Зовнішнє незалежне оцінювання - комплексне видання
Частина I НАВЧАЛЬНИЙ ДОВІДНИК — З ПРИКЛАДАМИ ТА ЗАВДАННЯМИ
ЕЛЕКТРОДИНАМІКА
2. ЗАКОНИ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ
2.1. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ. СИЛА СТРУМУ. НАПРУГА
Електричний струм — це впорядкований (напрямлений) рух вільних носіїв заряду.
✵ За напрямок струму прийнято вважати напрямок, у якому рухався б позитивний заряд.
✵ Умови існування струму
1. Наявність вільних носіїв заряду.
2. Наявність електричного поля.
3. Замкнене електричне коло (рис. 2.1).
Рис. 2.1
✵ У металах вільні носії заряду — це вільні електрони (напрямок руху електронів протилежний до напрямку струму).
Сила струму І — скалярна фізична величина, яка характеризує електричний струм і дорівнює заряду q, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу t:
I = 
.
✵ Одиниця сили струму в СІ — ампер. Це одна з основних одиниць СІ:
[I] = А.
Ампер — сила постійного струму, який, проходячи по двох паралельних провідниках нескінченної довжини і зовсім малого поперечного перерізу, розміщених на відстані 1 м один від одного у вакуумі, викликав би між ними силу взаємодії, яка дорівнювала б 2 . 10-7 Н на кожний метр їхньої довжини.
✵ Прилад для вимірювання сили струму — амперметр.
Амперметр вмикають в коло послідовно з пристроєм, силу струму в якому вимірюють (рис. 2.2, а).
Для того щоб наявність амперметра майже не впливала на струм в колі, опір амперметра має бути дуже малим (RA 
0). Саме тому амперметр не можна приєднувати до кола, в якому відсутній споживач струму; амперметр не можна приєднувати й паралельно ділянці кола. Опір ідеального амперметра дорівнює нулю.
Напруга U — фізична величина, яка характеризує електричне поле па ділянці кола, якою йде струм. Якщо ділянка кола не містить джерела струму, то напруга на кінцях цієї ділянки чисельно дорівнює роботі А кулонівських сил з переміщення одиничного позитивного заряду по ділянці:
U = 
.
✵ Одиниця напруги в СІ — вольт.
[U] = B = 
.
✵ Прилад для вимірювання напруги — вольтметр.
Вольтметр вмикають в коло паралельно пристрою, напругу на якому вимірюють (рис. 2.2, б).
Для того щоб наявність вольтметра майже не впливала на струм у колі, опір вольтметра має бути дуже великим (Rv ∞). Якщо вольтметр приєднати послідовно з пристроєм, то струм в дій ділянці майже припиниться. Опір ідеального вольтметра вважають нескінченно
великим, тому сила струму в ділянці, яка містить ідеальний вольтметр, нехтовно мала.
Рис. 2.2
1 Ємність батареї конденсаторів |
А |
8 ∙ 10-7 |
Б |
4 ∙ 10-4 |
|
2 Заряд батареї конденсаторів |
В |
1 ∙ 10-1 |
3 Напруга на другому конденсаторів |
Г |
1 ∙ 102 |
Д |
4 ∙ 102 |
|
4 Енергія батареї конденсаторів |