Меню

По проводнику площадь поперечного сечения которого равна 1 5 мм2 течет электрический ток считая

По проводнику площадь поперечного сечения которого равна 1 5 мм2 течет электрический ток считая

Направленное движение электрических зарядов называется электрическим током . Носителями зарядов в зависимости от типа проводника могут быть электроны и ионы. В металлических проводниках – это свободные электроны, или электроны проводимости , в гальванических ваннах, т. е. в растворах электролитов, – положительные и отрицательные ионы. Тела или вещества, в которых можно создать электрический ток, называют проводниками электрического тока. Проводниками являются все металлы, водные растворы солей или кислот, ионизованные газы.

При движении свободных заряженных частиц происходит перенос заряда. Количественной характеристикой – силой $$ I$$ тока – принято считать скорость переноса заряда через любое поперечное сечение проводника, т. е. количество заряда, перемещённого через «контрольную поверхность», на которой осуществляется подсчёт пересёкшего её заряда, в единицу времени:

где `q` – заряд, прошедший через произвольное фиксированное поперечное сечение проводника за время от `0` до `t`. Если сила тока не изменяется со временем, ток называют постоянным. Единица измерения силы тока в системе СИ называется ампером (А) (в честь А.М. Ампера – французского учёного XIX века) и вводится через магнитное взаимодействие токов.

Один ампер есть сила такого тока, поддерживаемого в двух бесконечных (очень длинных) прямолинейных параллельных проводниках ничтожно малой площади поперечного сечения, расположенных на расстоянии `1`м в вакууме, при котором в расчёте на `1` метр длины проводника действует сила `F=2*10^(-7) «Н»`.

Единица измерения силы тока ампер, наряду с метром, секундой, килограммом, является основной единицей системы СИ. Единица измерения заряда кулон (Кл) является производной и вводится в соответствии с (1): один кулон – это электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника при силе тока $$ 1\mathrm$$ за $$ 1\mathrm$$, т. е. $$ 1\mathrm<Кл>=1\mathrm·1\mathrm.$$

За направление электрического тока принимают направление, в котором движутся положительно заряженные носители тока.

Отношение силы `I` тока к площади `S` поперечного сечения проводника называется плотностью тока:

которая равна силе тока в расчёте на единицу площади поперечного сечения.

По проводу течёт постоянный ток. Через произвольное поперечное сечение за время `t=2` мин протёк заряд `q=1,2` Кл. Найдите силу `I` тока в проводе и его плотность `j`. Площадь поперечного сечения проводника `S=0,5 «мм»^2`.

Силу тока определим по формуле (1):

плотность тока найдём по формуле (2):

Согласно модели, предложенной Нильсом Бором, в основном состоянии атома водорода электрон движется вокруг покоящегося протона по круговой орбите радиуса `r=0,53*10^(-10)` м со скоростью `v=2,2*10^6` м/с. Какой величине `I` тока эквивалентно движение электрона по орбите? Каково направление этого тока? Элементарный заряд `e=1,6*10^(-19)` Кл.

В рассматриваемой модели электрон обращается вокруг протона с периодом `T=(2pir)/v`. За `t=1` с электрон пересечёт любую контрольную поверхность, на которой происходит подсчёт переносимого заряда, `nu=1/T` раз. Тогда через эту поверхность за `t=1` с пройдёт заряд `q=e*nu`, т. е. сила эквивалентного тока в соответствии с (1) равна

Читайте также:  При параллельном соединении проводников сила тока складывается

Поскольку электрон – отрицательно заряженная частица, то направление рассматриваемого тока противоположно направлению движения электронов.

Источник

Постоянный электрический ток

75. Сила тока в проводнике равномерно нарастает от I = 0 до I = 2 А в течении времени τ = 5 с. Определите заряд, прошедший по проводнику.

76. Определить плотность тока, если за 2 с через проводник сечением 1,6 мм 2 прошло 2*10 19 электронов.

77. По медному проводнику сечением 0,8 мм 2 течет ток 80 мА. Найдите среднюю скорость упорядоченного движения электронов вдоль проводника, предполагая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон. Плотность меди ρ = 8,9 г/см 3 .

78. Определите суммарный импульс электронов в прямом проводе длиной l = 500 м, по которому течет ток I = 20 А.

79. Определите общее сопротивление между точками А и В цепи, представленной на рисунке, если R1 = 1 Ом, R2 = 3 Ом, R3 = R4 = R6 = 2 Ом, R5 = 4 Ом.

80. Определите сопротивление проволочного каркаса, имеющего форму куба, если он включен в цепь между точками А и В. Сопротивление каждого ребра каркаса r = 3 Ом.

