Ettekanne teemal: Elektromotoorjõud. Ohmi seadus tervikliku vooluringi jaoks

slaid 2

Välisjõud Elektromotoorjõud Ahela välisosa Vooluahela sisemine osa Vooluallikas Mõisted ja suurused:

slaid 3

Seadused: Ohm suletud vooluringi jaoks

slaid 4

Lühisvool Erinevate ruumide elektriohutuse reeglid Kaitsmed Inimese elu aspektid:

slaid 5

Elektromotoorjõud. Ohmi seadus suletud ahela jaoks. Praegused allikad. Elektriahelas alalisvoolu saamiseks peavad laengutele mõjuma muud jõud peale (Coulombi) jõudude elektrostaatiline väli. Selliseid jõude nimetatakse välisjõududeks. Välisjõudude toime tunnuseks on elektromotoorjõud (EMF), mis on arvuliselt võrdne välisjõudude tööga üksiku positiivse (proovi)laengu liigutamisel mööda suletud ahelat ehk teisisõnu määratakse tööga. välisjõudude mõju laengu liigutamisel mööda suletud ahelat, viidates selle laengu väärtusele, mõõdetakse EMF voltides. Ahela osa, millel on EMF, nimetatakse vooluringi ebahomogeenseks osaks. Allika sees liiguvad laengud välisjõudude toimel vastu Coulombi jõududele ja ülejäänud ahelas paneb need liikuma elektrivälja toimel. Sellised allikad võivad olla galvaanilised elemendid, akud, elektrilised alalisvoolu generaatorid. Vooluallika EMF on võrdne avatud vooluahela klemmide elektripingega. Energia jäävuse seadusest tuleneb, et välisjõudude töö on võrdne ahelas eralduva soojushulgaga Q = I2 ∙ R0 ∙ ∆t kus R0 = R + r on ahela kogutakistus ja R on välise vooluahela takistus, r on allika sisetakistus. Siis ε ∙ I ∙ ∆t = I2 ∙ (R + r) ∆t

slaid 6

Siit saame täieliku vooluringi Ohmi seaduse: voolutugevus terviklikus vooluringis võrdub allika elektromotoorjõuga, mis on jagatud vooluringi välise ja sisemise sektsiooni takistuste summaga. Juhul kui välise vooluahela takistus kipub nulli, tekib ahelas lühisvool - maksimaalne võimalik vool antud allikas Lühise voolutugevus - maksimaalne voolutugevus, mida on võimalik saada antud allikas elektromotoorjõu ja sisetakistusega r. Madala sisetakistusega allikate puhul võib lühisvool olla väga suur ja põhjustada elektriahela või allika hävimise. Näiteks autodes kasutatavatel pliiakudel võib lühisvool olla mitusada amprit. Eriti ohtlikud on lühised alajaamadest toidetavates valgustusvõrkudes (tuhandetes amprites). Selliste suurte voolude hävitava mõju vältimiseks on vooluringis kaitsmed või spetsiaalsed kaitselülitid. Galvaanilistes elementides on lühisvool väike ja seetõttu pole see neile kuigi ohtlik.

Ohmi seadus suletud ahela jaoks. Praegused allikad. Elektriahelas alalisvoolu saamiseks peavad laengutele mõjuma mõned jõud, välja arvatud elektrostaatilise välja (Coulombi) jõud. Selliseid jõude nimetatakse välisjõududeks. Välisjõudude toime tunnuseks on elektromotoorjõud (EMF), mis on arvuliselt võrdne välisjõudude tööga üksiku positiivse (proovi)laengu liigutamisel mööda suletud ahelat ehk teisisõnu määratakse tööga. välisjõudude mõju laengu liigutamisel mööda suletud ahelat, viidates selle laengu väärtusele, mõõdetakse EMF voltides. Ahela osa, millel on EMF, nimetatakse vooluringi ebahomogeenseks osaks. Allika sees liiguvad laengud välisjõudude toimel vastu Coulombi jõududele ja ülejäänud ahelas paneb need liikuma elektrivälja toimel. Sellised allikad võivad olla galvaanilised elemendid, akud, elektrilised alalisvoolu generaatorid. Vooluallika EMF on võrdne avatud vooluahela klemmide elektripingega. Energia jäävuse seadusest järeldub, et välisjõudude töö on võrdne ahelas vabaneva soojushulgaga Q = I2 ? R0? ?t kus R0 = R + r on ahela kogutakistus ja R on välise vooluahela takistus, r on allika sisetakistus. Siis? ? Mina? ?t = I2? (R + r) t.

slaid 1

Slaidi kirjeldus:

slaid 2

Slaidi kirjeldus:

slaid 3

Slaidi kirjeldus:

slaid 4

Slaidi kirjeldus:

slaid 5

Slaidi kirjeldus:

slaid 6

Slaidi kirjeldus:

Tabel "Vooluallikate tüübid ja nende tööpõhimõte" Tabel "Vooluallikate tüübid ja nende tööpõhimõte" Elektrofoormasina purk. Praegu kasutatakse peamiselt näidiskatseteks, mis nõuavad suurte (kuni kümnete tuhandete voltide) pingete kontrollitud genereerimist Galvaaniline element Two erinevat materjali kastetud lahusesse või muusse juhtivasse keskkonda. "Lahus – tahke aine" piiril toimuvate pöördumatute keemiliste reaktsioonide tõttu kogunevad elektroodidele elektronid või laetud ioonid. Galvaanilistes elementides muundub nende ainete sünteesi käigus kogunenud keemiliste sidemete energia pöördumatult eraldunud laengute energiaks.

Slaid 7

Slaidi kirjeldus:

Slaid 8

Slaidi kirjeldus:

Allikas elektrivool ja metalljuht (takisti) moodustavad kõige lihtsama suletud elektriahela, milles voolu skeeme uuris G. Ohm. Ta näitas, et voolutugevus konstantse vooluallikaga sõltub juhi materjalist (r), selle ristlõike pindalast (S) ja pikkusest. Elektrivooluallikas ja metalljuht (takisti) moodustavad kõige lihtsama suletud elektriahela, milles voolu seaduspärasusi uuris G. Ohm. Ta näitas, et voolutugevus konstantse vooluallikaga sõltub juhi materjalist (r), selle ristlõike pindalast (S) ja pikkusest. Takistit sisaldavat vooluahela sektsiooni nimetatakse väliseks ja vooluallikat sisaldavat osa - sisemiseks. Ohmi seadus suletud (täis) vooluringi jaoks võimaldab arvutada voolutugevuse vooluahelate jaoks, mis sisaldavad teadaoleva EMF-i ja teadaolevate välisjuhi omadustega vooluallikat:

Slaid 10

Slaidi kirjeldus:

Ohmi seadus tervikliku vooluringi jaoks

Füüsikaõpetaja, Staromyshastovskaya küla 37. keskkool T.A. Pelipenko

Kordame põhimõisteid

Elekter

laetud osakeste suunatud liikumine

füüsiline suurus, mis näitab, kui palju laengut läbib ristlõige dirigent ajaühiku kohta: 𝐼=𝑞/𝑡

Praegune tugevus

Voolutugevuse ühik on amper

Joonise pindala voolutugevuse graafiku all on arvuliselt võrdne laenguga (q = It)

Kordame põhimõisteid

Ohmi seadus vooluringi sektsiooni jaoks

Metalljuhtide elektritakistus

Elektrivoolu olemasolu tingimused

Tasuta tasude olemasolu aines

Välise olemasolu elektriväli(praegune allikas)

Praegune allikas on seade, mis muundab teatud tüüpi energiat elektrienergia

Kordame põhimõisteid

Olemas erinevat tüüpi praegused allikad:

Mehaanilised vooluallikad

Soojusvoolu allikad

Keemilised vooluallikad

Valgusvoolu allikad

Laengute jaotumine alalisvooluallikate sees toimub mitteelektrilise päritoluga jõudude (elektromagnetilised, keemilised, mehaanilised jõud jne) toimel, mida nimetatakse nn. välised jõud

Igas praeguses allikas tööd positiivselt ja negatiivselt laetud osakeste eraldamisel , mis kogunevad allika poolustele

Mitteelektrilise päritoluga jõud (mehaanilised, keemilised, elektromagnetilised jne) põhjustavad vooluallika sees olevate laengute ümberjaotamist selle pooluste vahel

Välisjõudude töö suhet laengute liigutamiseks vooluallika sees nihkunud laengu väärtusesse nimetatakse elektromotoorjõud (EMF) antud praegune allikas

EMF-i mõõtühik SI-des on volt

[ε] = 1 V

Avatud vooluahela korral näitab voltmeeter EMF-i

Mis tahes alalisvoolu allikas

on teatud sisemine

vastupanu

r on vooluallika sisetakistus

[r] = 1 oomi

Ohmi seadus tervikliku vooluringi jaoks

I - voolutugevus ahelas

R - vooluahela välisosa takistus

r on vooluallika sisetakistus

– EMF vooluallikas

Lühike sulgemine

Ohmi seaduse teisendamine

täieliku vooluringi jaoks,

saame järgmise väljendi

Võimalik erinevus sees

praegune allikas

e = IR + Ir

Väline pinge

keti osa

1. harjutus

Aku emf on 2 V. Vooluahelas 2 A on pinge aku klemmidel 1,8 V. Leidke aku sisetakistus ja välisahela takistus

Kontrollime probleemi lahendust

Vastus: R \u003d 0,9 oomi; r = 0,1 oomi.

Vastus: R \u003d 0,9 oomi; r = 0,1 oomi.

ε=U+Ir, r =

r = = 0,1 oomi

Kontrollime probleemi lahendust

Arvestades:

R = 20 oomi

Lahendus

Ɛ = 5 V

Kuna vooluallikad on ühendatud järjestikku,

Vastus: U = 4 V.

r = 2,5 oomi

Ɛ = U + 2 Ir

U = Ɛ - 2 Ir

U \u003d 5 V - 2  0,2 A  2,5 oomi = 4 V

Kodutöö:

§ 107, § 108, v.a. 19 (ülesanded 6, 7, 8)

Aitäh

Elektromotoorjõud. Ohmi seadus tervikliku vooluringi jaoks.

Tund 10 klass

Ühendagem kaks vastandlaenguga metallkuuli juhiga.

Nende laengute elektrivälja mõjul tekib juhis elektrivool.

Kuid see vool on väga lühiajaline.

Laengud neutraliseeritakse kiiresti, kuulide potentsiaalid muutuvad samaks ja elektriväli kaob.

Kolmandate osapoolte jõud

Selleks, et vool oleks konstantne, on vaja hoida pallide vahel püsivat pinget.

Selleks on vaja seadet (vooluallikat), mis liigutaks laenguid ühelt kuulilt teisele kuulide elektriväljast nendele laengutele mõjuvate jõudude suunale vastupidises suunas.

Sellises seadmes peavad laenguid lisaks elektrijõududele mõjutama ka mitteelektrilise päritoluga jõud.

Ainuüksi laetud osakeste elektriväli (Coulombi väli) ei suuda ahelas konstantset voolu hoida.

Välisjõud panevad liikuma laetud osakesed kõigis vooluallikates: elektrijaamade generaatorites,

galvaanilistes elementides,

patareid jne.

Generaator, Venemaa

Aku, Tjumen

Galvaanilised rakud, NSVL

Kui ahel on suletud, tekib elektriväli kõigis ahela juhtides.

Vooluallika sees liiguvad laengud välisjõudude toimel Coulombi jõudude vastu (elektronid positiivselt laetud elektroodilt negatiivsele), ja ülejäänud ahelas paneb need liikuma elektrivälja toimel.

Väliste jõudude olemus

Praegused allikad

kolmanda osapoole jõud

elektrijaama generaator

Magnetvälja poolt liikuvas juhis elektronidele avaldatav jõud

Galvaaniline element

(Volta element)

Keemilised jõud, mis lahustavad tsinki väävelhappe lahuses

Elektromotoorjõud

Väliste jõudude toimet iseloomustab oluline füüsikaline suurus, mida nimetatakse elektromotoorjõuks (lühendatult kui EMF).

Elektromotoorjõud suletud ahelas on välisjõudude töö suhe, kui laeng liigub mööda ahelat, laengusse:

EMF-i väljendatakse voltides: [Ɛ] = J/C = IN

Mõelge lihtsaimale täielikule (suletud) vooluringile, mis koosneb vooluallikast ja takistist takistusega R.

Ɛ - vooluallika EMF,

r on vooluallika sisetakistus,

R on vooluahela välistakistus,

R + r on ahela kogutakistus.

Ohmi seadus suletud vooluahela jaoks seostab voolutugevust vooluringis, EMF-i ja impedantsi R + r ketid.

Teeme selle seose teoreetiliselt, kasutades energia jäävuse ja Joule-Lenzi seadusi.

Laske elektrilaengul õigeaegselt läbida juhi ristlõige.

Kui see töö on tehtud, eraldub vooluringi sise- ja välisosale soojushulk, mis on Joule-Lenzi seaduse kohaselt võrdne:

Q = I²∙R∙∆t + I²∙r∙∆t

Voolutugevus terviklikus vooluringis on võrdne ahela EMF ja selle impedantsi suhtega .

0. Selle vooluahela jaoks: Ɛ = Ɛ₁ - Ɛ₂ + Ɛ₃ ja Rp = R + r₁ + r₂ + r₃ Kui Ɛ 0, siis I 0 → voolu suund ühtib vooluringist möödasõidu suunaga. "laius = 640"

Kui vooluahel sisaldab mitut järjestikku ühendatud elementi EMF-iga Ɛ₁, Ɛ₂, Ɛ₃ jne, siis on ahela kogu EMF võrdne üksikute elementide EMF-i algebralise summaga.

EMF-i märgi määramiseks valime ahelast möödasõidu positiivse suuna.

Kui vooluringist mööda minnes liiguvad nad "-" poolusest "+" poole, siis EMF Ɛ 0.

Selle vooluringi jaoks: Ɛ = Ɛ₁ - Ɛ₂ + Ɛ₃ Ja Rп = R + r₁ + r₂ + r3

Kui Ɛ 0 , See ma 0 →

voolu suund on sama mis kontuuri möödaviigu suund.

Probleemi lahendamine

• Kui suur on pinge galvaanilise elemendi klemmidel, mille emf on võrdne Ε-ga, kui ahel on avatud?
• Kui suur on voolutugevus aku lühise ajal, mille EMF Ε = 12 V ja sisetakistus r = 0,01 oomi?
• Taskulambi aku on ühendatud muutuva takistusega takistiga. Takisti 1,65 oomi korral on selle pinge 3,30 V ja takistuse 3,50 oomi korral on pinge 3,50 V. Määrake aku EMF ja sisetakistus.
• Vooluallikad, mille EMF on 4,50 V ja 1,50 V ning sisetakistused 1,50 ja 0,50 oomi, ühendatud nagu näidatud joonisel (15.13), toidavad lampi taskulambist. Millist võimsust lamp tarbib, kui on teada, et selle hõõgniidi takistus kuumutamisel on 23 oomi?

Bibliograafia:

• G.Ya. Mjakišev, B.B. Bukhovtsev "Füüsika" 10. klass, "VALGUSTUS", Moskva 2001