторону указывает магнитное поле в зависимости от направления тока.

Примеры

Подсказка 1: Определите направления магнитного поля в пронумерованных местах.

Вот решение: направив большой палец правой руки вправо и обвив пальцами провод, можно сказать, что в точках 1 и 3 нет магнитного поля, потому что в этих местах нет электрического тока.В точке 2 ваши пальцы правой руки выходят за пределы экрана, а в точке 4 ваши пальцы указывают на экран.

Магнитное поле синим цветом

Подсказка 2: Определите направления магнитного поля в пронумерованных точках.

В растворе большой палец правой руки указывает вверх, а пальцы сгибаются вокруг проволоки. В точке 1 ваши пальцы выходят за пределы экрана, а в точке 2 пальцы указывают на экран.

Магнитное поле синим цветом

Подсказка 3: Определите магнитное поле для тока, направленного за пределы экрана.

Вот решение: ваш большой палец правой руки указывает на себя за пределы экрана, как будто вы жестикулируете и произносите слова «этот парень» или «эта девушка». Пальцы правой руки указывают влево. в верхней части проволоки, снизу на левой стороне проволоки, вправо в нижней части проволоки и вверх на правой стороне проволоки.

Магнитное поле синим цветом

Сила магнитного поля

Теперь, когда вы знаете, как определить направление магнитного поля, вам необходимо определить величину магнитуды или напряженность поля на основе тока через провод и расстояния от него. Величина магнитного поля показана в этом уравнении:

Уравнение 1

Здесь B — магнитное поле в теслах (Тл), μo — постоянная, называемая проницаемостью свободного пространства, равная 4π x 10-7 тесла-метр-секунда на кулон (Тм ⋅s / C), а r — расстояние от токоведущего провода в метрах (м).

Поскольку в уравнении напряженности магнитного поля в знаменателе указано расстояние от провода, напряженность поля уменьшается с увеличением расстояния от провода.

Давайте рассмотрим другую проблему: определим силу магнитного поля в 1 мм (0,001 м) справа от провода, несущего 500 миллиампер (0,5 A) вертикально сверху вниз.

Чтобы найти решение, давайте подставим значения в наше уравнение.

Первая строка показывает, как юниты отменяются. Ампер — один кулон в секунду.

Наш окончательный ответ:

Поскольку магнитные поля являются векторами, вам необходимо указать направление в своем ответе. Большой палец правой руки указывает вниз, а пальцы указывают за пределы экрана с правой стороны провода.

Ответ: 1 x 10-4 T, вне экрана.

Приложение

Для определения силы тока в проводе можно использовать специальный мультиметр, зажимая провод двумя губками. Зажим измеряет магнитное поле, создаваемое токоведущим проводом, а компьютер внутри мультиметра рассчитывает ток. Это быстрый способ определить, какие провода имеют силу тока, а какие нет.

Краткое содержание урока

Токоведущие провода создают вокруг провода петли вектора магнитного поля, сила которых уменьшается с увеличением расстояния от провода.

Обычный ток — это поток носителей положительного заряда от высокого электрического потенциала к низкому электрическому потенциалу. Направление магнитных полей вокруг этого тока можно определить по правилу правой руки, когда вы сгибаете правую руку вокруг провода, а большой палец указывает в направлении тока. Ток, выходящий за пределы экрана, обозначен символом •. Текущее наведение на экран обозначается значком ⊗.

Величина , величина или сила магнитного поля определяется как:

Уравнения Максвелла: плотность электрического тока

Плотность электрического тока

Плотность электрического тока обозначена символом вектора ( Дж ).2], поскольку ток течет в одном направлении, и
площадь измеряется перпендикулярно / перпендикулярно / перпендикулярно этому. Это показано на рисунке 1:

Рисунок 1. Электрический ток I (вверху) — это общий расход заряда в секунду. Плотность тока J (внизу)
ток в указанном поперечном сечении.

