Напряжение – ток – сопротивление /школьные уроки/

Напряжение – ток - сопротивление /школьные уроки/

Напряжение – ток – сопротивление.

Напряжение – ток – сопротивление /школьные уроки/  – урок физики подготовил Станислав Молчанов, multistas.

Что такое ток и напряжение?

Напряжение.

Напряжение между двумя точками – это определение электрической силы, которая будет управлять электрическим током между этими точками. В случае статических электрических полей напряжение между двумя точками соответствует разности электрических потенциалов между этими точками. 

Электрический потенциал – это энергия, необходимая для перемещения единичного электрического заряда в определенное место в статическом электрическом поле.

Напряжение можно измерить с помощью вольтметра. Единицей измерения является вольт.

Напряжение между двумя точками электрической цепи – это общая энергия, необходимая для перемещения электрического заряда по этой цепи, деленная на величину заряда. 

Напряжение – ток – сопротивление /школьные уроки/ – Гидравлическая аналогия.

Простая аналогия для электрической цепи – вода, протекающая по замкнутому контуру трубопровода, приводимая в действие механическим насосом. Это можно назвать водным контуром. Разница напряжений между двумя точками соответствует разнице давления воды между двумя точками. Если между двумя точками существует перепад давления воды, то поток воды (из-за насоса) из первой точки во вторую сможет выполнять работу, например привод турбины. Аналогичным образом, работа может выполняться электрическим током, приводимым в действие разностью напряжений, создаваемых электрической батареей: например, ток, генерируемый автомобильной батареей, может приводить в действие стартер двигателя в автомобиле. Если насос не работает, он не создает разности давлений, и турбина не вращается. Точно так же, если аккумуляторная батарея разряжена, она не запустит стартер.

Эта аналогия с потоком воды является полезным способом понимания некоторых электрических процессов. В такой системе работа по перемещению воды равна давлению, умноженному на объем перемещаемой воды. Точно так же в электрической цепи работа по перемещению электронов или других носителей заряда равна «электрическому давлению» (старый термин для напряжения), умноженному на количество перемещенного электрического заряда. Напряжение – это удобный способ измерения способности выполнять работу. По отношению к «потоку», чем больше «перепад давления» между двумя точками (перепад напряжения или перепад давления воды), тем больше поток между ними (электрический ток или поток воды).

Простые определения.

 Очевидно, что при использовании термина «напряжение» в сокращенном смысле необходимо четко понимать две точки, между которыми напряжение указывается или измеряется. При использовании вольтметра для измерения разности напряжений один электрический вывод вольтметра должен быть подключен к первой точке, а другой – ко второй точке.

Напряжение между двумя  точками.

Обычно термин «напряжение» используется для определения количества падения напряжения на электрическом устройстве (таком как резистор). В этом случае «напряжение», или, точнее, «падение напряжения на устройстве», может быть полезно понимать как разницу между двумя измерениями. В первом измерении используется один электрический вывод вольтметра на первой клемме устройства, а другой вывод вольтметра подключен к земле. Второе измерение аналогично, но с первым выводом вольтметра на второй клемме устройства. Падение напряжения – это разница между двумя показаниями. На практике падение напряжения на устройстве может быть измерено напрямую и безопасно с помощью вольтметра, изолированного от земли.

Две точки в электрической цепи, которые соединены «идеальным проводником», то есть проводником без сопротивления и без изменения магнитного поля, имеют разность напряжений, равную нулю. 

Измерительные приборы /Напряжение – ток – сопротивление /школьные уроки/.

Приборы для измерения разности напряжений включают вольтметр, потенциометр и осциллограф. Вольтметр работает путем измерения тока через фиксированный резистор, который, согласно закону Ома, пропорционален разности напряжений на резисторе. Потенциометр работает путем балансировки неизвестного напряжения с известным напряжением в мостовой цепи. Катодно-лучевой осциллограф работает, усиливая разницу напряжений и используя ее для отклонения электронного пучка от прямой траектории, так что отклонение пучка пропорционально разности напряжений.