Підручник Фізика 8 клас - Т. М. Засєкіна - Оріон 2016 рік

РОЗДІЛ 2 ЕЛЕКТРИЧНІ ЯВИЩА. ЕЛЕКТРИЧНИЙ СТРУМ

§ 27. СИЛА СТРУМУ

Ви дізнаєтесь

- Що називають силою струму

- Як вимірюють електричний струм

Пригадайте

- Умови існування електричного струму

Сила струму. Розглянемо ще раз механічну модель електричного кола (мал. 117, с. 162). Проаналізуємо зміни, що відбудуться, якщо ми звузимо жолоби, по яких тече вода. Очевидно, що на причину потоку і його напрям це не вплине (вода тече внаслідок зміни рівнів води). На загальній кількості води це також не позначиться. Проте зміниться швидкість потоку (кількість води, що протікає за одиницю часу), що вплине на інтенсивність обертання лопатей турбіни. Аналогічні процеси відбуваються і в колі електричного струму. Величиною, аналогічною швидкості потоку, є фізична величина, що називається сила струму, й характеризує швидкість проходження електричних зарядів через поперечний переріз провідника. Цей термін виник задовго до того, як було встановлено природу електричного струму, і він є дещо невдалим, оскільки «сили» ніяк не стосується.

Сила струму — це фізична величина, що характеризує електричний струм у колі й дорівнює відношенню електричного заряду q, що пройшов через поперечний переріз провідника, до часу його проходження t.

Позначають силу струму символом І та визначають за формулою:

І =

Одиницею сили струму є ампер, (А).

Ампер є основною одиницею Міжнародної системи. Названа ця одиниця на честь відомого французького фізика Андре Ампера.

Щоб уявити струм силою в 1 А, наведемо такі дані. Безпечною для людини є сила струму 1 мА (1·10-3 А), а сила струму 100 мА (0,1 А) вже призводить до серйозних уражень. Як видно із таблиці на с. 170, для роботи побутових приладів потрібні такі значення сили струму, що значно перевищують безпечні для людини норми.

Діапазон (межі) значень сили струму, з яким доводиться стикатися у фізиці, невеликий порівняно з іншими величинами і становить від 10-6 (0,000001) до 105 (100 000) А.

Через одиницю сили струму 1 А визначають одиницю електричного заряду. Оскільки q = I·t, то, припустивши, що I = 1 А, а t = 1 с, отримаємо одиницю електричного заряду — один кулон (1 Кл).

1 кулон = 1 ампер · 1 секунду, або 1Кл = 1А · 1с = 1А · с.

З визначення сили струму випливає, що за сили струму 1 А через поперечний переріз провідника щосекунди проходить електричний заряд 1 Кл, тобто

1A =

Знаючи заряд електрона, неважко визначити, що за сили струму 1 А через поперечний переріз провідника проходять 6,25 · 1018 електронів за секунду.

Амперметр. Силу струму в колі вимірюють за допомогою спеціального приладу — амперметра (мал. 131).

Оскільки за законом збереження електричного заряду кількість зарядів, що надходять у коло з одного з полюсів джерела струму, дорівнює кількості зарядів, що повертаються на другий полюс джерела, то сила струму однакова в різних ділянках кола із послідовно з’єднаних приладів. Тому, щоб виміряти силу струму в такому колі, амперметр можна вмикати у будь-якому місці. Для цього треба «розірвати» коло і в проміжок, що утвориться, увімкнути амперметр за допомогою двох клем або затискачів, розташованих на його корпусі. Таке вмикання в коло, як ви вже знаєте, називають послідовним.

Умикаючи амперметр у довільних місцях кола, переконуємося, що його показання будуть однаковими.

У техніці використовують різні амперметри. За їхніми шкалами або іншими позначеннями видно, на яку найбільшу силу струму вони розраховані. Перевищувати цю силу струму не бажано, бо прилад може зіпсуватися. Виконуючи вимірювання амперметром, слід дотримуватися ще й таких правил:

- вмикати амперметр у коло послідовно;

- дотримуватись полярності підключення, тобто клему приладу, позначену знаком «+», з’єднувати із провідником, що виходить від позитивного полюса джерела струму;

- не можна вмикати амперметр у коло, у якому відсутній споживач струму.

Мал. 131. Амперметр: а — демонстраційний; б — лабораторний

На практиці також використовують амперметри з цифровими індикаторами, а також кіло-, мілі- й мікроамперметри.

Підбиваємо підсумки

Сила струму І — це фізична величина, що характеризує електричний струм у колі й дорівнює відношенню електричного заряду (q), що пройшов через поперечний

переріз провідника, до часу його проходження (t):

І = .

Силу струму вимірюють амперметром, умикаючи його в електричне коло послідовно.

Я знаю, вмію й розумію

1. Що характеризує сила електричного струму?

2. Як сила струму залежить від електричного заряду, що проходить через провідник, та часу?

3. Чому термін «сила струму» в принципі не можна вважати вдалим?

4. Як називають одиницю вимірювання сили струму?

5. Яким приладом вимірюють силу струму? Які правила вмикання цього приладу в електричне коло?

ПОЯСНІТЬ

Чи однакові за фізичною сутністю такі твердження:

а) у провіднику пройшов великий електричний заряд;

б) у провіднику пройшов струм великої сили?

Вправа 10

1. Визначте силу струму в провіднику, якщо за 20 с через поперечний переріз провідника проходить електричний заряд 68 Кл.

2. Визначте час проходження електричного струму по провіднику, якщо за сили струму 0,5 А через поперечний переріз провідника пройшов електричний заряд 7,7 Кл.

3. Обчисліть силу струму в провіднику, крізь поперечний переріз якого за кожну хвилину проходить заряд 36 Кл.

4. Визначте кількість електронів, що проходять за 1 с через переріз металевого провідника за сили струму в ньому 0,8 мкА.

Мал. 132. До завдання 5

5. За графіком залежності величини перенесеного заряду від часу (мал. 132) визначте силу струму в провіднику.

6. За графіком залежності сили струму від часу (мал. 133) визначте заряд, що проходить через поперечний переріз провідника за 3 секунди. Яку фізичну величину можна визначити, обчисливши площу прямокутника ODВС?

Мал. 133. До завдання 6






Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити

Віртуальна читальня освітніх матеріалів для студентів, вчителів, учнів та батьків.

Наш сайт не претендує на авторство розміщених матеріалів. Ми тільки конвертуємо у зручний формат матеріали з мережі Інтернет які знаходяться у відкритому доступі та надіслані нашими відвідувачами.

Всі матеріали на сайті доступні за ліцензією Creative Commons Attribution-Sharealike 3.0 Unported CC BY-SA 3.0 та GNU Free Documentation License (GFDL)

Якщо ви являєтесь володарем авторського права на будь-який розміщений у нас матеріал і маєте намір видалити його зверніться для узгодження до адміністратора сайту.

Дозволяється копіювати матеріали з обов'язковим гіпертекстовим посиланням на сайт, будьте вдячними ми приклали багато зусиль щоб привести інформацію у зручний вигляд.

© 2007-2019 Всі права на дизайн сайту належать С.Є.А.