§ 33. Електрична напруга. Вольтметр

Напруга - це фізична величина, що характеризує електричне поле на певній ділянці електричного кола, або у всьому колі.

Ми вже знаємо, що в замкненому електричному колі відбувається рух вільних електронів, які утворюють електричний струм. Рух електронів відбувається під дією електричного поля, що створюється джерелом струму. Отже, сили електричного поля виконують роботу по переміщенню зарядів і ця робота називається роботою струму. Окрім величини заряду, робота струму визначається ще і фізичною величиною, що отримала назву електричної напруги.

Напруга U на ділянці кола чисельно дорівнює відношенню роботи струму до електричного заряду q, що переміщується через дану ділянку кола:

1. Одиниці електричної напруги. Електричну напругу вимірюють у вольтах (позначають В). Так її назвали на честь видатного італійського фізика Алессандро Вольта, який створив перший гальванічний елемент.

За одиницю електричної напруги 1 вольт (1 В) приймають таку напругу на кінцях провідника, при якій робота по переміщенню електричного заряду в 1 кулон (1 Кл) по провіднику дорівнює роботі 1 джоиль (1 Дж):

2.    Вольтметр. Величину електричної напруги можна виміряти за допомогою приладу, що називається вольтметром.

На рис. 122 зображено зовнішній вигляд шкільного демонстраційного вольтметра, а його умовне позначення на схемах рис. 123 а, б.

Принцип роботи вольтметра також ґрунтується на магнітній дії електричного струму. Тоді в чому ж полягає відмінність у будові амперметра і вольтметра? Уважно подивімося на рухому рамку (котушку з дротом), до якої прикріплено стрілку лабораторного амперметра і вольтметра. Ми побачимо, що в амперметрі котушку намотано дротом більшого діаметру, а у вольтметрі дротом меншого діаметру та більшої кількості витків. Чому ж це так, Ви дізнаєтесь у наступних параграфах.

3.    Вимірювання напруги.

Пригадаймо, що амперметр в електричне коло вмикається послідовно. Вольтметр для вимірювання електричної напруги включається в коло паралельно.

Затискачі вольтметра під’єднують до тих точок кола, між якими треба виміряти напругу, причому затискач з позначкою « + » приєднують до проводу, що йде від позитивного полюса джерела струму, а з позначкою «-» - до негативного.

На рис. 125 а, зображено, як треба приєднати вольтметр, щоб виміряти напругу на ділянці кола електричної лампи, а на рис. 125 б, щоб виміряти напругу на полюсах джерела струму.

Подумайте і дайте відповідь

1.    Що таке електрична напруга?

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

3.    Як можна визначити роботу струму, знаючи напругу і перенесений заряд?

4.    Як можна підрахувати, який заряд перенесено, якщо відомі напруга і робота струму?

5.    Що приймають за одиницю напруги?

6.    Яким приладом вимірюють напругу? Як вмикають його у коло для вимірювання напруги на ділянці кола?

Розв’яжіть задачі та оцініть результати

Вправа 33.

1.    Яка напруга на кінцях провідника, якщо за проходження крізь нього заряду 5 Кл виконується робота 1,1 кДж?

2.    Яка робота виконується з переміщення заряду 4,6 мкКл по провіднику, напруга на кінцях якого 2000 В?

3.    Розглянемо шкалу вольтметра на рис. 125. Визначте ціну поділки.

Це матеріал з підручника Фізика 8 клас Шут