Понятие силы тока. Подготовка к ЕГЭ по физике
Содержание
Что такое сила тока, какой силы ток в лампочке или молнии, как измерить силу тока — давайте рассмотрим эти вопросы.
Сила тока — что это такое
Представьте себе, как вода вытекает из водопроводного крана. Ручкой мы можем регулировать ее напор, а значит и расход воды.
Электрический ток работает по таким же правилам. Только вместо крана берется проводник, вместо молекул воды текут заряженные частицы, а напор — это напряжение. Что же такое расход воды? Это и есть сила тока.
Согласно расчетной формуле силой тока называют отношение электрического заряда, который прошел через поперечное сечение проводника к времени его прохождения.
Единица силы тока была названа в честь известного французского физика Ан.Ампера, совершившего множество важных открытий в области электричества.
1 Ампер — это величина силы тока, при воздействии которой за секунду через сечение проводника проходит 1 Кулон заряда ( чуть больше, чем 6 квинтиллионов электронов).
Как это можно соотнести с воздействием на организм человека. Ток в 0,05 Ампер может вызвать у испытуемого легкие неприятные ощущения, а ток величиной в 0,1 Ампер уже убьет человека за несколько секунд.
Телефон потребляет при максимальной нагрузке до 0,5 Ампер, аккумулятор автомобиля выдает несколько сотен Ампер, ну а молния заряжена током в 200000 А.
Сопротивление и сила тока
Для усиления потока воды можно добавить напор или взять шланг большего диаметра. Также и с проводником: чем он больше в сечении, тем больше электронов через него пройдет.
Но если сила тока возрастет и будет слишком большой, тогда проводник сгорит. По такому принципу работают плавкие предохранители: при резком подъеме силы тока проводок перегорает и оборудование отключается.
Чем шире шланг, тем больше воды через него пройдет за единицу времени. По такому же правилу работает и электричество: сила проходящего через проводник тока за секунду, зависит от сопротивления материала проводника.
Но кроме параметров длины и площади сечения на величину сопротивления будет влиять тот материал, из которого сделан проводник.
Как выглядит формула сопротивления: R= ρ*l/S. В формуле ρ — удельное сопротивление взятого материала, l — длина проводника, ну а S — площадь сечения.
Материалы с низким удельным сопротивлением, которые эффективно проводят электричество, называются проводниками.
Проводники с высоким удельным сопротивлением и обратным действием называют диэлектриками, именно их используют для изготовления изоляторов. Полупроводники — это что-то среднее по характеристикам. Сопротивление измеряют в Омах.
Как измерить силу постоянного тока
Так что такое сила тока? Как ее измерить?
Для измерения применяется специальный прибор — амперметр. Его подключают к проводнику последовательно. Один из концов проводника отсоединяют от цепи и в разрыв подключают амперметр, используя две клеммы со знаками «+» и «−».
Положительную клемму подключают к точке разрыва, сохраняющую связь с полюсом источника тока на плюс.
Так как сила тока на участках цепи соединенных последовательно в любом месте одинакова, амперметр можно включать в любом месте до потребителя тока или после — не имеет значения. Амперметр на схемах изображается кружком с заключенной в него буквой «А».
Существует достаточно много разновидностей амперметров, которые могут различаться по принципу действия. Самая простая конструкция у теплового амперметра.
Между зажимами натянута проволока, которая нитью соединена с пружиной. Нитка охватывает петлёй ось со стрелкой. Когда подаётся ток на зажимы, он идет через проволоку и ее нагревает.
Разогретая проволока чуть растягивается, из-за этого нить больше оттягивается пружиной. Нить при движении поворачивает ось, и стрелочка на ней показывает значение силы тока.
Амперметры бывают электромагнитными, магнитоэлектрическими, индукционными, детекторными, фото- и термоэлектрическими, электродинамическими.
Есть аналоговые и цифровые приборы. Современные электрики чаще используют мультиметры — удобные компактные приборы, которые в одно касание измеряют и силу тока, и сопротивление, и напряжение и показывают на шкале.
Занимайтесь на курсах ЕГЭ и ОГЭ в паре TwoStu и получите максимум баллов на экзамене:
