Меню

Что такое полюс источника тока в физике

Полюса источника тока

Полюса источника тока. Источники тока бывают различные, но во всяком из них совершается работа по разделению положительно и отрицательно заряженных частиц. Разделенные частицы накапливаются на полюсах источника тока. Так называют места ,к которым с помощью клемм или зажимов подсоединяют проводники. Один полюс источника тока заряжается положительно, а другой –отрицательно.

Слайд 3 из презентации «Постоянный ток» к урокам физики на тему «Электрический ток»

Размеры: 960 х 720 пикселей, формат: jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке физики, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как. ». Скачать всю презентацию «Постоянный ток.ppt» можно в zip-архиве размером 427 КБ.

Электрический ток

«Тест по электродинамике» — Электрон. Сила электрического тока. Молярная масса. Однородное магнитное поле. Стрелка. Постоянный магнит. Прямолинейный проводник. Основы электродинамики. Проволочный виток. Горизонтальный проводник. Сила тока равномерно увеличивается. Электрическая цепь. Электрон влетает в область однородного магнитного поля.

«Одиночный заземлитель» — Метод электростатической аналогии. Сопротивление растеканию тока. Распределение потенциала вокруг полушарового заземлителя. Хорольский В.Я. Ток замыкания. Защита от поражения электрическим током. Заземляющий проводник. Учебные вопросы Введение 1.Шаровой заземлитель. Потенциал. Снижение потенциала. Стержневой заземлитель.

«Гальванические элементы» — Равновесные электродные процессы. Ион-селективные электроды. Проводники первого рода. Гальванические элементы. Комбинация констант. Электрическая работа. Газовые электроды. Один и тот же по природе металл. Растворы электродов. Диффузионный потенциал. Величины, которые могут варьироваться. Гальванический элемент.

«Постоянный ток» — Электрический ток. Электрическая цепь. Дольные и кратные единицы. Условные обозначения. Опыт по взаимодействию двух проводников с током. Тепловое действие тока. Опыт. Включение амперметра. Единицы силы тока. Упорядоченное движение заряженных частиц. Схемы. Взаимодействие между проводником с током и магнитом.

«Электрический ток в проводниках» — Сила тока. Главные условия существования электрического тока. Интенсивность движения заряженных частиц. Движение электронов. Движущийся электрический заряд. Виды взаимодействия. Опорные понятия. Сила тока в проводнике. Электрический ток. Направление электрического тока.

«Классическая электродинамика» — Физическая величина. Закон Ома. Специальные приборы. Электрический ток в металлах. Средняя скорость. Электродинамика. Сила тока. Электрический ток в полупроводниках. Электрический ток. Работа и мощность тока. Немецкий физик. Правила Кирхгофа. Отношение. Проводник. Последовательное и параллельное соединение проводников.

Всего в теме «Электрический ток» 19 презентаций

Источник

Электрический ток. Все о силе тока в физике

Прежде чем выяснять, что такое сила тока и от чего она зависит, нужно дать определение электрическому току как движению заряженных частиц.

Что такое электрический ток

Слово “ток” обозначает течение, а электрический ток – это течение заряда. Какие же частицы обладают зарядом?

В металлах имеются свободные электроны, а в растворах солей, кислот или щелочей – положительно и отрицательно заряженные ионы. Все эти частицы могут участвовать в создании электрического тока. Но сами по себе заряженные частицы не создают электрический ток.

Чтобы в проводнике возник электрический ток, движение заряженных частиц должно быть упорядоченным. В соединительном проводнике свободные электроны перемещаются под действием электрического поля.

Итак, электрический ток – это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц под действием электрического поля.

Источники электрического тока

Чтобы получить электрический ток в проводнике, необходимо привести заряженные частицы в направленное движение. Но как получить ток, который существовал бы длительное время?

Возьмем два заряженных тела А и В, заряды которых равны по модулю, но противоположны по знаку, и соединим их проводником.

На отрицательно заряженном теле находится избыток электронов, на положительно заряженном теле – недостаток электронов. В проводнике на короткое время возникнет электрический ток. Он будет существовать до тех пор, пока не исчезнет электрическое поле.

Процесс разделения зарядов осуществляют источники электрического тока.

