Школьное образование
Подкатегория
Рассмотрим устройство ползункового реостата.
В этом реостате никелиновая проволока, покрытая тонким слоем окалины, намотана на керамический цилиндр А.
Окалина позволяет изолировать витки друг от друга.
По расположенному верху металлическому стержню может перемещаться ползунок B.
Контакты ползунка прижаты к виткам обмотки и в результате трения слой окалины под контактами стирается.
Электрический ток в цепи проходит от витков проволоки к ползунку, а через него в стержень, на конце которого находится зажим C.
Другой зажим D соединен с одним из концов обмотки.
Таким образом ток проходит от одного зажима до другого, через витки обмотки, число которых можно менять в зависимости от положения ползунка.
На каждом реостате обязательно указывают его максимальное сопротивление и допустимые для его обмотки значения силы тока.
Принцип работы реостата
Перед нами схема с простейшим реостатом.
Это натянуто никель иного проволока.
При включении в цепь один контакт неподвижен, а другой может скользить вдоль проволоки.
Амперметр показывает как меняется сила тока в цепи при перемещении подвижного контакта.
Чем больше часть проволоки включенная в цепь, тем больше сопротивления этого участка, и тем меньше силы тока.
Расчёт сопротивления проводника
Соберем цепь состоящую из источника тока, ключа, амперметра,вольтметра и соединительных проводов.
На специальной панели закреплены различные проводники.
К источнику тока будем по очереди подключать эти проводники и сравнивать значение силы тока, которые покажут в каждом случае демонстрационный амперметр.
Будем подключать исследуемые проводники, например, в такой последовательности.
Первое, никелиновые проволоки одинаковой толщины, но разной длины.
Второе, никелиновые проволоки одинаковой длины, но разные толщины.
И третье, никелиновую и нихромовой проволоки одинаковой длины и толщины.
Учитывая что напряжение в цепи постоянно, показания вольтметра не меняются.
И отмечая с помощью амперметра значение силы тока в каждом случае, можно убедиться в правильности высказанного предположение.
Таким образом мы обнаружим, что сопротивление проводников увеличивается с увеличением их длины и уменьшается при увеличении толщины проводников.
Сопротивление никелиновой проволоки меньше, чем такого же размера проволоки из нихрома.
Зависимость силы тока от напряжения
С помощью установки выясним, какого соотношения между силой тока, напряжением и сопротивлениям цепи.
В качестве потребителей тока в цепи используется магазин сопротивлений, представляющего собой 4 последовательных проводника, которые могут в различных сочетаниях включатся в цепь.
При этом общее сопротивление проводников будет различным.
Параллельно магазину сопротивлений подключен Вольтметр, измеряющий напряжения на этом участке цепи.
Остальная часть цепи состоит из источника тока, ключа, амперметра и реостата, с помощью которого можно регулировать ток в цепи.
Оставим постоянным сопротивления цепи, например 2 Ом.
Будем изменять напряжение на этом участке цепи и следить за соответствующими изменениями силы тока.
Результаты измерений запишем в таблицу.
Как видно из таблицы между силой тока и напряжением на концах проводника, при постоянном сопротивлении существует прямая пропорциональная зависимости.
Зависимость силы тока от сопротивления
С помощью установки выясним, какого соотношения между силой тока, напряжением и сопротивлениям цепи.
В качестве потребителей тока в цепи используется магазин сопротивлений, представляющего собой 4 последовательных проводника, которые могут в различных сочетаниях включатся в цепь.
При этом общее сопротивление проводников будет различным.
Параллельно магазину сопротивлений подключен Вольтметр, измеряющий напряжения на этом участке цепи.
Остальная часть цепи состоит из источника тока, ключа, амперметра и реостата, с помощью которого можно регулировать ток в цепи
Выясним как зависит сила тока от сопротивления участка цепи при постоянном напряжении на этом участке.
Для этого с помощью магазина сопротивлений включим в цепь проводник с сопротивлениям 1 Ом, затем 2 Ом. и 4 Ом.
С помощью реостата будем поддерживать в каждом случае постоянные напряжения, например 2 Вольт.
Результаты опыта запишем в таблицу.
Из опыта следует что сила тока, при постоянном напряжении на концах проводника, обратно пропорциональна его сопротивлению.
Сопротивление проводника
Включение вольтметра в цепь
Вольтметр устроен так, что ток, проходящий через него, очень мал по сравнению стоком в цепи.
Вольтметр подключается параллельно тому участку цепи, на котором измеряют напряжение.
Понятие напряжения
Рассмотрим электрическую цепь состоящую из лампочки карманного фонаря, аккумулятора, ключа и демонстрационного амперметра, а также аналогичную цепь, но с лампы накаливания, подключенной городской осветительной сети.