81. Вольтметр, включенный в сеть последовательно с сопротивлением R1, показал напряжение U1 = 198 В, а при включении последовательно с сопротивлением R2 = 2*R1 показал U2 = 180 В. Определите сопротивление R1 и напряжение в сети, если сопротивление вольтметра r = 900 Ом.

82. В цепи на рисунке амперметр показывает силу тока I = 1,5 А. Сила тока через сопротивление R1 равна I1 = 0,5 А. Сопротивление R2 = 2 Ом, R3 = 6 Ом. Определите сопротивление R1, а также силу ток I2 и I3, протекающих через сопротивление R2 и R3.

83. Через лампу накаливания течет ток, равный 0,6 А. Температура вольфрамовой нити диаметром 0,1 мм равна 2200 градусов Цельсия. Ток подводится медным проводом сечением 6 мм 2 . Определите напряжение электрического поля: 1) в вольфраме (удельное сопротивление при 0 градусах ρ = 55 нОм*м, температурный коэффициент сопротивления а = 0,0045 0С -1 ); 2) в меди (ρ = 17 нОм*м).

84. По алюминиевому проводу сечением S = 0,2 мм 2 течет ток I = 0,2 А. Определите силу, действующую на отдельные свободные электроны со стороны электрического поля. Удельное сопротивление алюминия ρ = 26 нОм*м.

85. Электрическая плита мощностью 1 кВт с нихромовой спиралью предназначена для включения в сеть с напряжением 220 В. Сколько метров проволоки диаметром 0,5 мм надо взять для изготовления спирали, если температура нити равна 900 градусов Цельсия? Удельное сопротивление нихрома при 0°C ρ = 1 мкОм*м, а температурный коэффициент сопротивления a = 0,4*10 -3 .

86. Два цилиндрических проводника одинаковой длины и одинакового сечения, один из меди, а другой из железа, соединены параллельно. Определите отношение мощностей токов для этих проводников. Удельные сопротивления меди и железа равны соответственно 17 и 98 нОм*м.

87. Сила тока в проводнике сопротивлением R = 120 Ом равномерно возрастает от I = 0 до Imax = 5 А за время τ = 15 с. Определите выделившееся за это время в проводнике количество теплоты.

Читайте также:  Электрические формулы трехфазный переменный ток

88. Сила тока в проводнике сопротивлением R = 100 Ом равномерно убывает от I = 10 А до I = 0 за время τ = 30 с. Определите выделившееся за это время в проводнике количество теплоты.

89. Определить напряженность электрического поля в алюминиевом проводнике объемом V = 10 см 3 , если при прохождении по нему постоянного тока за время t = 5 мин выделилось количество теплоты Q = 2,3 кДж. Удельное сопротивление алюминия ρ = 26 нОм*м.

90. Плотность электрического тока в медном проводе равна 10 А/см 2 . Определите удельную тепловую мощность тока, если удельное сопротивление меди ρ = 17 нОм * м.

91. Определить ток короткого замыкания источника ЭДС, если при внешнем сопротивлении R1 = 50 Ом тока в цепи I1 = 0,2 А, а при R2 = 110 Ом – I2 = 0,1 А.

92. В цепь, состоящую из батареи и резистора сопротивлением R = 8 Ом, включают вольтметр, сопротивление которого RV = 800 Ом, один раз последовательно резистору, другой раз — параллельно. Определите внутреннее сопротивление батареи, если показания вольтметра в обоих случаях одинаковы.

93. На рисунке R1 = R2 = R3 = 100 Ом. Вольтметр показывает UV = 200 В, сопротивление вольтметра RV = 800 Ом. Определите ЭДС батареи, пренебрегая её сопротивлением.

94. На рисунке сопротивление потенциометра R = 2000 Ом, внутреннее сопротивление вольтметра RV = 5000 Ом, U = 220 В. Определите показание вольтметра, если подвижный контакт находится посередине потенциометра.

95. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление r источника тока, если во внешней цепи при силе тока 4 А развивается мощность 10 Вт, а при силе тока 2 А мощность 8 Вт.

Ошибка в тексте? Выдели её мышкой и нажми

Остались рефераты, курсовые, презентации? Поделись с нами — загрузи их здесь!