В источнике тока благодаря химическим или иным процессам (в зависимости от принципа его действия) происходит разделение положительно и отрицательно заряженных частиц.

Эти разделенные частицы накапливаются на так называемых полюсах источника тока.

Примерами источников тока являются аккумуляторы. Они могут быть свинцовыми(кислотными), а также широкое применение получили железно-никелевые(щелочные).

В последние десятилетия наряду с традиционными источниками тока стали широко применяться источники, изготовленные на основе химического элемента лития.

Впечатляет также разнообразие габаритов источников электричества: от миниатюрныхбатареек для питания ручных часов и до мощных аккумуляторных батарей, устанавливаемых на подводных лодках.

Что такое сила тока

Подобно автомобилям разных конструкций и оснащения, заряженные частицы перемещаются в прямом или обратном направлении, быстрее или медленнее. Их скорость и концентрация создают «движение», только не на шоссе, а в проводнике.

Для количественной характеристики электрического тока в цепи вводится понятие силы тока. Силу тока обочначают буквой І.

Сила тока

Сила тока – физическая величина, равная отношению количества заряда к величине этого промежутка времени.

Это физическая величина, равная количеству заряда, проходящего за единицу времени через поперечное сечение проводящего материала-проводника. Его носители могут быть как отрицательно, так и положительно заряженные.

В первом случае, это электроны или отрицательные ионы-анионы, во втором – положительные ионы-катионы или «дырки» (пустоты в кристаллической решетке полупроводника, которые ведут себя как положительно заряженные частицы).

Электрическое напряжение

Нетрудно представить, что электрический ток подобен потоку воды в шланге. Если удерживать оба конца шланга на одном уровне, то никакого течения воды не будет.

Читайте также:  Регулятор скорости вращения рекуператора мощность до 370 вт максимальный ток двигателя 1 9а

Если же один из концов опустить вниз, то вода потечет с более высокого уровня на низкий. Разность уровней воды аналогична напряжению источника тока.

Чем выше напряжение (чем больше разница в уровнях воды), тем больше сила тока в цепи (тем быстрее движется вода в шланге).
Работу электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока Аэл.

Работа тока зависит от напряжения.
Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного электрического заряда из одной точки в другую и обозначают буквой U.

Единица электрического напряжения называют вольтом.

Прибор, с помощью которого измеряют напряжение на полюсах источника тока или на каком-нибудь участке цепи, называют вольтметром. По внешнему виду и устройству вольтметр очень похож на амперметр.

На электрических схемах вольтметр изображают в виде кружка с буквой V.

Электрическое сопротивление

Если включать в цепь различные проводники, то сила тока будет различной.

Посмотрим на зависимость силы тока от вида проводника, включенного в цепь. Соберем цепь, состоящую из источника тока, ключа, лампочки и амперметра. Будем последовательно подсоединять проводники одинакового размера, но сделанные из разного материала: железа, меди, никеля.

Свечение лампочки и сила тока больше при подключении железного проводника, чем при включении никелевого, но меньше, чем при включении медного.

Разные проводники обладают различным сопротивлением электрическому току из-за особенностей в строении их кристаллической решетки.

Такая зависимость остается справедливой не только для металлов, но и для проводников другой природы, например электролитов.
Электрическое сопротивление – это физическая величина характеризующая способность проводника препятствовать протеканию электрического тока в этом проводнике.

Сопротивление обозначают буквой R.

Единицу сопротивления называют Ом (1 Ом). 1 Ом – это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах 1В сила тока равна 1А:

Как возникает сила тока

Сила тока возникает из-за разности значений напряжения (или потенциалов) в начале и на конце проводника. Для поддержания разности потенциалов нужен источник энергии.

В зависимости от устойчивости показателя и направления протекания, ток бывает постоянным или переменным. Постоянный может существовать только в замкнутом контуре, в котором есть непрерывное круговое движение заряженных частиц. Например, в гальванических элементах – батарейках и аккумуляторах. В этих устройствах энергия вырабатывается благодаря химическим процессами.

Возникновение силы тока

Для возникновения постоянного электрического тока в веществе необходимо наличие свободных заряженных частиц.

Постоянный ток получают не только от батареек и аккумуляторов, но и путем выпрямления переменного, в частности, производимого генераторами.

