§ 25. Сила струму та її вимірювання. Амперметр

Сила струму

Силою струму І називають фізичну величину, що характеризує електричний струм у колі і дорівнює відношенню електричного заряду q, що пройшов через поперечний переріз провідника, до часу його проходження

На Міжнародній конференції у 1948 р. було вирішено покласти в основу визначення одиниці сили струму явище взаємодії двох паралельних провідників зі струмом. Для встановлення одиниці сили струму беруть два гнучкі довгі провідники, розташовані паралельно один одно-

му. Ці провідники під’єднують до джерела електричного струму таким чином, щоб струм проходив по них в одному напрямі. При замиканні кола провідники будуть притягуватися один до одного з певною силою (рис. 25.1).

Якщо провідники під’єднати до джерела так, щоб струм по них протікав у різних напрямках, вони будуть відштовхуватися з такою самою силою. Сила взаємодії паралельних провідників зі струмом залежить від їх довжини, відстані між ними, сили струму в них, середовища, в якому вони розміщені. Чим більша сила струму, тим більшою буде сила взаємодії провідників.

За 1 ампер беруть таку силу струму, за якої відрізки двох паралельних провідників завдовжки 1 м, розташовані на відстані 1 м один від одного, взаємодіють у вакуумі із силою 2-Ю⁷ Н.

Для практичних потреб використовують також частинні й кратні одиниці сили струму: міліампер (1 мА = IO³ А), мікроампер (1 мкА = 10 ^е А), кілоампер (1 кА = IO³ А).

Через одиницю сили струму ампер визначають одиницю електричного заряду кулон: 1 кулон = 1 ампер · 1 секунда, 1 Кл = IA- 1 с. За одиницю електричного заряду приймають заряд, який проходить через поперечний переріз провідника за 1 с при силі стр>^му 1 А.

Електричний заряд, що проходить через поперечний переріз провідника, називають також кількістю електрики: q = І · t.

ВИМІРЮВАННЯ СИЛИ СТРУМУ. АМПЕРМЕТР. Для вимірювання сили струму в електричному колі використовують спеціальні прилади — амперметри (рис. 25.2).

Принцип дії амперметрів, зображених на рис. 25.2 а, б ґрунтується на магнітній дії електричного струму. Стрілка амперметра кріпиться до котушки, розташованої в магнітному полі постійного магніту. При підключенні амперметра до електричного кола через котушку проходить електричний струм. Унаслідок магнітної взаємодії котушка з прикріпленою до неї стрілкою повертаються на певний кут. Чим більший струм в електричному колі, тим більшим буде кут відхилення стрілки амперметра.

Для вимірювання сили струму в певній ділянці кола потрібно його розімкнути у будь-якій точці цієї ділянки й під’єднати послідовно амперметр. На рис. 25.3 показано приклад вимірювання сили струму на ділянці кола між лампочкою та ключем. Якщо порівняти покази амперметра, підключеного до різних ділянок кола (рис. 25.3), виявиться, що вони будуть однаковими, оскільки через будь-який переріз кола, включно з джерелом, проходить однаковий електричний заряд.

Отже, амперметр під’єднують до джерела струму послідовно зі споживачем (резистором, електролампою і т. ін.) таким чином, щоб знаки «+» та «-» на корпусі вимірювального приладу збігалися з відповідними полюсами джерела струму.

Розглянемо детальніше шкалу вимірювального приладу (рис. 25.4). На ній є літера А, яка вка-

зує, що цей вимірювальний прилад — амперметр.

Оскільки перед літерою А немає інших літер (наприклад, т, μ) το максимальне значення вимірюваної величини — 2 А. Шкала амперметра рівномірна. Загальна кількість поділок — 40 (кількість поділок між цифровими позначками дорівнює 10). Тоді ціна поділки шкали цього

У радіотехніці використовують мі лі- та мікроамперметри, на шкалах яких зображено відповідно тА, μΑ. Максимальне значення сили струму, що вимірюється міліамперметром, зазвичай не перевищує, 0,5—1 А, мікроампером — 1 мА. Для забезпечення точності вимірювань шкала таких приладів містить 100 та більше поділок (рис. 25.5).

Головне в цьому параграфі_

Силою струму / називають фізичну величину, що характеризує електричний струм у колі й дорівнює відношенню електричного заряду q, що пройшов через поперечний переріз провідника, до часу його проходження:

Один ампер відповідає такій силі струму, за якої відрізки двох паралельних провідників завдовжки 1 м, розташовані на відстані 1 м один від одного, взаємодіють у вакуумі з силою 2 · 10 ⁷ Н.

Для вимірювання сили струму в електричному колі використовують спеціальні прилади — амперметри. Амперметр під'єднують до джерела струму послідовно зі споживачем (резистором, електролампою і т. ін.) таким чином, щоб знаки «+» та «-» на корпусі вимірювального приладу збігалися з відповідними полюсами джерела струму.

Виміряне значення сили струму в електричному колі дорівнює добутку ціни поділки шкали приладу на кількість поділок, на яку відхилилася стрілка приладу.

Запитання для самоперевірки_

1.    Від чого залежить дія електричного струму?

2.    Яку фізичну величину називають силою струму?

3.    Як сила струму залежить від електричного заряду, що проходить через провідник, і часу?

4.    Який учений-фізик увів поняття «електричний струм»?

5.    В яких одиницях Міжнародної системи вимірюється сила струму? Яким чином визначають цю одиницю?

6.    Яким приладом вимірюють силу струму в електричному колі?

7.    Які особливості включення амперметра в електричне коло?

8.    Для чого використовують мілі- та мікроамперметри?

Вправа до § 25

1п. Вкажіть електричну схему на якій правильно зображено підключення амперметра в електричне коло.

Зд. Визначте силу струму в провіднику, якщо за 20 с через поперечний переріз провідника проходить електричний заряд 68 Кл. 4д. Через електричний прилад, увімкнений в електричне коло, проходить електричний струм силою 8 мкА. Визначте електричний заряд, що проходить через цей прилад за 12 хв.

5д. Визначте час проходження електричного струму по провіднику, якщо при силі струму 0,5 А по провіднику пройшов електричний заряд 7,7 Кл.

6в. Визначте кількість електронів, що проходять за 1 с через переріз металевого провідника при силі струму в ньому 0,8 мкА.

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Головко