Источник

По проводнику площадь поперечного сечения которого равна 1 5 мм2 течет электрический ток считая

Законы постоянного тока

2301 . Сопротивление катушки из медной проволоки – R , вес проволоки – P . Определить длину и площадь поперечного сечения проволоки. решение

2302. Сопротивление проволоки R 1 = 81 Ом. Ее разрезали на несколько частей и соединили эти части параллельно, вследствие чего сопротивление стало равно R2 = 1 Ом. На сколько частей разрезали проволоку? решение

2303. Ток в проводнике за равные промежутки времени t сначала равномерно возрастает от 0 до I1, затем остается постоянным и, наконец, уменьшается до нуля. Какой заряд прошел по проводнику за время, равное 4t? решение

2304. Медный проводник сечением S движется со скоростью vo , направленной перпендикулярно площади S. Какой заряд пройдет по проводнику при резком торможении, если концы проводника замкнуты? решение

2305. Две проволоки – нихромовая и стальная – имеют одинаковые массы. Длина стальной проволоки в 20 раз больше длины нихромовой. Во сколько раз отличаются их сопротивления (удельное сопротивление нихрома в 10 раз больше удельного сопротивления стали, плотность больше в 1,07 раза)? решение

2306. По медному проводнику сечением S = 0,17 мм 2 течет ток I = 0,025 A. Определить, какая сила действует на отдельные электроны со стороны электрического поля. решение

Читайте также:  Виды электротравм чем опасен электрический ток

2307. Определить, какой ток создает электрон, вращающийся вокруг ядра в атоме водорода, если радиус его орбиты принять равным 5,3 × 10 -9 см. решение

2308. По железному проводнику сечением S = 0,64 мм 2 течет ток I = 24 A. Определить среднюю скорость направленного движения электронов, считая, что число свободных электронов n o в единице объема равно числу атомов n o / в единице объема проводника. решение

2309. Через двухэлектродную лампу с плоскими электродами идет ток I. Напряжение на лампе – U. С какой силой действуют на анод лампы попадающие на него электроны, если они покидают катод со скоростью v o ? решение

2310. Сопротивление 100-ваттной электролампы, работающей при напряжении 220 B, в накаленном состоянии в n = 15 раз больше, чем при температуре t1 = 10 o C . Найти сопротивление при этой температуре и температурный коэффициент сопротивления α, если в накаленном состоянии температура нити t2 = 2500 о С. решение

Смотрите новый сайт В. Грабцевича по физике, а также шутки про школу.

Источник



Упражнение 30 — ГДЗ Перышкин 8 класс учебник

1. Длина одного провода 20см, другого- 1,6м. Площадь сечения и материал проводов одинаковы. У какого провода сопротивление больше и во сколько раз?

2. Рассчитайте сопротивления следующих проводников, изготовленных:
а) из алюминиевой проволоки длиной 80см и площадью поперечного сечения 0,2 мм 2 ;
б) из никелиновой проволоки длиной 400см и площадбю поперечного сечения 0,5 мм 2 ;
в) из константановой проволоки длиной 50см и площадью поперечного сечения 0,005 см 2 .

а)
Дано:
ρ= 0,028 Ом*мм 2 / м
l= 80см= 0,8м
S= 0,2 мм 2
R- ?
Решение:
R= ρ*l / S
R= (0,028 (Ом*мм 2 /м) * 0,8 м) / 0,2мм 2 = 0,112 Ом
Ответ: R= 0,112 Ом.

б)
Дано:
ρ= 0,40 Ом*мм 2 /м
l= 400см= 4м
S= 0,5мм 2
R- ?
Решение:
R= ρ*l / S
R= (0,40 (Ом*мм 2 /м) * 4м) / 0,5мм 2 = 3,2 Ом
Ответ: R= 3,2 Ом.

в)
Дано:
ρ= 0,50 Ом*мм 2 /м
l= 50см= 0,5м
S= 0,005см 2 = 0,5мм 2
R- ?
Решение:
R= ρ*l / S
R= (0,50 (Ом*мм 2 /м) * 0,5м) / 0,5мм 2 = 0,5 Ом
Ответ: R= 0,5 Ом

3. Спираль электрической плитки изготовлена из нихромовой проволоки длиной 13,75м и площадью поперечного сечения 0,1мм 2 . Плитка рассчитана на напряжение 220В. Определите силу тока в спирали плитки.

Дано:
l= 13,75м
S= 0,1мм 2
ρ= 1,1 Ом*мм 2 / м
U= 220В
J- ?
Решение:
R= ρ*l / S
R= (1,1 (Ом*мм 2 /м) * 13,75м) / 0,1мм 2 ≈ 151 Ом
J= U/R
J= 220В/151Ом≈ 1,5А
Ответ: J≈ 1,5А

4. Сила тока в железном проводнике длиной 150мм и площадью поперечного сечения 0,02мм 2 равна 250 мА. Каково напряжение на концах проводника?

Дано:
ρ= 0,1 Ом*мм 2 /м
l= 150мм= 0,15м
S= 0,02мм 2
J= 250мА= 0,25А
U- ?
Решение:
R= ρ*l /S
R= (0,1 (Ом*мм 2 /м)* 0,15м) / 0,02мм 2 = 0,75 Ом
U= J*R= 0,25А*0,75 Ом≈ 0,2В
Ответ: U≈ 0,2В

Источник