§ 33. Сила струму.

Сила струму - це фізична величина, яка характеризує електричний струм і дорівнює відношенню електричного заряду, який пройшов через поперечний переріз провідника, до інтервалу часу проходження.

Тут ти дізнаєшся, що для електричного струму застосовують спеціальну фізичну величину, як характеризує інтенсивність дій електричного струму.

Дії електричного струму можуть бути різної інтенсивності. Лампочка може світитися яскравіш чи тьмяніше, кількість міді може бути різної кількості при проходженні електричного струму через розчин мідного купоросу. Те саме можна сказати і про інші дії електричного струму. Дослідження показали, що при діях різної інтенсивності у електричному колі проходить різний електричний заряд. Тому для характеристики електричного струму ввели спеціальну фізичну величину, яку назвали силою струму.

Сила струму — це фізична величина, яка характеризує електричний струм і дорівнює відношенню електричного заряду, який пройшов через поперечний переріз провідника, до інтервалу часу проходження.

Якщо силу струму позначити літерою І, то в математичній формі це означення матиме такий вигляд:

Одиницею сили струму є один ампер (1 А). Одиниця названа на честь французького фізика А.М.Ампера, який провів ґрунтовні дослідження процесів у електричному колі.

У Міжнародній системі одиниць (СІ) для ампера існує означення, для якого використано результати магнітної взаємодії. Згідно з цим означенням - один ампер — це сила струму, при якій два провідника довжиною по 1 м кожен на відстані 1 м взаємодіють із силою 2 IO ⁷ Н.

При силі струму в один ампер через поперечний переріз провідника за одну

секунду проходить електричний заряд в один кулон:

У практиці вимірювань користуються кратними і дробовими одиницями сили струму:

1 кілоампер - 1 к А -1 000 А - IO^sA;

1 мегаампер -I MA - 1 000 000 А -

-    IO^eA;

1 міліампер ^β 1 мА=» 0,001 A ^e IO⁸A;

1 мікроампер - I_t мкА = 0,000 001А =

-    IO^eA.

Для вимірювання сили струму в електричному колі застосовують амперметр. Існує дві групи амперметрів. У так званих аналогових приладах (мал. 107), як правило, використовується магнітна дія струму, внаслідок якої повертається рамка, якою проходить електричний струм, і повертає стрілку на певний кут залежно від значення сили струму.

За кутом відхилення стрілки судять про значення сили струму.

У цифрових приладах (мал. 108) силу струму вимірюють спеціальні електронні пристрої. Результати вимірювання відображаються на дисплеї у цифровій формі. Щоб упізнати амперметр серед інших вимірних приладів, на його шкалі зображають велику літеру А.

Усі амперметри вмикаються в електричне коло послідовно, так, що весь струм проходить через прилад.

Для зображення амперметра на електричних схемах використовують окремий значок (див. мал. 101).

Користуючись означенням сили струму, можна дати означення одного кулона:

1 Кл - IA · 1с.

Це означає, що коли у колі протягом однієї секунди існував струм 1 ампер, то за цей час через поперечний переріз провідника пройшов заряд в 1 кулон.

ЗАВДАННЯ ДОДОМУ.

Сила струму.

Склади задачі за даними таблиці розв’яжи їх і заповни порожні клітинки.

Будь уважним! Вмикаючи амперметр у коло, слідкуй, щоб його клема, позначена значком +, приєднувалась до провідника, який підходить від клеми + джерела струму! Подібне стосується і клеми — .

Прочитай і з'ясуй, що ти знаєш.

1.    Що характеризує сила струму як фізична величина?

2.    Які величини визначають силу струму?

3.    Які одиниці сили струму?

4.    Які прилади застосовують для вимірювання сили струму у колі?

5. Як вмикається амперметр у коло?

Тут ти дізнаєшся, від яких факторів залежить сила струму в колі.

Для визначення роботи електричного струму використовують фізичну величину, яку називають напругою. Чим більша робота виконується при перенесенні певного електричного заряду між двома точками електричного поля, тим більшою буде напруга між цими точками.

За означенням електрична напруга -це фізична величина, яка характеризує електричне коло і дорівнює відношенню роботи, виконаної електричним струмом на певній ділянці кола, до значення заряду, який при цьому перемістився під дією електричного поля.

Напруга позначається латинською буквою U. Відповідно до означення

Якщо роботу вимірювати в джоулях, а заряд в кулонах, то напруга буде вимірюватися в вольтах. Одиницею напруги є вольт. Відповідно до означення 1 вольт - 1 джоуль: 1 кулон, або

Одиниця електричної напруги отримала свою назву на честь італійського вченого А.Вольта, який провів Грунтовні дослідження в галузі електрики.

На практиці використовують кратні і дробові одиниці напруги:

1 мегавольт = I MB = 1 000 000 вольт = =IO^eB;

1 кіловольт = 1 кВ = 1 000 вольт — IO³B; 1 мілівольт = 1 мВ = 0,001 вольт = 10 '³B; 1 мікровольт = 1 мкВ = 0,000 001 вольт = 10 ^е В.

Для вимірювання напруги в електрич-

них колах створено спеціальні прилади, які називаються вольтметрами (прилади, які «міряють вольти») і на схемах позначаються спеціальним значком (див. мал.101).

Такий же значок (буква V) наносять на шкалу вольтметра (мал. 109).

Результати вимірювань відображаються на шкалі приладе, в якому кут відхилення стрілки пропорціональний напрузі. Такий прилад називають аналоговим.

У цифрових приладах вимірювання напруги здійснюється спеціальними електронними пристроями і результати відображаються в цифровій формі на дисплеї (мал. 110).

Коли хочуть виміряти напругу на ділянці кола, то вольтметр приєднують провідниками до тих точок, між якими вимірюється напруга.

Будь уважним! Вмикаючи вольметр у коло, слідкуй, щоб його клема, позначена значком +, приєднувалась до провідника, що надходить до ділянки кола від клеми + джерела струму! Подібне стосується і клеми — .

Прочитай і з'ясуй, що ти знаєш.

1.    Яка фізична величина називається напругою?

2.    Які одиниці напруги?

3.    Яке походження сучасної назви одиниці напруги?

3. Які співвідношення між кратними і дробовими

одиницями напруги?

4. Яким приладом вимірюється електрична напруга?

δ. Яка відмінність між аналоговими і цифровими вольтметрами?

6.    Як вмикається в коло вольтметр для вимірювання напруги?

7.    Як розпізнати вольтметр між інших електровимірювальних приладів?

Тут ти дізнаєшся, що провідники впливають на силу струму в колі; що кількісною мірою такої властивості с електричний опір.

Вільні заряджені частинки, зазнаючи дії електричного поля, взаємодіють між собою і з іншими частинками речовини. Зокрема, у металах вільні електрони за наявності електричного поля, яке створюється джерелом струму, упорядковано рухаються, утворюючи електричний струм. Цей струм проходить поміж частинками провідника, які здійснюють коливання, і взаємодіє з ними. Оскільки речовини, з яких виготовляються провідники, мають різну внутрішню будову, зокрема кристалічну ґратку, то така взаємодія буде залежати від роду речовини.

Складемо електричне коло з джерела струму, амперметра, вимикача, з’єднувальних провідників і сталевого провідника. Замкнемо коло і відмітимо, що амперметр показує силу струму 1 А.

Розімкнемо коло і сталеву дротину замінимо константановою такого ж діаметра і довжини. Стрілка амперметра покаже силу струму близько 0,25 А. За всіх рівних умов сила струму в колі змінилася лише тому, що в ньому сталеву дротину замінили константановою.

Властивість провідника впливати на силу струму в колі завдяки своїм фізичним властивостям називають електричним опором.

Для електричного опору існує відповідна фізична величина, яка у формулах позначається великою латинською літерою R. Спеціально сконструйований провідник, опір якого враховується при розрахунках електричного кола, називається резистором і на схемах позначається спеціальним символом (див. мал. 101).

Для вимірювання опору провідника застосовують одиницю, яка називаєть-

ся омом (1 Ом). Якщо в коло увімкнути провідник опором 1 Ом, то при напрузі IBb колі буде проходити струм 1 А.

Одиниця електричного опору отримала свою назву на честь німецького фізика Г.Ома, який провів фундаментальні дослідження законів електричного кола.

Існують кратні й дробові одиниці опору:

1 міліом - 1 мОм — 0,001 Ом —

= IO ³ Ом;

1 кілоом = 1 кОм = 1 000 Ом = IO³ Ом;

1 мегаом — 1 МОм — 1 000 000 Ом -= IO⁶Om.

Для вимірювання електричного опору використовують спеціальний прилад, який називається омметром. Він значно складніший за амперметр і вольтметр, оскільки в багатьох із них застосовуються електронні пристрої. Але його основна властивість полягає в тому, що він виконує прямі вимірювання опору провідника. Це — коли результати вимірювання опору відразу показує стрілка на шкалі або подаються в цифровій формі на дисплеї. Отже, як і попередні вимірювальні прилади, омметр може бути аналоговим (стрілка і шкала) або цифровим (дисплей). Щоб відрізнити цей прилад з-поміж інших, на ньому зображають значок Ω («омега» грецького алфавіта).

Прочитай і з*ясуй, що ти знаєш.

1.    Яку властивість провідника називають електричним опором?

2.    Чому струм в провіднику залежить від вибору провідника?

3.    Яка фізична величина відповідає властивості «електричний опір»?

4.    Яка одиниця електричного опору?

5.    Який пристрій називають резистором?

6.    Яким символом позначають резистор на електричних схемах?

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Савченко