ИССЛЕДОВАНИЕ | 1 |
Задача 1. |
Основная часть электрического нагревателя состоит из проводника, изготовленного из сплава специально подобранных металлов. Какие проводники выбирают для изготовления нагревателя: a) обладающие большим удельным сопротивлением или малым? b) большей длины или меньшей? c) с большой площадью поперечного сечения или меньшей? |
Закон Ома для участка цепи. Существование разности потенциалов на концах проводника — необходимое условие возникновения электрического тока в нем. Разность потенциалов (электрическое напряжение) на концах произвольного участка цепи численно равна работе по перенесению заряда 1 Кл по этому участку:
U = A
q. (1).
Сила тока, проходящего через участок цепи, зависит от напряжения на концах участка. Эту зависимость в 1827 году экспериментально установил немецкий ученый Георг Ом (1787-1854), и поэтому её называют законом Ома:
• Ста тока на определенном участке цепи прямо пропорциональна напряжению на её концах и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка:
I = U
R. (2)
Зависимость силы тока в проводнике от напряжения на его концах называют вольт-амперной характеристикой (ВАХ) проводника. Для металлических проводников ВАХ представляет собой прямую, проходящую через начало координат (a).
• Произведение сопротивления участка цепи на силу проходящего по нему тока называют падением напряжения на этом участке (проводнике):
U = IR. (3)
Здесь R - сопротивление проводника, является одной из его основных характеристик. Сопротивление данного проводника имеет определенное значение, не зависящее от силы тока в нем и напряжения на его концах.
• Сопротивление металлического проводника зависит от материала, из которого он изготовлен, его геометрических параметров и температуры:
R = ρ ι
S. (4)
Сопротивление проводника измеряют прибором, называемым омметром (b). Сопротивление на устройстве обозначается символом Ω (омега). Для этого достаточно прикоснуться соединительными проводами прибора к концам металлического проводника, сопротивление которого измеряется.
Зависимость сопротивления металлов от температуры. Электрическое сопротивление - мера противодействия проводника возникновению в нем электрического тока. Согласно классической электронной теории причиной сопротивления металлического проводника являются столкновения свободных электронов в нем с положительными ионами, совершающими колебательное движение в узлах его кристаллической решетки.