Электрический ток — это направленное движение заряженных частиц. За направление тока принимают направление движения положительно заряженных частиц.
Свободные электроны в металлах движутся в направлении, противоположном направлению тока.
Условия существования электрического тока: 1) наличие свободных зарядов и 2) наличие электрического поля в проводниках.
В источнике тока происходит разделение зарядов, вследствие чего один его полюс заряжается положительно, а другой — отрицательно. В гальванических источниках тока (батареях и аккумуляторах) разделение зарядов обусловлено химическими реакциями.
Основные части электрической цепи: источник тока, потребитель тока, соединительные провода, ключ.
Действия электрического тока: тепловое, световое, химическое, магнитное.
Сила тока где q — заряд, перенесённый через поперечное сечение проводника за промежуток времени t.
Единица силы тока — ампер (А).
Соотношение между единицами силы тока и заряда: 1 Кл = = 1 А • 1 с.
Силу тока измеряют амперметром. Амперметр включают последовательно с проводником, в котором измеряют силу тока.
Напряжение на участке цепи где А — работа по перемещению заряда q на данном участке цепи.
Напряжение измеряют вольтметром. Вольтметр включают параллельно с проводником, на котором измеряют напряжение.
Закон Ома для участка цепи: сила тока I в проводнике прямо пропорциональна напряжению U на его концах и обратно пропорциональна сопротивлению R проводника:
Единица сопротивления
Сопротивление провода где l — длина провода, S — площадь его поперечного сечения, ρ — удельное сопротивление металла, из которого сделан провод.
Малым удельным сопротивлением обладают металлы, а наименьшим среди них — серебро, медь и алюминий. Поэтому из меди и алюминия изготовляют провода.
При повышении температуры удельное сопротивление металлов увеличивается, а удельное сопротивление электролитов уменьшается.
При последовательном соединении двух проводников сопротивлениями R1 и R2 общее их сопротивление R = R1 + R2.
При параллельном соединении двух проводников сопротивлениями R1 и R2 общее их сопротивление
При последовательном соединении n проводников сопротивлением r каждый общее их сопротивление R = nr.
Если выключить один из последовательно соединённых приборов, то возникнет разрыв цепи, из-за чего выключатся все приборы. Поэтому приборы редко включают последовательно.
При параллельном соединении n проводников сопротивлением r каждый общее их сопротивление
При параллельном соединении приборов любой прибор можно включать и выключать независимо от остальных и напряжение на всех приборах одинаково. Поэтому в быту и в технике обычно используют именно параллельное соединение электрических приборов. Все электрические приборы в квартире соединены параллельно и находятся под опасным для жизни напряжением 220 В.
Закон Джоуля — Ленца: количество теплоты, выделившееся за время t в проводнике Q = I2Rt, где I — сила тока в цепи, R — сопротивление участка цепи.
Работа тока за время t на участке цепи А = UIt, где U — напряжение на концах участка, I — сила тока в цепи.
Мощность тока на участке цепи где U — напряжение на концах участка, I — сила тока в цепи, R — сопротивление участка цепи.
При коротком замыкании чрезмерно нагреваются соединительные провода. Чтобы избежать этого, в цепь включают предохранитель.
При последовательном соединении двух проводников мощность тока больше в том проводнике, сопротивление которого больше.
При параллельном соединении двух проводников мощность тока больше в том проводнике, сопротивление которого меньше.
Главное свойство полупроводников — высокая чувствительность к внешним воздействиям: изменению температуры и освещённости. Это свойство полупроводников используют для создания автоматических устройств.
Полупроводники используют для создания транзисторов — приборов, которые усиливают электрические сигналы.
Носителями зарядов в полупроводниках являются свободные электроны и дырки.
где q — заряд, перенесённый через поперечное сечение проводника за промежуток времени t.
где А — работа по перемещению заряда q на данном участке цепи.
где l — длина провода, S — площадь его поперечного сечения, ρ — удельное сопротивление металла, из которого сделан провод.
где U — напряжение на концах участка, I — сила тока в цепи, R — сопротивление участка цепи.
