Электрический ток, разность потенциалов, электрическое сопротивление и закон Ома

Электрический ток — это поток электрических зарядов через проводящий материал . Электрический ток течет от положительного полюса к отрицательному полюсу вне источника, и это называется обычным направлением электрического тока, однако оно противоположно направлению электронов. поток.

Сила электрического тока

Электрический ток зависит от наличия свободных электронов перемещения через проводящий материал , который обеспечивает подачу электрического тока , напряженность электрического тока выражает количество электричества , проходящие через поперечное сечение проводника в одну секунде.

Обычное направление электрического тока: направление тока — от положительного полюса к отрицательному полюсу вне электрического источника.

Фактическое направление электрического тока : Т He электронов направление от отрицательного полюса к положительному полюсу внешнего электрического источника.

Сила электрического тока (I)- это количество электричества, проходящего через поперечное сечение проводника за одну секунду. Сила электрического тока (I),проходящего через проводник, определяется из соотношения:

I = Q / т

Где: (Q) количество электричества, измеренное в кулонах (C), (t) время и измеренное в секундах (с), Таким образом, сила электрического тока измеряется в кулонах в секунду, что эквивалентно амперам (A).

1 ампер = 1 кулон / 1 секунда

Ампер — это сила электрического тока из-за протекания количества электричества в 1 кулон через поперечное сечение проводника за одну секунду, кулон — это количество электрического заряда, которое проходит через поперечное сечение проводника в За период в одну секунду он производит электрический ток силой 1 ампер.

Когда электрический ток, проходящий в проводнике = 10 Ампер, это означает, что количество электрического заряда, проходящего через поперечное сечение проводника за одну секунду = 10 кулонов.

Электрический ток интенсивность прохождения в электрической цепи измеряетсяпомощью амперметра , который соединен последовательно в электрической цепи ,количество электронов (N)проходя через определенное поперечное сечение проводника может быть рассчитано из соотношения, где (е ) — заряд электрона и равен 1,6 · 10 ⁻¹⁹ Кл:

N = Q / e

Разница потенциалов

Электрический ток проходит в проводнике, когда электрический потенциал в одной точке проводника отличается от потенциала в другой точке, что означает, что когда существует разность потенциалов между двумя точками, разность потенциалов между двумя точками (V) — это работа. выполняется для передачи заряда в 1 кулон между двумя точками . Разность электрических потенциалов (В) определяется соотношением:

V = W / Q

Где: (W) — это проделанная работа, измеренная в Джоулях (Дж), (Q) величина заряда, измеренная в кулонах (C), следовательно, разность электрических потенциалов измеряется в Джоулях / Кулонах, что эквивалентно вольтам (В ).

1 Вольт = 1 Джоуль / 1 Кулон

Вольт — это разность потенциалов между двумя точками, когда выполняется работа в 1 Джоуль для передачи количества электричества в 1 кулон между этими двумя точками . Разность электрических потенциалов между двумя точками измеряется с помощью устройства, называемого вольтметром, подключенного параллельно в эти электрические цепи .

Когда разность потенциалов между концами проводника = 25 В, это означает, что проделанная работа по передаче заряда в 1 Кл между концами проводника = 25 Дж.

Электрическая энергия и электроэнергия:

V = W / Q, W = VQ = VI t

Где: Вт (проделанная работа) представляет собой потребляемую электрическую энергию, которая измеряется в Джоулях и эквивалентна вольт-амперам. Секунда . Электрическая энергия, потребляемая за 1 секунду, известна как электрическая мощность ( _Pw ). Она измеряется в ваттах. эквивалентно джоулям в секунду.

P _w  = VI = Вт / т

Электрическое сопротивление

Когда электрический ток проходит в проводнике, он страдает сопротивление или противодействие его потоком , который называется электрическим сопротивлением , Электрическое сопротивление (R) , является противодействием потока электрического тока , когда она проходит в проводнике.

Есть два типа сопротивлений , которые т он постоянное сопротивление и сопротивление переменного , Электрическое сопротивление измеряется в Оме, Электрическое сопротивление из проводника (R) определяются соотношением, которое известно как закон Ома :

R = V / I

Закон Ома

Когда электрическая цепь используется для нахождения связи между разностью потенциалов на выводах проводника и силой электрического тока, проходящего через него, мы обнаруживаем, что сила электрического тока, проходящего в проводнике, прямо пропорциональна разности электрических потенциалов на его концах. терминалы.