Работа электронной аппаратуры от сети переменного источника в квартирах осуществляется посредством дополнительных приборов: блоков питания с выпрямителями сигналов, стабилизаторов напряжения.

В чем она измеряется и как посчитать

Сила тока измеряется в амперах – обозначение 1 А. Ампер – одна из семи основных единиц.

1А = 1Кл/c, где Кл (или С) – это кулон, единица измерения количества электрического заряда.

Сила тока обозначается символом I (согласно первой букве французского Intensite´ du courant).

Величина ее определяется по формуле I=qn Vср S cos a, где:

  • q – сумма зарядов;
  • n – концентрация частиц;
  • Vср – средняя скорость их упорядоченного движения;
  • S – площадь проводника;
  • a – угол между вектором направления движения и вектором нормали (перпендикуляра) к поверхности проводника.

Ампер

Ампер – единица измерения силы электрического тока.

Закон Ома

Экспериментально доказано, что во сколько раз увеличивается напряжение на участке цепи, во столько же раз увеличивается и сила тока на этом участке. То есть сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника.

График зависимости силы тока от напряжения будет представлять собой прямую линию, проходящую через начало координат . Его называют вольт-амперной характеристикой цепи.

Зависимость силы тока от сопротивления показывает, что чем больше сопротивление проводника, тем меньше сила тока при одном и том же напряжении между концами проводника. Поэтому сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника

Для участка цепи величина I рассчитывается по формуле немецкого физика Георга Ома, открывшего в 1926 г. закон взаимосвязи между силой тока, напряжением и сопротивлением проводника:

  • U – напряжение (или падение напряжения, или разность потенциалов), измеряется в вольтах – обозначение В или V;
  • R – сопротивление проводника, измеряется в омах – обозначение Ом или W.

Или по формуле I=UG, где обозначение G – это проводимость или электропроводность (величина, обратная сопротивлению, измеряется в сименсах, обозначение – См или S).

Читайте также:  Два бесконечно длинных прямолинейных проводника с противоположными токами

Расчет для полной цепи происходит по формуле I=e/R+r, где:

  • e – ЭДС или электро-движущая сила в цепи, измеряется в вольтах;
  • R – суммарное сопротивление всех приборов, включенных в цепь;
  • r – внутреннее сопротивление источника напряжения.

Сила тока зависит от электрического напряжения (или разности потенциалов, или ЭДС). В случаях, когда r<>R, можно считать, что она обратно пропорциональна либо сопротивлению цепи, либо сопротивлению источника.

Закон Ома

Закон Ома для полной цепи.

Значение I связано с показателем скорости преобразования электрической энергии – мощностью P (единицы измерения ватты -обозначение Вт или W). Для линейной цепи, в которой соблюдается закон Ома, расчет P производится по формуле:

P=IU или P=I2R=U2/R.

Значение I прямо пропорционально мощности: I=P/U. В приборах большей мощности возникает ток большей силы.

Как измерить силу тока

Эту характеристику можно измерить с помощью амперметра. Прибор последовательно подключается к электрической сети (плюс к плюсу, минус к минусу). Чем ниже сопротивление амперметра, тем меньше его влияние на измерения, и тем они точнее. Если сопротивление амперметра стремится к нулю, он нейтрален и не влияет на показатели сети.

Работа амперметра основана на магнитном действии тока. Чем больше сила тока, проходящего по катушки, тем сильнее она взаимодействует с магнитом и тем больше угол поворота стрелки амперметра.

При измерении силы тока амперметр включается в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить.

У каждой клеммы прибора стоит свой знак: “+” или “-“.

Клемму со знаком “+” нужно соединить с проводом, идущим от положительного полюса источника тока, а клемму со знаком “-” – с проводом, идущим от отрицательного полюса источника тока.

На электрических схемах амперметр изображают в виде кружка с буквой А.

Виды амперметров

По конструкции амперметры бывают:

  • аналоговые (со стрелочной измерительной головкой);
  • цифровые (с индикатором).

Амперметр

Амперметр – прибор для измерения силы тока в амперах.

По способу измерения:

  1. Магнитоэлектрические, в которых отклонение чувствительной стрелки и показатели зависят от силы взаимодействия полей постоянного магнита и поля электрического тока в алюминиевой рамке, и угла поворота последней.
  2. Электромагнитные, показатели которых меняются с подвижками железного сердечника под влиянием электромагнитного поля катушки.
  3. Электродинамические, в которых отклонение стрелки связано с притяжением или отклонением подвижной катушки относительно неподвижной, соединенных последовательно или параллельно.
  4. Тепловые, в которых при нагреве электрическим током происходит изменение длины металлической нити и положения связанной с нитью измерительной стрелки.
  5. Индукционные, в которых связанный со стрелкой металлический диск отклоняется под воздействием электромагнитного поля неподвижных катушек.
  6. Детекторные, в которых магнитоэлектрический прибор соединен с выпрямителем-детектором.
  7. Термоэлектрические, которые состоят из нагревателя и магнитоэлектрического измерительного механизма.
  8. Фотоэлектрические, в которых фотоэлектрический элемент преобразует световой поток в электрический.

Магнитоэлектрические приборы определяют только силу постоянного тока, индукционные и детекторные – переменного. Фотоэлектрические высокоточные приборы работают с постоянным током и током низкой и высокой частоты.

Остальные из перечисленных подходят для разных токов.

Приборы бывают многофункциональными, т.е. действующими в разных режимах. Например, мультиметр работает и как вольтметр, и как омметр, и как мегомметр (для высоких сопротивлений).

В всех современных измерительных приборах есть переключатель диапазона чувствительности.

Правила измерения

  1. Амперметр включается в электросеть последовательно, «в разрыв цепи».
  2. При включении прибора в сеть, необходимо соблюдать полярность, присоединяя «+» прибора к «+» источника тока, а «-» к «-».
  3. Тестируемая линия при подключении должна быть обесточена. Иначе прикасание щупами прибора к проводам или контактам может вызвать короткое замыкание.
  4. При высоких напряжениях в цепь переменного тока помимо амперметра включается трансформатор или шунт, в цепь постоянного – магнитный усилитель или шунт.
  5. Тип амперметра для измерений выбирают в соответствии с типом электрического прибора или линии. Также учитывают требуемую точность показателей.

Перед подключением необходимо подробно изучить инструкцию к амперметру.

Источник

Магнитный полюс

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Смотреть что такое «Магнитный полюс» в других словарях:

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — участок поверхности намагниченного образца (магнита), на к ром норм. составляющая намагниченности Jn отлична от нуля. Если магнитный поток в образце и окружающем пр ве изобразить графически при помощи линий индукции (силовых линий) магнитного… … Физическая энциклопедия

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — часть поверхности намагниченного тела, на которой имеется нормальная составляющая вектора намагниченности (этот участок поверхности пересекает силовые линии магнитного поля). Магнитный полюс называется северным N (положительным), если из него… … Большой Энциклопедический словарь

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС, одна из двух воображаемых точек на поверхности, например, Земли, где магнитное поле направлено вертикально вниз на северном полюсе и вверх на южном. Магнитные полюса смещены относительно географических, причем смещены по разному … Научно-технический энциклопедический словарь

магнитный полюс — полюс Участок поверхности объекта контроля или намагничивающего устройства, в который входят или из которого выходят магнитные силовые линии. Примечание Участок, из которого выходят магнитные силовые линии, называют северным полюсом, а в который… … Справочник технического переводчика

Читайте также:  Какие силы перемещают заряды внутри источника тока

Магнитный полюс — Сюда перенаправляется запрос «Геомагнитный полюс». На эту тему нужна отдельная статья … Википедия

магнитный полюс — часть поверхности намагниченного тела, на которой имеется нормальная составляющая вектора намагниченности (этот участок поверхности пересекает силовые линии магнитного поля). Магнитный полюс называют северным N (положительным), если из него… … Энциклопедический словарь

Магнитный полюс — Magnetic pole Магнитный полюс. Область на намагниченной детали, в которую входит или из которой выходит магнитное поле. Это точка максимального магнитного притяжения в детали. (Источник: «Металлы и сплавы. Справочник.» Под редакцией Ю.П.… … Словарь металлургических терминов

магнитный полюс — magnetinis polius statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. magnetic pole vok. magnetischer Pol, m; Magnetpol, m rus. магнитный полюс, m pranc. pôle magnétique, m … Automatikos terminų žodynas

магнитный полюс — magnetinis polius statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetic pole vok. magnetischer Pol, m; Magnetpol, m rus. магнитный полюс, m pranc. pôle magnétique, m … Fizikos terminų žodynas

МАГНИТНЫЙ ПОЛЮС — область магнита с макс. намагниченностью. Каждый магнит имеет два М. п. северный (обозначается N), или положит., и южный (S), или отрицат. Одноименные М. п. отталкиваются, разноименные притягиваются. Назв. северный и южный обусловлены тем, что… … Естествознание. Энциклопедический словарь

Источник



Что такое полюс источника тока

Латинское слово «polus» происходит от греческого «полос». В широком смысле данный термин обозначает предел, границу или крайнюю точку чего-либо, нечто одно, диаметрально противоположное другому, когда речь идет например о двух полюсах.

У нашей планеты есть северный и южный географические полюса — противоположные края земного шара относительно экватора, а также магнитные полюса (как у постоянного магнита). У постоянного магнита есть северный и южный полюса — они стремятся притянуться друг к другу. Таким же образом полюса источника тока обозначают своеобразные его границы, края, к которым присоединяется внешняя часть электрической цепи, питаемой от данного источника, либо питающей (заряжающей) его.

Северный и южный полюс

Другими словами, полюса — это клеммы, выводы, посредством которых внутренняя структура источника тока соединяется с какой-нибудь внешней цепью, с потребителем или источником электрической энергии.

Говоря о полюсах источника тока, подразумевают всегда источник постоянного тока, поскольку у источника тока переменного полюса периодически меняются местами.

Так, в розетке нулевой вывод остается нулевым постоянно, а на фазном выводе раз в 0,01 секунды значение напряжения плавно изменяется на противоположное, то есть на фазном проводе периодически на мгновение возникает то положительный, то отрицательный полюс относительно нулевого провода, а нулевой провод становится, соответственно, то отрицательным, то — положительным полюсом по отношению к фазному проводу.

Положительный и отрицательный полюс

А если рассмотреть для примера батарейку, то у исправной батарейки все не так. У нее есть конкретно «плюс» и «минус», то есть два постоянных противоположных полюса. Это и есть собственно полюса данного источника тока. Так же и у аккумулятора.

Аккумулятор, будучи химическим источником тока, имеет два противоположных полюса — «плюс» и «минус», к которым внутри аккумулятора присоединены соответственно катодные и анодные пластины, обладающие, при наличии электролита, как говорят, противоположной полярностью.

Между данными полюсами имеется разность потенциалов (электрическое напряжение), измеряемая в вольтах. К данным клеммам аккумулятора присоединяется нагрузка или зарядное устройство.

Выпрямитель

Если постоянный ток получается путем выпрямления переменного тока, то на выходе выпрямителя будет постоянное напряжение, а конденсатор фильтра станет источником постоянного тока, у которого также будут присутствовать полюса — «плюс» и «минус» — положительный и отрицательный полюса.

Когда к данному источнику присоединяется нагрузка, возникает электрический ток, направленный (как принято считать) от положительного полюса — к отрицательному полюсу через цепь нагрузки. Электроны во внешней цепи будут двигаться при этом от отрицательного полюса — к положительному (потому что направление постоянного тока принимается противоположным по отношению к реальному направлению движения электронов — так принято в электротехнике), а внутри источника — от положительного полюса — к отрицательному.

Блок питания

Все конечно знают о так называемых полярных конденсаторах, обычно это электролитические конденсаторы, внутреннее устройство которых предполагает возможность их зарядки только в одном определенном направлении. Таким образом электролитический конденсатор, будучи заряжен, также будет иметь полюса — «плюс» и «минус», так как станет источником постоянного тока, если начать разряжать его на внешнюю нагрузку.

Что такое полюс источника тока

В заключении можно сказать, что практически полюсами источника постоянного тока именуются его клеммы, представляющие собой выводы, электрические потенциалы на которых всегда различаются так, что положительный полюс или «плюс» имеет потенциал выше, чем отрицательный полюс или «минус», поэтому между полюсами исправного источника постоянного тока всегда существует электрическое напряжение.

Источник