Сила тока. Единицы силы тока (Ерюткин Е.С.)

1. Действия электрического тока

Вспом­ним ос­нов­ные по­ня­тия, свя­зан­ные с элек­три­че­ским током.

Опре­де­ле­ние. Элек­три­че­ский ток – упо­ря­до­чен­ное дви­же­ние за­ря­жен­ных ча­стиц.

За на­прав­ле­ние тока при­ня­то счи­тать на­прав­ле­ние дви­же­ния по­ло­жи­тель­но за­ря­жен­ных ча­стиц, т. е. ток течет от по­ло­жи­тель­но­го по­лю­са ис­точ­ни­ка тока (плюс) к от­ри­ца­тель­но­му (минус).

Дей­ствия элек­три­че­ско­го тока: теп­ло­вое, маг­нит­ное, хи­ми­че­ское. Для ха­рак­те­ри­сти­ки дей­ствий элек­три­че­ско­го тока необ­хо­ди­ма ве­ли­чи­на, ко­то­рая бы их опи­сы­ва­ла. На се­го­дняш­нем за­ня­тии мы ее вве­дем.

2. Понятие силы тока

Для улуч­ше­ния по­ни­ма­ния про­цес­сов про­те­ка­ния элек­три­че­ско­го тока часто го­во­рят о том, что это на­по­ми­на­ет те­че­ние воды в трубе. При этом в роли за­ря­дов вы­сту­па­ет вода, а в роли про­вод­ни­ка – труба. Для опи­са­ния дви­же­ния воды в таком слу­чае ис­поль­зу­ет­ся ве­ли­чи­на, ука­зы­ва­ю­щая ко­ли­че­ство воды, про­те­ка­ю­щей через се­че­ние трубы в еди­ни­цу вре­ме­ни. Ана­ло­гич­ную ве­ли­чи­ну ис­поль­зу­ют и для опи­са­ния про­те­ка­ния элек­три­че­ско­го тока, а имен­но ве­ли­чи­ну, ха­рак­те­ри­зу­ю­щую про­те­ка­ние за­ря­да в про­вод­ни­ке. Такую ве­ли­чи­ну на­зы­ва­ют силой тока.

Опре­де­ле­ние. Сила тока – ве­ли­чи­на, по­ка­зы­ва­ю­щая элек­три­че­ский заряд, про­те­ка­ю­щий через по­пе­реч­ное се­че­ние про­вод­ни­ка, за еди­ни­цу вре­ме­ни.

Обо­зна­че­ние силы тока: .

Еди­ни­ца из­ме­ре­ния силы тока: А (ампер).

Обо­зна­че­ния:

 заряд, Кл;

 время, с.

Сила тока опре­де­ля­ет дей­ствие элек­три­че­ско­го тока, и можно го­во­рить, что чем зна­че­ние силы тока боль­ше, тем дей­ствие элек­три­че­ско­го тока более су­ще­ствен­но. Про­стей­шим при­ме­ром такой за­ви­си­мо­сти дей­ствия элек­три­че­ско­го тока от ве­ли­чи­ны силы тока может быть накал элек­три­че­ской лам­поч­ки. Если сила тока ве­ли­ка, то лам­поч­ка све­тит ярко, если неве­ли­ка, то более туск­ло.

Фор­му­ла для вы­чис­ле­ния силы тока удоб­на тем, что поз­во­ля­ет вы­ра­жать и вы­чис­лять ко­ли­че­ство за­ря­да, ко­то­рый про­те­ка­ет за опре­де­лен­ное время через се­че­ние про­вод­ни­ка при за­дан­ной силе тока.

3. Единица измерения силы тока

Для вве­де­ния еди­ни­цы из­ме­ре­ния ве­ли­чи­ны силы тока ис­поль­зу­ют маг­нит­ное вза­и­мо­дей­ствие, ко­то­рое воз­ни­ка­ет между па­рал­лель­ны­ми про­вод­ни­ка­ми, по ко­то­рым течет ток. Такой опыт впер­вые был про­ве­ден фран­цуз­ским фи­зи­ком Ам­пе­ром (рис. 1), ко­то­рый по­лу­чил на­зва­ние «Вза­и­мо­дей­ствие па­рал­лель­ных токов» (рис. 2). Со­глас­но экс­пе­ри­мен­ту, при про­те­ка­нии тока оди­на­ко­во­го зна­че­ния по двум па­рал­лель­ным про­во­дам в одну сто­ро­ну на­блю­да­ет­ся их при­тя­же­ние (рис. 2-а), при про­ти­во­по­лож­ном про­те­ка­нии на­блю­да­ет­ся от­тал­ки­ва­ние (рис. 2-б), а при от­сут­ствии тока в про­во­дах ни­ка­ко­го вза­и­мо­дей­ствия не на­блю­да­ет­ся (рис. 2-в). Сила вза­и­мо­дей­ствия токов в про­во­дах за­ви­сит в таком слу­чае от мно­гих фак­то­ров: длины про­во­дов, рас­сто­я­ния между ними, ве­ли­чи­ны тока и от среды, в ко­то­рой они на­хо­дят­ся.

Ан­дре-Ма­ри Ампер (1775-1836)

Рис. 1. Ан­дре-Ма­ри Ампер (1775-1836)

Вза­и­мо­дей­ствие па­рал­лель­ных токов

Рис. 2. Вза­и­мо­дей­ствие па­рал­лель­ных токов.

В 1948 году на IX Ге­не­раль­ной кон­фе­рен­ции по мерам и весам было при­ня­то сле­ду­ю­щее опре­де­ле­ние од­но­го ам­пе­ра.

Опре­де­ле­ние. Ампер – это сила неиз­ме­ня­ю­ще­го­ся тока, ко­то­рый при про­хож­де­нии по двум па­рал­лель­ным пря­мо­ли­ней­ным про­вод­ни­кам бес­ко­неч­ной длины и ни­чтож­но малой пло­ща­ди кру­го­во­го по­пе­реч­но­го се­че­ния, рас­по­ло­жен­ным в ва­ку­у­ме на рас­сто­я­нии 1 метр один от дру­го­го, вы­звал бы на каж­дом участ­ке про­вод­ни­ка дли­ной 1 метр силу вза­и­мо­дей­ствия, рав­ную .

Если го­во­рить об ис­поль­зу­е­мых за­ча­стую зна­че­ни­ях силы тока в бы­то­вых усло­ви­ях, то ве­ли­чи­на в 1 А яв­ля­ет­ся до­ста­точ­но боль­шой и чаше ис­поль­зу­ют­ся ее умень­шен­ные зна­че­ния: мА, мкА и т.п.

Сле­ду­ет от­дель­но от­ме­тить, что элек­три­че­ский ток яв­ля­ет­ся опас­ным для че­ло­ве­ка, и при ра­бо­те с ним сле­ду­ет при­бе­гать к мерам осо­бой предо­сто­рож­но­сти (ис­поль­зо­ва­ние ре­зи­но­вых пер­ча­ток, сапог и т. д.) Сила тока ве­ли­чи­ной в 100 мА уже яв­ля­ет­ся крайне опас­ной для че­ло­ве­ка.

Далее мы по­го­во­рим о при­бо­ре для из­ме­ре­ния силы тока в цепи – ам­пер­мет­ре.

Вопросы к конспектам

Вы­чис­ли­те силу тока в про­вод­ни­ке, по ко­то­ро­му про­шел заряд 24 Кл за 96 с.

При про­те­ка­нии элек­три­че­ско­го тока через вод­ный рас­твор кис­ло­ты вы­де­ля­ет­ся во­до­род. Какой элек­три­че­ский заряд про­хо­дит через рас­твор кис­ло­ты, если при силе тока 2 А про­цесс по­лу­че­ния необ­хо­ди­мо­го ко­ли­че­ства во­до­ро­да длит­ся 5 часов?

Про­ве­ди­те с учи­те­лем опыт по вза­и­мо­дей­ствию па­рал­лель­ных токов. Со­ставь­те до­клад на тему «Маг­нит­ное поле. Дей­ствие маг­нит­но­го поля на про­вод­ник с током».

Последнее изменение: Среда, 23 Май 2018, 16:38