Оба амперметра показывают, что сила тока в цепях одинаково.
Примерно 0,2 ампер.
Однако лампа включенная в сеть дает гораздо больше и тепла и света, чем лампочка карманного фонаря.
Почему при одном и том же значение силы тока действие электрического тока столь различны.
Очевидно что энергия необходимое для того чтобы раскалить нить осветительные лампы, намного больше той, что расходуются в лампочке карманного фонаря.
Можно сказать что мощность осветительные лампы, много больше мощности лампы карманного фонаря.
Единственным различием двух цепей является то, что в них использованы разные источники тока.
Напряжение городской осветительной сети гораздо больше напряжения аккумулятора.
Разное напряжение подается и на лампы.
На участке цепи, содержащий осветительную лампу напряжение выше, чем на участке цепи с лампой карманного фонаря.
За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."
Мы знаем, что мощность численно равна работе, совершённой в единицу времени. Следовательно, чтобы найти среднюю мощность электрического тока, надо его работу разделить на время:
P=A/t
где Р — мощность тока (механическую мощность мы обозначали буквой N).
Работа электрического тока равна произведению напряжения на силу тока и на время: А = Ult, следовательно,
P=A/t=UIt=UI
Таким образом, мощность электрического тока равна произведению напряжения на силу тока, или
P = UI.
Из этой формулы можно определить, что
U=P/I, I=P/U
За единицу мощности, как известно, принят ватт; 1 Вт = 1 Дж/с. Из формулы Р = UI следует, что
1 ватт = (1 вольт) х (1 ампер), или 1 Вт = 1 В • А.
Движение по баллисте со стробоскопическим эффектом
Амперметр включается в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором надо измерить.
Если цепь состоит из последовательно соединенных приборов, то амперметр будет показывать одно и то же значение во всех точках цепи.
За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."
Единица силы тока
Если по двум параллельным проводникам пропустить ток, то в зависимости от направления тока проводники либо притянутся, либо оттолкнуться.
Но для нас самое главное в этом явлении заключается в том, что сила притяжения или отталкивания
между проводниками, прямо пропорционально силе тока в них.
Чем больше сила тока, тем сильнее взаимодействует проводники.
Силу взаимодействия между проводниками можно измерить. Но как показали опыты, она зависит еще от длины проводников, расстояние между ними и среды, в которой находятся проводники.
За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."
Устройство гальванометра
Поместим между полюсами магнита металлическую рамку, соединенную с источником тока.
Рамка покоится, пока цепь не замкнута.
При замыкании цепи рамка повернётся
В основе работы гальванометра лежит взаимодействие катушки с током и магнита.
Стрелка прибора связано с подвижной катушкой.
За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."
Химическое действие тока
В сосуд с дистиллированной водой опустим два угольных электрода и подсоединим их к цепи, состоящей из источника тока, лампочки и ключа.
При замкнутом ключе лампочка гореть не будет.
Добавим воду поваренную соль и размешаем раствор.
При замкнутом ключе лампочка будет гореть.
Заменим раствор поваренной соли раствором медного купороса.
И пропустим ток через этот раствор.
Через несколько минут на одном электроде появятся слой чистой меди.
За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."
Тепловое действие тока
Присоединим к полюсом источника тока тонкую проволоку.
Лучше железную или никелиновую.
Замкнув ключ мы наблюдаем, как эта проволочка сначала немного провиснет.
Она нагрелась и удлинилась.
Затем начнёт накапливать и краснеть.
Тепловое действие электрического тока, лежит в основе работы самых разных бытовых нагревательных приборов.
Это и электрический утюг, электрический чайник или кофеварка и электроплитка, или электрокамин и многое другое.
За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."
Магнитное действие тока также можно наблюдать на опыте. Для этого медный провод, покрытый изоляционным материалом, нужно намотать на железный гвоздь, а концы провода соединить с источником тока. Когда цепь замкнута, гвоздь становится магнитом (намагничивается) и притягивает небольшие железные предметы:гвоздики, железные стружки, металлические опилки. С исчезновением тока в обмотке (при размыкании цепи) гвоздь размагничивается.
Движение заряженных частиц
За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."
Составление схемы простейшей электрической цепи
Условное обозначение для некоторых приборов, вам представлены.
Сначала плюсовую клемму источника соединяем с лампой, затем лампу с ключом и ключ с минусовой клеммы источника.
За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."
Реактивное движение ракеты
Простейшая электрическая цепь состоит из источника тока, ключа, который может замыкать или размыкать цепь, лампочки и проводов.
Лампочка загорается только тогда, когда ключ замкнут.
За учебником "Физика 8 класс - Пурышева Н.С., Важевская Н.Е."