Розділи постійний електричний струм: 13.1. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ 13.2. ЕЛЕКТРОРУШІЙНА СИЛА. ЗАКОН ОМА ДЛЯ ПОВНОГО КОЛА 13.3. РОБОТА І ПОТУЖНІСТЬ ЕЛЕКТРИЧНОГО СТРУМУ

13.1. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ

Електричний струм – це процес напрямленого руху заряджених частинок.

Для виникнення та існування електричного струму необхідні:

наявність вільних заряджених частинок – носіїв струму;

наявність електричного поля, дія якого створює та підтримує напрямлений рух вільних заряджених частинок.

Джерела електричного струму – пристрої, що перетворюють різні види енергії на електричну енергію.

Напрямком струму в колі умовно вважають напрямок, у якому рухалися б по колу позитивно заряджені частинки, тобто напрямок від позитивного полюса джерела струму до негативного.

Сила струму – це фізична величина, яка характеризує електричний струм і дорівнює відношенню заряду, що проходить через поперечний переріз провідника за інтервал часу, до цього інтервалу.

Якщо сила струму не змінюється з часом, то такий електричний струм називають постійним.

Сила постійного струму І в провіднику – фізична величина, яка характеризує електричний струм і чисельно дорівнює заряду, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу:

Одиниця сили струму в СІ – ампер (А).

Закон Ома для ділянки кола:

Сила струму І в ділянці кола прямо пропорційна напрузі U на кінцях цієї ділянки та обернено пропорційна опору R цієї ділянки.

Електрична напруга U на ділянці кола – фізична величина, яка характеризує електричне поле на ділянці кола і чисельно дорівнює роботі електричного поля з переміщення одиничного позитивного заряду по цій ділянці:

Одиниця напруги в СІ – вольт (В).

Електричний опір – це фізична величина, яка характеризує властивість провідника протидіяти електричному струму.

Одиниця опору в СІ – Ом.

Опір R провідника прямо пропорційний його довжині l, обернено пропорційний площі S його поперечного перерізу й залежить від речовини, з якої виготовлений провідник:

Питомий опір речовини – це фізична величина, яка характеризує електричні властивості речовини та чисельно дорівнює опору виготовленого з неї провідника довжиною 1 м і площею поперечного перерізу 1 м2.

Одиниця питомого опору в СІ – ом-метр (Ом·м).

Рис.13.1. Послідовне з’єднання

З’єднання провідників називають послідовним, якщо воно не містить розгалужень, тобто провідники розташовані послідовно один за одним (рис. 13.1).

1. Сила струму в кожному з двох послідовно з’єднаних провідників однакова:

2. Загальна напруга на двох послідовно з’єднаних провідниках дорівнює сумі напруг на них:

3. Загальний опір двох послідовно з’єднаних провідників дорівнює сумі їхніх опорів:

Рис.13.2. Паралельне з’єднання

З’єднання провідників називають паралельним, якщо для проходження струму є два чи більше шляхів – віток – і всі ці вітки мають одну пару спільних точок – вузлів (рис. 13.2.).

1. Сила струму в нерозгалуженій частині кола дорівнює сумі сил струмів у відгалуженнях (окремих вітках):

2. Загальна напруга на ділянці та напруга на кожному з двох паралельно з’єднаних провідників є однаковими:

3. Величина, обернена загальному опору розгалуженої ділянки кола, дорівнює сумі величин, кожна з яких обернена опору відповідної вішки цього розгалуження: