§ 35. Сила струму

Силу електричного струму можна визначити по його дії — тепловій, магнітній, хімічній. Розглянемо хімічну дію струму. Чим сильніший струм, тим більший шар міді відкладеться на негативному електроді при проходженні струму через розчин мідного купоросу. Це відбувається тому, що атомів міді на електроді осяде тим більше, чим більший заряд пройде через розчин. Проте лише величина заряду, що проходить через розчин, не може бути показником сили струму. Один і той же за величиною заряд може проходити по електричному колу годину, хвилину, секунду. Сила струму тим більша, чим більший заряд проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу.

Позначимо силу струму буквою /, величину заряду — буквою q, час — буквою t. Силою струму І називають фізичну величину, рівну відношенню заряду q, що

проходить через поперечний переріз провідника за час і, до цього проміжку часу:

Крім хімічної, струм проявляє ще магнітну і теплову дію. Кожну з цих дій можна було б використати для визначення одиниці сили струму. У 1948 році на Міжнародній конференції з мір та ваг в основу визначення одиниці сили струму було вирішено покласти явище взаємодії двох провідників зі струмом.

На мал. 79 зображена схема досліду для визначення одиниці сили струму. Два провідники, розміщені паралельно один одному, приєднано до джерела струму. Під час замикання кола по провідниках проходить струм, внаслідок чого провідники притягуються або відштовхуються, залежно від напряму струмів у них.

Силу взаємодії провідників із струмом можна виміряти. Досліди та розрахунки показали, що сила взаємодії залежить від сили струму у провідниках, від довжини провідників, відстані між ними та середовища, у якому перебувають провідники.

У системі CI за одиницю сили струму беруть силу струму, при якій відрізки паралельних провідників завдовжки 1 м взаємодіють із силою 2-Ю^-7 H (0,0000002 Н). Цю одиницю сили струму називають ампером (1 А) на честь французького фізика Ампера.

Ампер Андре-Марі (1775— 1835)    - французький фізик,

математик, хімік. Основні праці присвячені вивченню електромагнітних явищ. У 1820 р. сформулював правило для встановлення напряму дії магнітного поля струму на магнітну стрілку.

Застосовуються також частинні та кратні одиниці сили струму: міліампер (1 мА = 0,001 А); мікроампер (1 мкА = 0,000001), кілоампер (кА=1000А).

При силі струму I А через поперечний переріз провідника за 1 с проходить заряд 1 Кл. Визначимо одиницю електричного заряду через одиниці сили струму і часу.

1 кулон = 1 ампер · 1 секунда, або 1 Кл = I А · с.

1 кулон дорівнює електричному заряду, що проходить через поперечний переріз провідника при силі струму I А за час 1 с. Електричний заряд називають також кількістю електрики.

Силу струму в колі вимірюють приладом, який називається амперметром. Під час вмикання його в коло сила струму в колі змінюється дуже мало.

На мал. 80 а показано амперметр, яким користуються під час демонстрації дослідів. Як бачите, він схожий на гальванометр, але на шкалі його поставлена літера А. При виконанні лабораторних

робіт будете користуватися амперметром, показаним на мал. 80 б. Шкалу амперметра градуюють в амперах і частках ампера за показами точних амперметрів.

Кожний амперметр розрахований на певну найбільшу силу струму, перевищувати яку не можна, тому що прилад зіпсується.

Щоб виміряти силу струму, амперметр вмикають у коло послідовно з тим приладом, силу струму в якому потрібно виміряти (мал. 80 в).

На затискачах амперметра стоять знаки «плюс» (« + »), і «мінус» («-»). Затискач амперметра, біля якого стоїть знак «+», слід з’єднувати з провідником, з’єднаним з позитивним полюсом джерела струму.

Перш, ніж вмикати амперметр у коло, слід переконатися, що це прилад для вимірювання сили струму. На його шкалі має стояти літера А. Крім того, необхідно вияснити, яку максимальну силу струму можна вимірювати даним амперметром. Наприклад, амперметром, зображеним на мал. 33 а, можна вимірювати силу струму до З А.

Установіть також, для вимірювання якого струму — постійного чи змінного — призначений амперметр. Постійний струм на шкалі позначається знаком «-»,

змінний — «~». На мал. 80 а зображений амперметр для вимірювання постійного струму.

Перш, ніж включити амперметр для вимірювання сили струму, потрібно визначити ціну поділки. Наприклад, між позначками Oil (мал. 80 а) 5 проміжків. Отже, ціна поділки:

Якщо стрілка демонстраційного амперметра мал. 33 а зупинилася на другій поділці після поділки з позначкою 0, то прилад показує струм:

Якщо стрілка демонстраційного амперметра (мал. 33 а) зупинилася між поділками, то значення сили струму заокруглюють до найближчої поділки.

При використанні амперметра, зображеного на мал. 33 а у максимальна похибка вимірювання дорівнює половині значення ціни поділки:

Отже, значення сили струму, яке виміряне за допомогою цього амперметра:

/ = 0,4 А ± 0,1 А.

У колі, яке складається з джерела струму й послідовно з’єднаних споживачів значення сили струму на всіх ділянках однакове. Послідовним називається таке з’єднання, при якому кінець одного провідника з’єднується з початком другого. Заряд, який проходить у такому електричному колі через будь-який поперечний переріз провідників кола за 1 с, однаковий. При послідовному сполученні провідників амперметр покаже одне і те ж значення сили струму у будь-яких ділянках кола.

Потрібно пам'ятати, що для людського організму безпечною вважається сила струму до 1 мА. Сила струму понад 100 мА призводить до серйозних уражень організму

Силою струму І називають фізичну величину, рівну відношенню заряду q, що проходить через поперечний переріз провідника за час t, до цього проміжку часу. Одиницею сили струму в CI є 1 ампер.

Сила струму вимірюється амперметром. При послідовному сполученні елементів кола сила струму в усіх ділянках кола є однаковою.

1. Яку фізичну величину називають силою струму в провіднику? 2. Яка одиниця сили струму в СІ? 3. На основі якої дії струму встановлено одиницю сили струму — ампер? 4. Назвіть частинні і кратні одиниці сили струму, їх співвідношення з 1 А. 5. Як називають прилад для вимірювання сили струму? 6. У яких одиницях градуюють шкалу амперметра? 7. Як вмикають у коло амперметр?

? 1. Сила струму в колі електричної лампи 0,3 А. Виразіть її в мАта мкА. 2. Через поперечний переріз провідника за 1 хв. пройшло 270 Кл електрики. Визначте силу струму у провіднику.

1. Скільки електронів проходить через спіраль електричної лампи за ЗО с, якщо сила струму в ній 0,5?А? Врахуйте, що q = ne, де η — кількість електронів, е — заряд електрона.

Це матеріал з підручника Фізика 8 клас Гуз