Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Презентации / Электрическая цепь. Законы электрической цепи.

Электрическая цепь. Законы электрической цепи.



Осталось всего 4 дня приёма заявок на
Международный конкурс "Мириады открытий"
(конкурс сразу по 24 предметам за один оргвзнос)


  • Физика
Выполнил: Шитик Т.В.
1. Электрическая цепь и ее схемы. 2. Электрический ток. 3. Электрическое сопр...
Электрической цепью называется совокупность устройств, образующих путь для...
Приемниками энергии называют устройства, в которых происходит преобразовани...
Графическое изображение электрической цепи при помощи условных знаков назы...
На рис. 1 показана в качестве примера схема электрической цепи, на которой...
Ветвью электрической цепи и ее схемы называется участок, состоящий из одног...
Ток, не изменяющийся с течением времени, называется постоянным током. Ток,...
Под термином "электрический ток" понимают скалярную величину, характеризующ...
Единица тока называется ампер (А): I] = [Q] / [t] = кулон /секунда = ампер...
Отношение численного значения тока к площади поперечного сечения проводника...
Плотность тока в проводнике J прямо пропорциональна напряженности электриче...
R = ℓ / ν ∙ S = ρ ∙ ℓ / S – электрическое сопротивление или, короче, сопро...
Величина, обратная электрическому сопротивлению, называется электрической п...
Здесь удельная электрическая проводимость меди ν = 57 ∙ 106 См/м. Для нихро...
Ток в электрической цепи вызывается воздействием на свободные заряженные ча...
Физическая величина, характеризующая способность источника электрической эн...
Главными источниками в большой энергетике, которые дают более 80 % всей эне...
6.1. Закон Ома. Соотношение между напряжением и током для любого пассивного...
Пример 3. Определить какая тепловая энергия будет получена в резисторе с со...
Пример 4. Определить ток в неразветвленной части электрической цепи, изобра...
6.4. Второй закон Кирхгофа. Алгебраическая сумма ЭДС источников энергии, де...
Решение: Принимаем направления обхода всех контуров совпадающих с направлен...
Рассмотрим правый контур. Здесь ЭДС Е2 второго источника действует в направ...
Рассмотрим внешний контур, обходя его по направлению движения часовой стрел...
Уравнение второго закона Кирхгофа для рассматриваемого контура имеет вид: Е...
1. Что понимают в общем случае под термином «электрический ток»? 	2. Какие в...
5. Что такое узел, контур, ветвь, элемент электрической цепи? 	6. Какие элем...
9. В чем заключается закон Джоуля-Ленца? Какими формулами можно математическ...
1. Какое число электронов проходит через поперечное сечение проводника за 1...
5. Определите удельную электрическую проводимость провода длиной 1,92 м и се...
8. Определите ток в проводнике, если каждую секунду через поперечное сечение...
1 из 32

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Выполнил: Шитик Т.В.
Описание слайда:

Выполнил: Шитик Т.В.

№ слайда 2 1. Электрическая цепь и ее схемы. 2. Электрический ток. 3. Электрическое сопр
Описание слайда:

1. Электрическая цепь и ее схемы. 2. Электрический ток. 3. Электрическое сопротивление проводников. 4. Электродвижущая сила. 5. Источники электрической энергии. 6. Законы электрической цепи.

№ слайда 3 Электрической цепью называется совокупность устройств, образующих путь для
Описание слайда:

Электрической цепью называется совокупность устройств, образующих путь для прохождения электрического тока. Электрическая цепь состоит из отдельных элементов: источников и приемников электрической энергии и связующих звеньев между ними. Источниками энергии в электрической цепи являются устройства, в которых происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию. К ним относятся: электромашинные генераторы, аккумуляторы, гальванические элементы, термо- и фотоэлектрические элементы .

№ слайда 4 Приемниками энергии называют устройства, в которых происходит преобразовани
Описание слайда:

Приемниками энергии называют устройства, в которых происходит преобразование электрической энергии, поступающей от источника, в другие виды энергии (механическую, тепловую, световую и т.д.). К приемникам энергии относятся: электродвигатели, электронагревательные и электроосветительные приборы, разнообразные бытовые электроприборы и т.д.

№ слайда 5 Графическое изображение электрической цепи при помощи условных знаков назы
Описание слайда:

Графическое изображение электрической цепи при помощи условных знаков называют принципиальной схемой или, короче, схемой электрической цепи. Рис. 1. Схема электрической цепи

№ слайда 6 На рис. 1 показана в качестве примера схема электрической цепи, на которой
Описание слайда:

На рис. 1 показана в качестве примера схема электрической цепи, на которой изображены: И1 и И2 – химические источники электрической энергии (например, аккумуляторы); П – плавкий предохранитель; В – выключатель однополосный; А – амперметр; R1, R2, R3 – резисторы (электротехнические изделия, обладающие заданным сопротивлением), которые являются приемниками электрической энергии; средняя ветвь – пассивная, левая и правая – активные; Б и Г – узлы электрической цепи; совокупность любых двух ветвей образует на этой схеме контур (замкнутый путь для тока).

№ слайда 7 Ветвью электрической цепи и ее схемы называется участок, состоящий из одног
Описание слайда:

Ветвью электрической цепи и ее схемы называется участок, состоящий из одного или нескольких элементов, соединенных так, что в этих элементах ток имеет одно и то же значение и направление. Узлом электрической цепи и ее схемы называется место соединения трех и более ветвей цепи. Контуром электрической цепи и ее схемы называется замкнутый путь, образованный несколькими ветвями цепи. Ветви, содержащие источники электрической энергии, называются активными, а не содержащие источников энергии – пассивными.

№ слайда 8 Ток, не изменяющийся с течением времени, называется постоянным током. Ток,
Описание слайда:

Ток, не изменяющийся с течением времени, называется постоянным током. Ток, изменяющийся с течением времени, называется переменным током. Ток, с течением времени периодически изменяющийся, называется периодическим током. Рис. 2. Графики изменения во времени электрических токов

№ слайда 9 Под термином "электрический ток" понимают скалярную величину, характеризующ
Описание слайда:

Под термином "электрический ток" понимают скалярную величину, характеризующую направленное движение носителей электрических зарядов и (или) изменение электрического поля во времени, сопровождаемые магнитным полем. Если за время t через поперечное сечение S проводника равномерно прошло n электронов, то общий заряд всех электронов Q = е ∙ n, где e = 1,6 ∙ 10-19 Кл – абсолютное значение заряда одного электрона, и электрический ток или, короче, ток: Q e ∙ n I = ── = ─── t t  

№ слайда 10 Единица тока называется ампер (А): I] = [Q] / [t] = кулон /секунда = ампер
Описание слайда:

Единица тока называется ампер (А): I] = [Q] / [t] = кулон /секунда = ампер (А). Применяются также производные единицы: килоампер (кА), миллиампер (мА), микроампер (мкА), причем 1 кА = 1000 А; 1 мА = 0,001 А; 1 мкА = 10-6 А. Заряд частиц, переносимых в проводнике через поперечное сечение, равен произведению тока и времени его прохождения: Q = I ∙ S

№ слайда 11 Отношение численного значения тока к площади поперечного сечения проводника
Описание слайда:

Отношение численного значения тока к площади поперечного сечения проводника называется плотностью тока: J = I / S Единица плотности тока [J] = [I / S] = А/м2. В связи с тем, что сечения проводников обычно измеряют в квадратных миллиметрах, принято измерять плотность тока в амперах на квадратный миллиметр (А/мм2), причем 1 А/мм2 = 1 А / (10-3)2 м2 = 106 А/м2. Пример 1. За одну микросекунду через поперечное сечение проводника прошло 100 млрд. электронов. Определить ток в проводнике. Решение. Подставляя значения e, n = 100 ∙ 109 и t = 10-6 c, получим: I = Q / t = e ∙ n / t = 16 ∙ 10-3 А = 16 мА.

№ слайда 12 Плотность тока в проводнике J прямо пропорциональна напряженности электриче
Описание слайда:

Плотность тока в проводнике J прямо пропорциональна напряженности электрического поля в проводнике ε, т.е. J = ν ∙ ε,   где ν – коэффициент пропорциональности, называемый удельной электрической проводимостью, или короче, удельной проводимостью материала проводника. Величина, обратная удельной электрической проводимости, называется удельным электрическим сопротивлением или, короче, удельным сопротивлением: ρ = I / ν

№ слайда 13 R = ℓ / ν ∙ S = ρ ∙ ℓ / S – электрическое сопротивление или, короче, сопро
Описание слайда:

R = ℓ / ν ∙ S = ρ ∙ ℓ / S – электрическое сопротивление или, короче, сопротивление проводника. Сопротивление проводника численно равно отношению напряжения на концах проводника к току в нем: R = U / I Единица сопротивления называется ом (Ом): [R] = [U] / [I] = вольт / ампер = Ом. Применяются также произвольные единицы: килом (кОм) и мегаом (МОм), причем 1 кОм = 103 Ом; 1 МОм = 106 Ом.

№ слайда 14 Величина, обратная электрическому сопротивлению, называется электрической п
Описание слайда:

Величина, обратная электрическому сопротивлению, называется электрической проводимостью или, короче, проводимостью: G = 1 / R. Проводимость измеряется в сименсах (См). Пример 2. Определить сопротивление медного провода длиной 200 м и сечением 2,5 мм2, а также длину, которую должен иметь нихромовый провод с такими же сечениями и сопротивлением. Решение. Сопротивление медного провода: R = ℓ / ν ∙ S = 200 / 57 ∙ 10 ∙106 ∙ 2,5 ∙ 10-6 = 1,4 Ом.

№ слайда 15 Здесь удельная электрическая проводимость меди ν = 57 ∙ 106 См/м. Для нихро
Описание слайда:

Здесь удельная электрическая проводимость меди ν = 57 ∙ 106 См/м. Для нихромового провода R = 1,4 Ом, ν = 106 См/м, S = 2,5 мм2 и согласно (3.7.) необходимая длинна ℓ = R ∙ ν ∙ S = 1,4 ∙ 106 ∙ 2,5 ∙ 10-6 = 3,5 м. Итак, 200 м медного провода и 3,5 нихромового провода одинакового сечения имеют одинаковые сопротивления.

№ слайда 16 Ток в электрической цепи вызывается воздействием на свободные заряженные ча
Описание слайда:

Ток в электрической цепи вызывается воздействием на свободные заряженные частицы, имеющиеся в проводниках электрического поля, которое создается источником электрической энергии. Электрическое поле внутри источника электрической энергии называют сторонним. Стороннее поле в источнике электрической энергии может быть получено в результате различных физических и химических явлений. Поддерживая электрический ток в цепи, силы стороннего электрического поля совершают работу за счет энергии источника.

№ слайда 17 Физическая величина, характеризующая способность источника электрической эн
Описание слайда:

Физическая величина, характеризующая способность источника электрической энергии совершать работу по поддержанию тока в замкнутом контуре электрической цепи, называется электродвижущей силой (сокращенно ЭДС). Если при переносе частиц с зарядом Q по замкнутому контуру источник электрической энергии совершил работу А, то его ЭДС Е = А / Q. ЭДС численно равна работе, совершаемой источником электрической энергии при переносе по замкнутому контуру положительно заряженных частиц с единичным зарядом. Электродвижущая сила измеряется в вольтах (В): [Е] = [А] / [Q] = джоуль / кулон = вольт

№ слайда 18 Главными источниками в большой энергетике, которые дают более 80 % всей эне
Описание слайда:

Главными источниками в большой энергетике, которые дают более 80 % всей энергии, потребляемой в нашей стране, являются тепловые и атомные электростанции. В малой электроэнергетике в настоящее время источниками служат, прежде всего, химические гальванические элементы и аккумуляторы и, кроме того, термоэлектрогенераторы и фотоэлементы. Но термогенераторы и фотоэлементы имеют малую мощность, небольшую ЭДС и низкий КПД и получили ограниченное применение.

№ слайда 19 6.1. Закон Ома. Соотношение между напряжением и током для любого пассивного
Описание слайда:

6.1. Закон Ома. Соотношение между напряжением и током для любого пассивного элемента, которое получено Г.С. Омом и называется законом Ома: I = U / R = G ∙ U, где G = 1 / R. 6.2. Закон Джоуля-Ленца. При наличии электрического тока в проводнике последний нагревается, и электрическая энергия поля переходит в тепловую в соответствии с законом сохранения и превращения энергии. Согласно этому закону количество электрической (электромагнитной) энергии, преобразованной в тепловую энергию, и количество тепловой энергии, полученной в результате преобразования, равны между собой: Wт = W .

№ слайда 20 Пример 3. Определить какая тепловая энергия будет получена в резисторе с со
Описание слайда:

Пример 3. Определить какая тепловая энергия будет получена в резисторе с сопротивлением 10 Ом в течение 10 минут при токе 5 А. Решение: Тепловая энергия: Wт = R ∙ I2 ∙ t = = 10 ∙ 52 ∙ 10 ∙ 60 = 150 ∙ 103 Дж = 150 кДж. 6.3.Первый закон Кирхгофа. Алгебраическая сумма токов в ветвях, соединенных в узле электрической цепи, равна нулю. В этом заключается первый закон Кирхгофа. В общем случае в математической форме этот закон записывается так: ∑ Ik = 0, где k – порядковый номер тока в ветви, присоединенной к узлу электрической цепи.

№ слайда 21 Пример 4. Определить ток в неразветвленной части электрической цепи, изобра
Описание слайда:

Пример 4. Определить ток в неразветвленной части электрической цепи, изображенной на схеме на рис. 3, если токи в других ветвях цепи известны: I1 = 5 А, I2 = 3 А, I3 = 4 A. Рис. 3. К примеру 4 Решение: Согласно первому закону Кирхгофа ток в неразветвленной части цепи должен быть равен сумме токов в трех пассивных ветвях этой цепи: I = I1 + I2 + I3 = 5 + 3 + 4 = 12 А.

№ слайда 22 6.4. Второй закон Кирхгофа. Алгебраическая сумма ЭДС источников энергии, де
Описание слайда:

6.4. Второй закон Кирхгофа. Алгебраическая сумма ЭДС источников энергии, действующих в замкнутом контуре электрической цепи, равна алгебраической сумме электрических напряжений на пассивных участках этого контура. В этом заключается второй закон Кирхгофа. Математически он записывается так: ∑ Еk = ∑ Uk. Пример 5. Записать уравнения второго закона Кирхгофа для контуров электрической цепи, изображенной на рис. 1, считая ЭДС источников равными соответственно Е1 и Е2, их внутренние сопротивления и сопротивления амперметров равными нулю (выключатели В замкнуты). Выбранные положительные направления токов трех ветвей показаны на рис. 1.

№ слайда 23 Решение: Принимаем направления обхода всех контуров совпадающих с направлен
Описание слайда:

Решение: Принимаем направления обхода всех контуров совпадающих с направлением движения часовой стрелки. Рассмотрим левый контур. В этом контуре действует источник с ЭДС Е1. Направление действия ЭДС Е1 совпадает с выбранным направлением обхода контура, поэтому ЭДС Е1 записывается в уравнении со знаком плюс. Положительные направления токов I1 и I3 в участках контура совпадают с направлением обхода контура. Поэтому токи и напряжения на участках контура U1 = R1 ∙ I1 и U3 = R3 ∙ I3 входят в уравнение со знаком плюс. Уравнение второго закона Кирхгофа для рассматриваемого контура: Е1 = R1 ∙ I1 + R3 ∙ I3.

№ слайда 24 Рассмотрим правый контур. Здесь ЭДС Е2 второго источника действует в направ
Описание слайда:

Рассмотрим правый контур. Здесь ЭДС Е2 второго источника действует в направлении, противоположном выбранному выше направления обхода контура. Поэтому в уравнении второго закона Кирхгофа ЭДС Е2 войдет со знаком минус. Положительные направления с током I2 и I3 в рассматриваемом контуре противоположны выбранному направлению обхода контура. Поэтому токи и напряжения на участках рассматриваемого контура U2 = R2 ∙ I2 и U3 = R3 ∙ I3 также надо записать со знаком минус. Следовательно, для правого контура: – Е2 = – R2 ∙ I2 – R3 ∙ I3.

№ слайда 25 Рассмотрим внешний контур, обходя его по направлению движения часовой стрел
Описание слайда:

Рассмотрим внешний контур, обходя его по направлению движения часовой стрелки. В этом случае ЭДС Е1 нужно записать со знаком плюс, а ЭДС Е2 – со знаком минус. Алгебраическая сумма ЭДС, действующих в этом контуре, ∑ Еk = Е1 – Е2. Положительное направление тока I1 на участке с сопротивлением R1 совпадает с направлением обхода контура, а положительное направление тока I2 на участке с сопротивлением R2 противоположно направлению обхода. Поэтому ток I1 и напряжение U1 = R1 ∙ I1 войдут в уравнение со знаком плюс, а ток I2 и напряжение U2 = R2 ∙ I2 – со знаком минус.

№ слайда 26 Уравнение второго закона Кирхгофа для рассматриваемого контура имеет вид: Е
Описание слайда:

Уравнение второго закона Кирхгофа для рассматриваемого контура имеет вид: Е1 – Е2 = R1 ∙ I1 – R2 ∙ I2. Если направление действия ЭДС источника неизвестно (не задано), то до составления уравнений Кирхгофа необходимо задать ее положительное направление, указав его стрелкой на схеме замещения. Аналогично для источника тока.

№ слайда 27 1. Что понимают в общем случае под термином «электрический ток»? 	2. Какие в
Описание слайда:

1. Что понимают в общем случае под термином «электрический ток»? 2. Какие величины называют электрическими сопротивлением и проводимостью, удельными электрическими сопротивлением и проводимостью? 3. Назовите единицы измерения электрического тока, плотности тока, электрического сопротивления, электрической проводимости, удельного электрического сопротивления, удельной электрической проводимости. 4. Как влияет температура проводника на его электрическое сопротивление?

№ слайда 28 5. Что такое узел, контур, ветвь, элемент электрической цепи? 	6. Какие элем
Описание слайда:

5. Что такое узел, контур, ветвь, элемент электрической цепи? 6. Какие элементы называют линейным и нелинейным элементом цепи, и какие цепи называют линейной и нелинейной? 7. Какие источники электрической энергии применяются в малой электроэнергетике? 8. Чему равно напряжение на выводах источника энергии в режиме холостого хода, в режиме короткого замыкания?

№ слайда 29 9. В чем заключается закон Джоуля-Ленца? Какими формулами можно математическ
Описание слайда:

9. В чем заключается закон Джоуля-Ленца? Какими формулами можно математически выразить этот закон? 10. Сформулируйте первый и второй законы Кирхгофа. 11. Как влияет температура проводника на его электрическое сопротивление? 12. Что такое коэффициент полезного действия электрической энергии? Чему он равен в режиме холостого хода источника и в режиме короткого замыкания?

№ слайда 30 1. Какое число электронов проходит через поперечное сечение проводника за 1
Описание слайда:

1. Какое число электронов проходит через поперечное сечение проводника за 1 мс при токе 8 мкА? 2. Определите заряд частиц, прошедших через поперечное сечение проводника за 5 минут при токе 10 А. 3. Чему равен ток в проводнике сечением 16 мм2 при плотности тока 2,5 А/мм2? 4. Определите электрическое сопротивление 1140 м медного провода сечением 10 мм2.

№ слайда 31 5. Определите удельную электрическую проводимость провода длиной 1,92 м и се
Описание слайда:

5. Определите удельную электрическую проводимость провода длиной 1,92 м и сечением 1 мм2, если при температуре 20 оС его электрическое сопротивление равно 0,8 Ом. 6. Определите, насколько увеличилось электрическое сопротивление алюминиевого провода, если его температура возросла на 60 оС, а до повышения температуры сопротивление провода равнялось 10 Ом. 7. Определите сопротивление провода, если при токе 3 А напряжение между концами провода равно 15 В.

№ слайда 32 8. Определите ток в проводнике, если каждую секунду через поперечное сечение
Описание слайда:

8. Определите ток в проводнике, если каждую секунду через поперечное сечение проводника переносится 6,25 · 1015 электронов. 9. Определите плотность тока в проводнике сечением 16 мм2, если ток в проводнике равен 40 А. 10. Определите электрическое сопротивление 1 км алюминиевого провода сечением 35 мм2.



57 вебинаров для учителей на разные темы
ПЕРЕЙТИ к бесплатному просмотру
(заказ свидетельства о просмотре - только до 11 декабря)


Автор
Дата добавления 30.08.2016
Раздел Физика
Подраздел Презентации
Просмотров17
Номер материала ДБ-170827
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх