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.

Последовательное соединение проводников

При последовательном соединении конец одного проводника соединяется с началом другого, его конец - с началом третьего и так далее.

На практике последовательное соединение нескольких проводников используется.
Например в елочной гирлянде.
Вы хорошо знаете, что если гирлянда вдруг гаснет, то это значит что либо одна из лампочек перегорела, либо у нее отошел контакт.
Это еще раз подтверждает уже известное нам утверждение, что ток, при последовательном соединении, проходит через все проводники, в данном случае лампочки, и силы тока во всех частях одна и та же.
Стоит нарушить где-то контакт и ток прекращается во всей цепи.
На рисунке изображена цепь из двух последовательно соединенных лампочек и схема такого соединения.

Общее сопротивление цепи

Сила тока в любых участках цепи при последовательном соединении одна и та же.
Полное напряжение равно сумме напряжений на отдельных участках.
Используя закон Ома для участка цепи, выразим значение напряжения на каждом участке через силу тока и сопротивления.
Подставим значения напряжений выраженная через силу тока и сопротивления.
Сократив одинаковый множитель, получим формулу общего сопротивления.

Строение атома

Явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого, называют диффузией.

Явление взаимного проникновения соприкасающихся веществ друг в друга, называют диффузией.
Диффузия происходит вследствие хаотического движения молекул.
Диффузия в твердых телах протекает очень медленно, так как молекулы твердых тел находятся ближе друг другу, чем молекулы газов или жидкостей.
Был проделан такой эксперимент.
Сложили вместе две хорошо отполированные плитки из свинца и золото, прижали их друг к другу и поместили в печь с высокой температурой, но меньшей, чем температура плавления металлов.
Приблизительно через год рассмотрев под микроскопом тонкий пограничный слой, в нем было обнаружено присутствие как молекул золото, так и молекул свинца.

Статья на данную тему:
https://wkojla.com/diffuzija-v-tvjordyh-telah/

Диффузия в газах

Процесс диффузии ускоряется с повышением температуры. Это происходит потому, что с повышением температуры увеличивается скорость движения молекул.

Молекулярная структура агрегатных состояний воды

Шкалы температур. Физика 10 класс

Сравниваются шкалы: Цельсия, термодинамическая, Фаренгейта.

Способы изменения внутренней энергии

Изменение внутренней энергии при теплообмене. Физика 10 класс

Работа при изменении объема газа. Физика 10 класс

Деформация тонкой металлической канистры. Физика 10 класс

Закон Бойля-Мариотта. Изотермический процесс. Опыт по физике. Физика 10 класс

Параллельное соединение проводников

С параллельным соединением проводников вы уже встречались.
Так например присоединяют вольтметр к проводнику, напряжение на котором измеряют.
На рисунке изображена параллельное соединение двух лампочек, подключенных через ключ к источнику тока и электрическая схема этого соединения.
При параллельном соединении все проводники одним своим концом присоединяются к одной точке цепи (A), а вторым - к другой точке (B).
Поэтому если присоединить к этим точкам (A) и (B) вольтметр, то он покажет напряжение и на одной лампе и на другой одновременно.

Понятие мощности электрического тока

На многих электрических приборах, технических устройствах или в инструкции, к ним указывается еще одна характеристика потребителей электрической энергии.
Мощность. Например мощность лампочки накаливания, может быть 40 Ватт, 60 Ватт, 100 Ватт итак далее.
При этом имеют в виду мощность электрического тока, проходящего через тот или иной прибор.
Мощность электрического тока равна произведению напряжения на силу тока вцепи.
Единицы мощности является Ватт.

Закон Джоуля-Ленца

Прохождение электрического тока по проводнику всегда сопровождается нагреванием проводника.
Нагревание происходит потому, что разогнавшийся под действием электрического поля свободные электроны в металлах, или ионы в проводящих ток растворах, сталкиваются с молекулами или
атомами проводника и отдают им свою энергию.
Так энергия электрического поля переходит во внутреннюю энергию проводника.
В неподвижных металлических проводниках, как показывают опыты, вся работа тока идет на увеличение внутренней энергии.
Проводники при этом нагреваются.
Следовательно количество теплоты, выделяющиеся в проводнике, равно работе тока.
Очевидно что количество теплоты выделяющиеся в проводнике, должно зависеть от сопротивления проводника.
Чем больше сопротивления, тем труднее двигаться заряда в проводнике.
Тем большая часть электрической энергии будет превращаться во внутреннюю энергию.
Таким образом количество теплоты выделяющееся при прохождении тока по проводнику,
равно произведению квадрата силы тока, сопротивление проводника и времени.
Эта зависимость впервые была обнаружена
экспериментально одновременно двумя учеными.
Английским ученым Джоулям и русским ученым Лентам.
Поэтому данный закон носит название закона Джоуля-Ленца.

Выясним, от чего зависит емкость конденсатора.
Для этого одну пластину соединим с корпусом электрометра, а другую с его стержнем и зарядим пластины.
Стрелка отклониться.
Раздвинем пластины.
Стрелка электрометра отклонилась на больший угол, значит увеличилась напряжение между пластинами конденсатора.
Заряд пластин мы не меняли, значит емкость конденсатора равное отношению заряда пластин к
напряжению между пластинами конденсатора уменьшилась.
Вывод.
Чем больше расстояние между пластинами, тем при прочих равных условиях меньше емкость конденсатора.
Вернем пластины в первоначальное положение.
Сдвинем одну пластину относительно другой, не меняя заряд и расстояние между пластинами.
При этом изменилось площадь перекрытия пластин.
Угол отклонения стрелки электрометра увеличился, значит увеличилась напряжение между пластинами конденсатора.
Поскольку заряд конденсатора не менялся, следовательно увеличилась его емкость.
Вывод.
Чем меньше площадь пластин, тем при прочих равных условиях меньшая емкость конденсатора.
Опять вернем пластины в первоначальное положение.
Поместим между пластинами лист стекла.
Электроника покажет при этом уменьшение напряжения.
Заряд конденсатора не менялся, значит увеличилась емкость конденсатора.
Вывод:
Внесение диэлектрика между пластинами конденсатора, увеличивает его емкость.
Обобщены результаты трех экспериментов.
Емкость конденсатора зависит от расстояния между его пластинами, площади пластин и диэлектрика, находящегося между пластинами.

Магнитной стрелки в поле витка с током расположены по разному.
С помощью железных опилок получим картину магнитного поля катушки с током.
Внутри катушки линии магнитной индукции параллельны друг другу, а на концах расходятся и замыкаются вне катушки.
Если подвесить катушку с током, то она повернется так, что один ее конец будет обращен на север, другой на юг.
Если поменять направление тока в катушке, то она повернется на 180 градусов.