§ 28. Електрична напруга.

Ви дізнаєтесь

Електрична

напруга

Електрична напруга. Розглянемо ще раз механічну модель електричного кола (мал. 117).

Причиною потоку води в поданому вище прикладі є різниця рівнів (висот). Якщо рівні води будуть однаковими, то вода стоятиме в жолобах, бо причини для її переміщення немає. Які зміни відбудуться в разі зміни рівнів води? Очевидно, якщо збільшити висоту, з якої буде падати вода, збільшиться «працездатність» потоку. Що більша різниця висот, то більшу роботу виконує сила тяжіння під час падіння води, і то більшою є енергія водяного потоку.

В електричному колі величину, аналогічну різниці висот, назвали напругою. З’ясуємо детальніше, що таке напруга. Причиною електричного струму в колі є наявність електричного поля, під дією якого відбувається переміщення електричного заряду. Електричне поле створюється джерелом струму.

Щоб подавати воду на більшу висоту, очевидно, потрібен потужніший насос. У випадку електричного кола — джерело струму. Під дією електричного поля, що створюється джерелом струму, заряджені частинки рухаються по провіднику. При цьому виконується робота з переміщення зарядів. Це свідчить про те, що головну роль у протіканні електричного струму в провідниках відіграє електричне поле, створюване джерелом струму. Для характеристики електричного поля і вводять фізичну величину — напругу.

Можливо, ви чу ли вираз «Обережно, висока напруга]». У цьому разі слово «висока» вказує на те, що чим більшою є напруга на кінцях ділянки кола, тим більшу роботу виконає сила, яка діє з боку електричного поля, для переміщення заряду 1 Кл. По аналогії з потоком води: що вищою є різниця рівнів води, то більшу роботу виконає сила тяжіння під час падіння води масою 1 кг.

Напруга — це фізична величина, що характеризує електричне поле й визначається відношенням роботи електричного поля на певній ділянці кола до електричного заряду, що пройшов по цій ділянці.

Таблиця 1.

Сила струму й електрична напруга в різних технічних пристроях і приладах

У гальванічному елементі й акумуляторі (хімічних джерелах струму) значення напруги невелике.

Якщо в гальванічному елементі наявні мідний і залізний електроди, то напруга становитиме 0,78 В, мідний і цинковий — 1,1 В, срібний і цинковий — 1,56 В. Середня напруга свинцевого кислотного акумулятора становить 2 В, а залізонікелевого лужного — 1,25 В.

Щоб отримати більші напруги, гальванічні елементи, акумулятори, термо- і фотоелементи з’єднують у батареї. Якщо треба одержати більшу напругу, то використовують послідовне з’єднання елементів (мал. 126, а): окремі елементи приєднують один до одного різнойменними полюсами. Якщо хочуть одержати джерело, що дає більший струм, використовують паралельне з’єднання елементів (мал. 126, б): окремі елементи з’єднують у батарею однойменними полюсами.

Для вимірювання напруги використовують спеціальні прилади — вольтметри (мал. 127).

Оскільки електрична напруга характеризує працездатність електричного поля між двома точками, то вольтметр, на відміну від амперметра, включається в електричне коло без його розриву. Вольтметр приєднують паралельно до тієї ділянки, на кінцях якої вимірюють напругу.

Як і у випадку з амперметром, підключаючи вольтметр, потрібно слідкувати за полярністю. Для вимірювання напруги на полюсах джерела струму вольтметр приєднують безпосередньо до клем джерела.

Підбиваємо підсумки

Напруга U — це фізична величина, що характеризує електричне поле й визначається відношенням роботи електричного поля (А) на певній ділянці кола до електричного заряду (q), що пройшов по цій ділянці:

Напругу вимірюють вольтметром, вмикаючи його паралельно до ділянки кола, на якій вимірюють напругу.

А знаю, вмію та можу пояснити _

1.    Що таке електрична напруга?

2.    Як можна визначити напругу, знаючи роботу струму та електричний заряд?

3.    Що прийнято за одиницю напруги? Як називають цю одиницю?

4.    Яким приладом вимірюють напругу? Які правила вмикання цьго приладу в електричне коло?

ПОЯСНІТЬ

1. Чи однакову напругу покажуть вольтметри?

2.    Чи можна стверджувати, що до та після вмикання амперметра в електричне коло сила струму залишається в ньому незмінною?

3.    Як за допомогою вольтметра визначити полюси джерела постійного струму?

1.    Визначте напругу на ділянці електричного кола, якщо під час перенесення заряду 50 Кл електричне поле виконує роботу 1,2 кДж.

2.    Яка напруга на кінцях провідника, якщо під час проходження по ньому заряду 5 Кл виконується робота 1,1 кДж?

3.    Напруга між хмарами під час грози 10000 кВ. Скільки електронів проходить між хмарами, якщо при цьому виконується робота 0,16 Дж?

4.    Під час світіння лампи розжарювання виконується робота 3,96 кДж. Визначте електричний заряд, який пройшов через лампу, якщо вона ввімкнута в мережу 220 В.

5.    На малюнку 128 зображено шкали амперметрів і вольтметрів. Визначте для кожного приладу межі вимірювання та ціну поділки шкали. Яку силу струму показує кожний амперметр? Яку напругу показує кожний вольтметр?

РОСЛИННО-МІКРОБНІ ДЖЕРЕЛА СТРАМІ]

Учені винайшли так звані рослинно-мікробні елементи, дія яких ґрунтується на отриманні електричної енергії з біологічної енергії життєдіяльності рослин.

Унаслідок фотосинтезу утворюються органічні продукти, що виводяться з рослин через корені. Бактерії ґрунту, що містяться навколо коренів, розщеплюють ці органічні відходи, вивільняючи електрони. Розмістивши вуглецеві електроди навколо коренів, можна згенерувати запаси електрики.

СПОСОБИ П1ДЗАРЯДКИ ТЕЛЕФОНІ]

В ПРИРОДНИХ IjlVIOBAX

Можливо, вам доводилось бути в ситуації, що ваш мобільний телефон розрядився і немає доступу до електричної мережі. У цьому разі вам допоможуть такі джерела струму:

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Засєкіна