Закон Ома : при постоянной температуре сила электрического тока, проходящего по проводнику, прямо пропорциональна разности потенциалов между его выводами.

Электрическое сопротивление (R) : соотношение между разностью потенциалов между выводами проводника в вольтах и силой проходящего через него электрического тока в амперах.

Единицей измерения сопротивления является d Ом, Ом — это сопротивление проводника, по которому протекает ток силой 1 А при разности потенциалов между его концами 1 В.

Когда электрическое сопротивление проводника = 100 Ом, соотношение между разностью потенциалов между концами проводника и силой электрического тока, проходящего через него, = 100 В / А.

Уменьшение электрического сопротивления проводника.

Электрическое сопротивление прямо пропорционально длине проводника: R ∝ l.

Электрическое сопротивление обратно пропорционально поперечному сечению проводника: R ∝ I / A.

R ∝ l / A, R = Константа × l / A

R = ρ _e l / A

Где: ρ _e — постоянная физическая величина для того же материала при постоянной температуре, называемая удельным сопротивлением материала проводника.

Факторы, влияющие на электрическое сопротивление проводника при постоянной температуре

1. Удельное сопротивление проводника или тип материала проводника (ρ _e).
2. Длина проводника (l) прямо пропорциональна.
3. Сечение проводника (А), (обратно пропорционально).

Повышение температуры проводника увеличивает его электрическое сопротивление , потому что повышение температуры увеличивает амплитуду колебаний молекул металла и скорость его колебаний, что увеличивает скорость столкновения электронов электрического тока с молекулами металла, что увеличивает сопротивление для поток электронов через него увеличивает электрическое сопротивление проводника.

Удельное сопротивление материала проводника

Удельное сопротивление считается характерным физическим свойством материала, так как сопротивление изменяет тип или температуру материала проводника. Удельное сопротивление (ρ _e ) — это сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1. м² при определенной температуре. Удельное сопротивление измеряется в Ом.м.

Факторы, влияющие на удельное сопротивление :

1. Тип материала проводника.
2. Температура проводника.

Когда удельное сопротивление материала проводника = 6 × 10 ⁻¹⁹ Ом.м, сопротивление проводника длиной 1 м и его площадью поперечного сечения 1 м² при определенной температуре = 6 × 10 ⁻¹⁹ Ом.

Взаимное сопротивление материала проводника называется электропроводностью материала проводника (σ), и это физическая величина, постоянная для того же материала проводника при определенной температуре. Таким образом, это физическое свойство, характерное для него. .

Электропроводность (σ) является обратной величиной сопротивления проводника длиной 1 м и его площадью поперечного сечения 1 м² при определенной температуре или является обратной величиной удельного сопротивления материала проводника . Электропроводность материала. проводника измеряется в Ом ^-1 · м ^-1 .

Когда удельная электропроводность меди = 5,6 × 10 ⁷ Ом ^-1 · м ^-1 , величина, обратная сопротивлению медного проводника длиной 1 м и его площади поперечного сечения 1 м² при определенной температуре = 5,6 × 10 ⁷ Ом. ⁻¹ .

Факторы, влияющие на электрическую проводимость материала проводника:

1. Вид боевого дирижера.
2. Температура проводника.

Когда температура провода увеличивается, его удельное сопротивление увеличивается, а проводимость уменьшается. Кабели электропередачи сделаны из меди, потому что удельное сопротивление меди невелико, что означает, что сопротивление медных проводов также невелико, где (R ∝ ρ _e ). Это означает, что электропроводность меди высока, что снижает потери электроэнергии.

Чтобы определить сопротивление R, используя массу, объем и плотность материала:

R = ρ _e l / A = ρ _e l² / V _ol = ρ _e l² ρ / м

R = ρ _e l / A = ρ _e V _ol / A² = ρ _e m / ρ A²

При растяжении проволоки ее длина увеличивается, а площадь поперечного сечения уменьшается.

l ₁ / l ₂ = A ₂ / A ₁

Удельное сопротивление постоянно.

R ₁ / R ₂ = l ₁ A ₂ / l ₂ A ₁ = l ₁ ² / l ₂ ² = A ₂ ² / A ₁ ²