Полный электрический ток ( I ) может быть связан с плотностью тока ( Дж )
суммируя (или интегрируя) плотность тока по области, где течет заряд:

[Уравнение 1]

В качестве простого примера предположим, что плотность тока однородна (равная плотность)
по сечению провода радиусом r = 10 см.Предположим, что
общий ток составляет I = 3 А. Какова плотность тока?

[Уравнение 2]

Обратите внимание, что плотность тока часто непостоянна, поэтому взвешенное суммирование (уравнение [1])
необходим.

Наконец, предположим, что среда (материал) имеет электрическую проводимость, заданную
на (который измеряется в
Сименс / метр, которое является противоположным (обратным) сопротивлением на длину).
Тогда плотность электрического тока можно связать с
Электрическое поле по уравнению [3]:

[Уравнение 3]

Вы можете не узнать уравнение [3], но на самом деле оно известно — это закон Ома.Вы, вероятно, знаете из электрических цепей, что V = IR, который связывает напряжение, ток и сопротивление.
В уравнении [3] E-поле аналогично напряжению, плотность тока аналогична току,
а проводимость — это величина, обратная сопротивлению. Вот где закон Ома для цепей
происходит от.

Уравнение [3] утверждает, что в материале с ненулевой проводимостью E-поле
будет производить электрический ток.


Уравнения Максвелла

Эта страница о плотности электрического тока (J) защищена авторским правом.Авторские права принадлежат
Maxwells-Equations.com, 2012.

График зависимости прочности от времени


Потенциал сложного действия


Кривая «сила-продолжительность»

Цель этой части лаборатории — изучить
взаимозависимость между силой стимула и его продолжительностью в активации нерва,
и построить кривую «сила-продолжительность».

Мы видели, как форма, амплитуда и
продолжительность изменения ВП по мере увеличения силы стимула, потому что постепенно
более сильная стимуляция активирует все больше и больше отдельных нервных волокон, индивидуальные
потенциалы действия суммируются, образуя ВП.Таким образом, когда стимул сильнее,
большее количество волокон достигает порога.

Однако порог активации волокна зависит от
не только от силы стимула, но и от
продолжительность раздражителя.
Деполяризация возбудимой мембраны
требует прохождения электрического заряда через мембрану.Из-за
преобладающая электрическая емкость мембраны, соответствующий параметр
для эффективной деполяризации мембраны — общее количество заряда
переносится через мембрану.
Для кратковременного стимула, вызывающего
стабильный трансмембранный ток, переносимый заряд ( Q ) равен
пропорционально произведению тока I и времени T :

Q
= I
x
Т

Следовательно, если сумма заряда, необходимая для
активировать волокно Q t , а длительность стимула D , текущий I t
для активации потребуется:

I т =
Q т / D

Это говорит о том, что график порога
сила стимула по сравнению с продолжительностью стимула должна снизиться почти до
ноль при увеличении длительности стимула.Другими словами, стимул
сила, необходимая для достижения порога, должна уменьшаться в течение более
длительная стимуляция. Обратите внимание, что мы можем использовать напряжение (В) и ток (I)
взаимозаменяемо как мера силы стимула.

Кривая «сила-продолжительность» для типичного
нервная мембрана похожа, но отличается тем, что кривая четко выражена
сглаживается с большой продолжительностью стимула, достигая асимптоты, называемой
РЕБАЗА.Когда сила стимула ниже реобазы,
стимуляция неэффективна даже при очень большой продолжительности стимула.

Несоответствие наблюдаемой формы
кривая «сила-продолжительность», предсказываемая уравнением выше, обусловлена ​​тем, что
что предсказанные отношения верны для
идеальный
конденсатор
, без
сопротивление утечке.При длительной стимуляции (большие значения t) уравнение
не может предсказать перенос заряда через нервную мембрану, потому что под ними
условиях фактический перенос заряда меньше прогнозируемого из-за утечки из-за
заметное электрическое сопротивление мембраны . Из-за взаимодействия
между резистивными и емкостными эффектами в мембране, перенос заряда (и мембрана
потенциал) фактически экспоненциально возрастает до плато во время длительной стимуляции, вместо этого
возрастает линейно со временем.Таким образом, если раздражитель слишком мал, мембрана
потенциал никогда не достигает порога.

При исследовании силы-продолжительности
взаимосвязь в нервном стволе, содержащем тысячи нервных волокон, одно
необходимо внимательно рассмотреть, какое из этих волокон является порогом в
вопрос относится к. Пороговое напряжение стимула для CAP как
целое фактически является порогом для самых быстрых и самых возбудимых волокон
в нерве.Поскольку точно определить этот порог сложно,
процедура, описанная ниже, использует в качестве опорного сигнала с CAP чей пик
амплитуда составляет примерно одну пятую от максимальной. Таким образом, этот порог явно
порог для другой менее возбудимой группы волокон.
Для начала устанавливается длительность стимула
1.0 мс
с помощью ручки на стимуляторе.

ШАГ A: The
напряжение стимула медленно увеличивается до появления ВП. В
в этом примере мы отрегулировали напряжение
пока амплитуда CAP не заполнит два интервала горизонтальной сетки на экране. Эта амплитуда CAP будет
использоваться в качестве справочного материала для остальной части эксперимента. (Другой
справочная линия также может быть выбрана, если она сохраняется на протяжении всего
упражнение)

Считываем напряжение стимула со стимулятора, и
соответствующую длительность стимула (в этом первом случае 1 мс) и введите эту пару значений
в таблицу.Таким образом, длительность этого стимула и напряжение довели до порога небольшой
группа возбудимых волокон в нерве, хотя они не самые возбудимые.

ШАГ B: Теперь потихоньку убавляем
длительность стимула до исчезновения ВП. (Останавливаемся, когда на дисплее отображается плоский
линия, где раньше была CAP).

Затем повторяем ШАГ A; то есть,
увеличивайте стимулирующее напряжение, пока CAP не достигнет эталонной амплитуды, указанной выше.(В этом случае заполнение двух интервалов сетки). Читаем новое напряжение стимула
и длительность стимула от стимулятора и введите пару значений в таблицу.
Эта процедура повторяется, пока у нас не будет 10
разные пары значений. По нашим данным построена кривая «сила-продолжительность»:
Прочность
(В)
Продолжительность
(мс)
0.64 1,0
0,8 0,42
1,0 0,25
1,2 0.18
1,42 0,134
1,62 0,105
2,0 0,082
2.4 0,063
2,82 0,05
3,45 0,038

Помимо Реобазы, сила-продолжительность
Curve также предоставляет еще одну информацию — Chronaxie.Chronaxie — это
измерение длительности, соответствующее удвоенному значению Rheobase.

Из приведенного выше графика, Rheobase составляет примерно 0,64 вольт, а
Хронакси составляет около 0,16 мс.

Вопрос: Что такое
значение Реобазы?

A: Обычно около отметки 1 мс на
кривая сила-продолжительность, кривая сглаживается в реобазе, точке, где
прогрессивное увеличение длительности импульса больше не связано с прогрессирующим
снижение напряжения.Другими словами, для более длительных стимулов минимальная
напряжение, необходимое для доведения нерва до порога, будет реобазой.
Q: Каково значение
Хронакси?

A: Учитывая, что у двух нервов одинаковые
Реобаза, хронакси (длительность стимула, соответствующая удвоенной реобазе) может
дают представление об их относительной возбудимости.На кривой сила-продолжительность
справа нерв В более возбудимый.
Q: Как бы
Кривая сила-продолжительность для набора медленных волокон (не очень возбудимых) по сравнению с
Кривая сила-продолжительность для набора быстрых волокон (очень возбудимая)?

A: Кривая для более медленных
волокна
будет смещен вправо, указывая на то, что для данной силы стимула более длительный
Длительность стимула потребуется, чтобы довести более медленные волокна до порога.


Нажмите здесь, чтобы продолжить тему
Скорость проводимости (разностный и абсолютный методы)

Обзор версии S-Cool | S-cool, сайт доработки

Магнитные поля

A Магнитное поле — это область, в которой частица с магнитными свойствами испытывает силу и в которой движущийся заряд испытывает силу.

Есть два основных класса магнитов:

  1. Постоянные магниты
  2. Электромагниты

Формы поля

Постоянные магниты:

Постоянные магниты широко распространены и изготавливаются из сплавов железа, кобальта или никеля.

Магнитные поля могут быть представлены силовыми линиями, эти линии называются линиями потока. Они движутся с севера на юг, то есть в направлении, в котором двигался бы воображаемый северный полюс.

Область между полюсами показывает параллельные линии, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга. Это называется однородным полем . Напряженность поля остается постоянной, пока вы перемещаетесь по этой области. Выйдите из пространства между полюсами, и напряженность поля снизится. Линии потока расходятся дальше.

Вы должны уметь нарисовать форму магнитного поля благодаря:

стержневой магнит

однопроводной

два провода рядом друг с другом

одинарная петля провода

соленоид.

Временные магниты:

Вокруг любого проводника, по которому течет ток, существует магнитное поле. Выключите ток, и магнитное поле исчезнет.

Помните: Обычный ток — это поток положительных зарядов. Итак, обычный ток идет в направлении, противоположном потоку электронов.

Правило захвата правой руки

Быстрый способ определить направление магнитного поля в соленоиде — это правило для правой руки

Сожмите кулак и выставьте большой палец (как будто автостопом). Ваши пальцы скручены по кругу, как и катушки в соленоиде. Если вы укажете пальцами в том же направлении, что и обычный ток вокруг катушки, ваш большой палец будет направлен в сторону конца соленоида, который является северным полюсом.

Нейтральные точки:

Когда два поля совпадают, они могут компенсировать друг друга и образовывать точки, в которых напряженность магнитного поля равна нулю.Эти точки называются нейтральными точками.

Напряженность магнитного поля, В

Напряженность магнитного поля часто называют плотностью магнитного потока и обозначается символом ‘B’ (очевидно!?!).

Напряженность магнитного поля определяется как сила, действующая на единицу тока в проводе единичной длины, перпендикулярном полю.

Напряженность магнитного поля измеряется в тесла, Т.

Магнитное поле имеет силу 1Тл, если на провод длиной 1 метр действует сила 1Н, когда в проводе протекает ток 1А.

Стержни из железа

Установка сердечника из железа (т. Е. Железа или стали) в соленоид увеличивает напряженность магнитного поля. (Железо в большей степени, чем сталь, хотя сталь останется магнитной, когда катушка будет удалена.) Магнит, созданный током, является электромагнитом и имеет то преимущество, что имеет контролируемую напряженность поля, которая не уменьшается со временем.

Связь между током и магнитным полем

Сила магнитного поля прямо пропорциональна протекающему току.

B I

Следовательно, если протекает переменный ток, вокруг проводника будет создаваться магнитное поле, синфазное с переменным током.

Расчет полей около проводов и соленоидов

Вы уже знаете, что магнитное поле рядом с током становится слабее по мере того, как вы удаляетесь от него.

Напряженность магнитного поля обратно пропорциональна расстоянию:

В µ

Напряженность магнитного поля пропорциональна току:

Б µ I

Объединение этих отношений дает:

B µ, поэтому B = ‘постоянная’ x

, где постоянная зависит от формы проводника.

Измерение напряженности магнитного поля

Силу магнитного поля можно определить с помощью прибора, называемого зондом Холла . Он работает по принципу, основанному на эффекте Холла.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *