Практическое занятие №11. Законы постоянного тока.

Практическое занятие №11. Законы постоянного тока.

Цель: закрепить знания по теме «Законы постоянного тока», сформировать умения и навыки нахождения физической величины, её выражение из формулы.

Теоретические сведения.

Сила тока:

Электродвижущая сила источника (ЭДС):

Закон Ома для участка цепи: 

Закон Ома для полной цепи:

При последовательном соединении проводников (рис. 37) сила тока во всех проводниках одинакова: 

I₁ = I₂ = I.

По закону Ома, напряжения U₁ и U₂ на проводниках равны 

U₁ = IR₁,   U₂ = IR₂

Общее напряжение U на обоих проводниках равно сумме напряжений U₁ и U₂: 

U = U₁ + U₂ = I(R₁ + R₂) = IR,

где R – электрическое сопротивление всей цепи. Отсюда следует: 

R = R₁ + R₂.

При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников.

При параллельном соединении (рис. 38) напряжения U₁ и U₂ на обоих проводниках одинаковы: 

U₁ = U₂ = U

Сумма токов I₁ + I₂, протекающих по обоим проводникам, равна току в неразветвленной цепи: 

I = I₁ + I₂

Записывая на основании закона Ома:

где R – электрическое сопротивление всей              цепи, получим:

При параллельном соединении проводников величина, обратная общему сопротивлению цепи, равна сумме величин, обратных сопротивлениям параллельно включенных проводников.

Работа ΔA электрического тока I, протекающего по неподвижному проводнику с сопротивлением R, преобразуется в тепло ΔQ, выделяющееся на проводнике.

ΔQ = ΔA = R I² Δt.

Мощность электрического тока равна отношению работы тока ΔA к интервалу времени Δt, за которое эта работа была совершена: 

Контрольные вопросы:

1. Что понимают под электрическим током?

2.  Какие условия необходимы для возникновения и поддержания тока в цепи?

3. Что называют силой тока?

4. От чего зависит скорость направленного движения (скорость дрейфа) электронов в проводнике?

5.  Каковы действия тока, основное действие тока?

6. Сформулируйте закон Ома для участка цепи.

7. Как зависит сопротивление проводника от его длины, площади поперечного сечения проводника и материала?

8. Что называют удельным сопротивлением?

9. Из каких участков состоит замкнутая электрическая цепь.

10. При каком условии ток может протекать в замкнутой цепи.

11. На каких участках цепи свободные заряды движутся против сил электрического поля.

12. Какие силы принято называть сторонними силами.

13. Что характеризует ЭДС.

14. Как следует понимать, что ЭДС одного источника больше ЭДС другого.

15. В чем состоит различие между понятиями «ЭДС» и «напряжение.
16. Запишите формулу закона Ома для полной цепи.

17. Что такое короткое замыкание.

18. Как на практике определить ЭДС источника тока?

Задание 1. Выполните эксперимент «Определение мощности лампы накаливания».

Цель: экспериментальным путем получить данные необходимые для определения мощности лампы накаливания, рассчитать мощность лампы накаливания.

Оборудование:  амперметр, вольтметр, источник питания, ползунковый реостат,  лампочка на подставке, ключ замыкания тока, часы с секундной стрелкой, соединительные провода.

Ход работы:

1.      Собираем установку по схеме:

2.      Замыкаем цепь и регулируя яркость лампочки реостатом, добиваемся значения напряжения U = 4 В

3.      В течении времени t =10 сек. измеряем силу тока. Результаты заносим в таблицу:

4. По экспериментальным данным рассчитайте мощность лампы накаливания.

Задание 2. Решите задачи.

1.                  Трамвайный провод оборвался и лежит на земле. Человек в токопроводящей обуви может подойти к нему лишь маленькими шагами. Делать же большие шаги опасно. Почему?

2.                  Электродвигатель подъёмного крана работает под напряжением 380 В, при этом сила тока в его обмотке равна 20 А. Каков КПД установки, если груз массой 1т кран поднимает на высоту 19 м за 50 с?

3.                  Троллейбус массой 11 т движется равномерно со скоростью 36 км/ч. Найти силу тока в обмотке двигателя, если напряжение равно 550 В и КПД 80%. Коэффициент сопротивления движению равен 0,02.

4.                  Почему электронагревательные приборы делают из материала с большим удельным сопротивлением?

5.                  Электромотор питается  от сети с напряжением 220 В. Сопротивление обмотки мотора 2 Ом. Сила потребляемого тока 10 А. Найти потребляемую мощность и КПД мотора.

6.                   Конденсатор ёмкостью 100 мкФ заряжается от напряжения 500 В за 0,5 с. Каково среднее значение силы зарядного тока?

7.                  Четыре резистора, сопротивления которых равны 1, 2, 3 и 4 Ом соответственно, соединяют различными способами. Определите общее сопротивление цепи во всех случаях.