Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Гомонова А.И. -> "Подготовка к вступительным экзаменам в МГУ. Физика " -> 54

Подготовка к вступительным экзаменам в МГУ. Физика - Гомонова А.И.

Гомонова А.И., Драбович К.Н., Макаров В.А., Никитин С.Ю., Полякова М.С. Подготовка к вступительным экзаменам в МГУ. Физика — МГУ, 2001. — 307 c.
Скачать (прямая ссылка): podgotovkakvstupitelexzamenam2001.pdf
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 98 >> Следующая

цепи:
R + r с
О + А" [¦* с |-CZU-в
Рис. 3.2.1 Рис. 3.2.2
Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС (рис. 3.2.2) формулируются
так: напряжение на концах участка цепи, содержащего ЭДС, равна величине
этой ЭДС минус произведение силы тока на внутреннее сопротивление
источника ЭДС:
UM=E-Ir. (3.2.9)
Источники тока, их соединение. Источники тока в электрических цепях могут
быть соединены по разному. Наиболее употреби-
Определения, понятия и законы
161
тельны на практике два способа соединения источников в батарею:
последовательное и параллельное соединения.
При последовательном соединении источников ЭДС образовавшейся батареи
равна алгебраической сумме ЭДС источников, а ее внутреннее сопротивление
- сумме внутренних сопротивлений источников. Для определения знака какой-
либо ЭДС нужно рассмотреть направление тока, текущего через
соответствующий источник. Если ток течет внутри источника от
отрицательного полюса к положительному, то ЭДС берется со знаком "+",
если наоборот, то со знаком
При параллельном соединении обычно используют одинаковые источники,
включая их в батарею с одной и той же полярностью. В этом случае ЭДС
батареи равна ЭДС одного источника, а внутреннее сопротивление батареи в
п раз меньше внутреннего сопротивления источника (здесь п ~ число
источников). Параллельные соединения разных источников как правило не
используются.
Измерения тока и напряжения в цепи проводятся при помощи специальных
приборов: амперметра и вольтметра. Их работа основывается на магнитном
действии тока (см. раздел 3.3).
Для измерения силы тока в цепи амперметр включают в эту цепь
последовательно (рис. 3.2.3). Поскольку любой амперметр обладает
некоторым сопротивлением, его включение меняет сопротивление цепи и ток в
ней. Чтобы амперметр оказывал как можно меньшее влияние на силу тока,
измеряемую им, его сопротивление делают очень малым. Для увеличения
диапазона измеряемых токов (уменьшения чувствительности амперметра) в т
раз параллельно амперметру нужно подключить шунтирующее сопротивление Rm:
я
Рис. 3.2.3
Рис. 3.2.4
(3.2.10)
162
Постоянный ток
где Ra - сопротивление амперметра.
Для того, чтобы измерить напряжение на участке цепи, к нему параллельно
подключают вольтметр (рис. 3.2.4). Напряжение на вольтметре совпадает с
напряжением на участке цепи. Однако, поскольку сопротивление любого
вольтметра конечно, его включение в цепь меняет сопротивление самого
участка цепи. Из-за этого измеряемое напряжение на участке цепи
уменьшится. Для того, чтобы вольтметр не вносил заметных искажений в
измеряемое напряжение, его сопротивление должно быть как можно больше.
Для увеличения диапазона измеряемых напряжений (уменьшения
чувствительности вольтметра) в т раз последовательно к вольтметру
необходимо подключить дополнительное сопротивление /?д:
где Rb ~ сопротивление вольтметра.
Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца. При перемещении зарядов вдоль
электрической цепи кулоновские и сторонние силы совершают работу, которую
принято называть работой тока. Энергия W, которая выделяется в проводнике
за время I, равна совершенной током работе А:
где q - заряд, перенесенный по проводнику за время I, I - ток в
проводнике, R - сопротивление проводника, U - падение напряжения на
проводнике (напряжение между его концами). Если на данном участке цепи не
совершается механическая работа и ток не производит химического действия,
происходит только нагрев проводника. Выделенная энергия необратимо
преобразуется в тепло. Закон, определяющий количество теплоты, которое
выделяет проводник с током в окружающую среду, был впервые установлен
экспериментально английским ученым Д. Джоулем и русским ученым
Э.Х. Ленцем. Закон Джоуля-Ленца был сформулирован сведущим образом:
количество теплоты, выделяемой током, протекающим на
(3.2.11)
W = A = qU = IUt= f Rt = -t ,
R
(3.2.12)
Определения, понятия и законы
163
некотором участке цепи, равно произведению квадрата силы тока,
сопротивления этого участка и времени прохождения тока:
Коэффициент полезного действия электрической цепи определяется как
отношение полезной мощности, выделяемой в нагрузке, к полной мощности,
развиваемой источником в цепи.
Электрический ток в металлах. Все металлы в твердом и жидком состоянии
являются проводниками электрического тока. Экспериментально установлено,
что носителями свободных зарядов в металлах являются свободные электроны.
Соответствующие опыты были выполнены в 1913 - 1916 годах русскими
физиками Л.И. Мандельштамом и Н.Д. Папалекси, а также американскими
физиками Б. Стюартом и Р. Толменом. В этих опытах было обнаружено, что
при резкой остановке быстро вращающейся катушки с проводом в ней
возникает кратковременный электрический ток. Направление тока говорит о
том, что он создается движением отрицательно заряженных частиц. Измерение
заряда, протекшего в цепи катушки при торможении, дало возможность
определить отношение заряда этих частиц к их массе, которое совпало с
Предыдущая << 1 .. 48 49 50 51 52 53 < 54 > 55 56 57 58 59 60 .. 98 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed