Nuolatinė elektros srovė

ELEKTROS SROVĖ IR JOS STIPRIS Elektros srovė ir jos atsiradinimo sąlygos Metalai geriausi laidininkai, ne juose teigiamuosiu jonus supa laisvieji elektronai. Kai elektrinio lauko laidininke nėra, laisvieji elektronai juda netvarkingai. Sukūrus laidininke elektrinį lauką (prijungus elektros srovės šaltinį) elektringosios dalelės pradės judėti kryptingai. Laidininke atsiradęs elektrinis laukas sukels ir palaikys kryptingą elektringųjų dalelių judėjimą. Elektros srove vadinamas kryptingas laisvųjų elektringųjų dalelių judėjimas. Kryptingo elektronų judėjimo greitis vos 7 ∙ 10-5 m/s. Elektros srovei atsirasti reikia dviejų sąlygų: • laisvųjų elektringųjų dalelių (krūvininkų) • elektrinio lauko Elektros srovės stipris Elektros srovės stipris priklauso nuo to, kiek elektronų pereina laidininko skerspjūviu per vienetinį laiką. Elektros srovės stipris (I) lygus elektros krūvio (q), pratekančio laidininko skerspjūviu per tam tikrą laiką (t), ir to laiko santykiui: - vienos dalelės krūvis - koncentracija - dalelės judėjimo greitis - laidininko skerspjūvio plotas Elektros srovė, kurios stipris ir kyptis ilgainiui nekinta, vadinmas nuolatine. Elektros srovės kryptis Srovės kryptimi laikoma teigiamųjų elektringųjų dalelių judėjimo kryptis, t.y. elektros srovės kryptis elektrinio lauko laidininko viduje krytptis (iš srovės šaltinio teigiamo poliaus į neigiamą). Elektros srovės veikimas Elektros srovė gali keisti cheminę laidininko sudėtį, išskirti sudedamąsias jo dalis. Elektros srovė veikia gretimais laidininkais tekančią srovę ir įmagnetintus kūnus. ELEKTRINĖ VARŽA. OMO DĖSNIS GRANDINĖS DALIAI Elektrinė varža Veikiami elektrinio lauko, laisvieji elektronai juda kryptingai ir sutinka savo kelyje – kristalinės gardelės mazguose esančius teigiamuosius jonus. Tada laisvieji elektronai atiduoda dalį savo kinetinės energijos, kurią įgijo veikiami elektrinio lauko. Sumažėjus energija, sumažėja elektronų greitis, o kartu ir elektros srovės stipris. Taip laidininke atsiranda pasipriešinimas elektros srovės tekėjimui. Fizikinis dydis, apibūdinantis laidininko pasipriešinimą elektros srovės tekėjimui, vadinamas laidininko elektrine varža: - savitoji laidininko varža - laidininko ilgis - laidininko skerspjūvio plotas Omo dėsnis grandinės daliai Kuria nors grandinės dalimi tekančios elektros srovės stiprio priklausomybė nuo tos dalies įtampos vadinama voltamperine laidininko charakteristika. Omo dėsnis grandinės daliai: elektros srovės stipris (I) grandinės dalyje yra tiesiogiai proporcingas tos dalies įtampai (U) ir atvirkščiai proporcingas varžai (R): Šis dėsnis taikomas tik tai grandinės daliai, kurioje nėra srovės šaltinio. Kitos omo dėsnio išraiškos: , bet laidininko varža nepriklauso nei nuo srovės stiprio, nei nuo įtampos. , bet ši formulė neatskleidžia įtampos fizikinės prasmės (tai darbas kurį atlieka elektrinis laukas, perkeldamas grandinės dalimi vientinį krūvį). Ommetras Varžą galima išmatuoti specialiu prietaisiu, vadinamu ommetru. Elektrinės grandinės. Nuoseklus ir lygiagretus laidininkų jungimas Eektrinės grandinės Elektrinę grandinę sudaro srovės (energijos) šaltinis, jungiamieji laidai, elektros energijos imtuvai ir jungikliai. Elektrinė schema – tai brėžinys, kuriame sutartiniais ženklais pažymėti elektriniai prietaisai ir jų jungimo būdai. Ampermetras į grandinę jungiamas nuosekliai, o voltmetras lygiagrečiai. Nuoseklus laidininkų jungimas Nuosekliuoju vadiname tokį jungimo būdą, kai laidininkai į grandinę jungiami paeiliui vienas po kito. 1 taisyklė. Nuosekliosios grandinės dalimis teka vienodo stiprio srovė: 2 taisyklė. Nuosekliosios grandinės įtampa lygi atskirų dalių įtampų sumai: 3 taisyklė. Nuosekliosios grandinės atskirų dalių įtampos yra tiesiogiai proporcingos jų varžoms: 4 taisyklė. Nuosekliosos grandinės pilnutinė varža lygi atskirų varžų sumai: Pilnutinė varža R dar vadinama ekivalentine varža. Kai į grandinę nuosekliai sujungiama keletas vienodos varžos laidininkų, pilnutinė varža apskaičiuojama dauginant vieno laidininko varžą R0 iš laidininkų skaičiaus n: Atjungus vieną iš nuosekliai sujungtų grandinės dalių (imtuvų), elektros srovės nuktrūksta visoje grandinėje. Todėl nuoseklusis laidininkų jungimas ne visada patogus. Lygiagretusis laidininkų jungimas Grandinės mazgas – taškas į kurį sueina daugiau kaip du gnybtai. Lygiagrečiuoju vadinamas toks jungimo būdas, kai vieni grandinės elementų gnybtai jungiami į vieną mazgą, o kiti - į kitą.Visi lygiagrečiai sujungti laidininkai sudaro išsišakojusią dalį, o kiekviena jų vadinama grandinės šaka. 1 taisyklė. Visų lygiagrečiai sujungtų grandinės šakų įtampa yra vienoda: 2 taisyklė. Į grandinės mazgą įtekanti srovė (arba ištekančių srovių suma) lygi iš jo ištekančių srovių sumai: 3 taisyklė. Atskiromis šakomis tekančių srovių stipriai yra atvirkščiai proporcingi tų šakų varžoms: 4 taisyklė. Kai laidininkai sujungti lygiagrečiai, fizikinis dydis, atvirkščias pilnutinei grandinės dalies varžai, lygus sumai dydžių, atvirkščių laidininkų varžoms: Kai visų (n) lygiagrečiai sujungtų laidininkų varža (R0) yra vienoda, pilnutinė grandinės varža lygi: Praktikoje elektros imtuvus patogu jungti lygiagrečiai. MIŠRUSIS LAIDININKŲ JUNGIMAS Mišriojo laidininkų jungimo samprata Dažnai eletrinėse schemose galima rasti ir lygiagrečiai ir nuosekliai sujungtų laidininkų. Toks jungimas vadinamas mišriuoju jungimu. ELEKTROS SROVĖS STIPRIO IR ĮTAMPOS MATAVIMAS Elektros srovės stiprio matavimas Elektros srovės stipris matuojamas ampermetru, kuris į grandinę jungiamas nuosekliai. Vadinasi, juo teka visa matuojama elektros srovė. Ampermetras turi varžą RA , todėl, jį įjungus, grandinės dalies varža padidėja: Dėl to, nekintant įtampai, elektros srovės stipris grandinėje sumažėja. Kad jis pakistų kuo mažiau, ampermetro varža turi būti maža – daug mažesnė už grandinės dalies varžą (RA > R). Voltmetro sandara lemia, kokią didžiausią įtampą (U0) juo galima išmatuoti. Jei matuojama įtampa didesnė už leistiną, prie voltmetro reikia prijungti priešvaržį. Tarkim, kad norima išmatuoti įtampa n kartų didesnę už leistinąją (). Priešvaržio gnybtų įtampa lygi (n - 1)U0 . Be to, voltmetru ir priešvaržiu teka tokio pat stiprio elektros srovė: , tai priešvaržio varža turi būti: Naudojant priešvaržį, voltmetro jautris sumažėja n kartų. Tada tikrąją įtampos vertę sužinosime padauginę voltmetro rodmenis iš n. Priešvaržiu vadinamas važas, kuris jungiamas nuosekliai su voltmetru, siekiant išplėsti jo matavimo ribas. Šuntu vadinamas varžas, kuris jungiamas lygiagrečiai su ampermetru, siekiant išplėsti jo matavimo ribas. NUOLATINĖS ELEKTROS SROVĖS ŠALTINIAI. ELEKTROVARA Elektrinės grandinės išorinė ir vidinė dalis Išorinę grandinės dalį sudaro visa tai, kas jungiama prie srovės šaltinio gnybtų: lempos, varžai ir kiti elektros energijos imtuvai, taip pat jungiamieji laidai ir jungikliai. Šios grandinės dalies varža vadinama išorinr varža (R). Vidinę grandinės dalį sudaro elektros srovės šaltinių vidus: generatoriuje – inkaro apvija, galvaniniame elemente – elektrolito tirpalas ir elektrodai. Vidinėje grandinės dalyje kitų rūšių energija virsta elektros energija. Vidinės grandinės dalis, turi varžą kuri vadinama vidine varža (r). Grandinės vidinė varža apibūdina srovės šaltinio pasipriešinimą elektros srovei, kurią ji sukelia. Vieta, kuria išorinė grandinės dalis jungiasi su vidine, vadinama srovės šaltinio poliai. Pašalinės jėgos Bet kurios elektringąsias daleles veikiančios jėgos, išskyrus elektrostatines (Kulono jėgas), vadinamos pašalinėmis jėgomis (nukreiptos prieš elektrinio lauko jėgas, be to, už jas didesnės). Pašalinių jėgų kilmė Pašalinių jėgų kilmė gali būti įvairi. Ji priklauso nuo srovės šaltinio sandaros. Pvz.: galvaniniame elemente cinko ir vario elektrodai įmerkti į sieros rugšties tirpalą. Rūgštyje cheminės jėgos ima tirpinti cinką – į tirpalą pereina teigiamieji cinko jonai. Dėl to cinko elektrodas įgyja neigiamąjį elektros krūvį.Vario elektrodas įsielektrina teigiamai. Vadinasi galvaniniame Voltos elemente pašalinės jėgos yra cheminės. Elektrinės generatoriuose pašalinės jėgos yra magnetinės. Elektrovara Pašalinių jėgų veikimą apibūdina elektrovara. Darbo (Apaš), kurį atlieka pašalinės jėgos, perkeldamos teigiamąjį krūvį (q) uždaru kontūru, ir to krūvio santykis vadinama elektrovara: Galima kalbėti apie elektrovara bet kurioje grandinės dalyje. Ją suprasime kaip pašalinių jėgų darba, atliekamą perkeliant vienetinį elektros krūvį ne visu kontūru, o tam tikra jo dalimi. Užrašai pvz.: 4,5 V ant galvaninių elementų reiškia kokį darbą atlieka pašalinės jėgos perkeldamos 1C elektros krūvį iš vieno elemento poliau į kitą. Norint išmatuoti srovės šaltinio elektrovarą, voltmetrą prie šaltinio polių turime jungti, kai grandinė yra atvira. OMO DĖSNIS UŽDARAJAI GRANDINEI Energijos tvermės dėsnio taikymas uždarajai grandinei Omo dėsnis uždarajai grandinei, kurioje yra vienas srovės šaltinis , kadangi , o , tai: Fizikinė prasmė tokia: šaltinio elektrovara lygi grandinės išorinės ir vidinės dalies įtampų sumai. Išoriniai ir vidiniai grandinės daliai pritaikę Omo dėsnį (,) ir atsižvelgę į tai, kad elektros srovės stipris abiejose dalyse yra vienodas, gauname: Elektros srovės stiprio ir grandinės dalies varžos sandauga vadinama įtampos kryčiu toje dalyje. Tai šaltinio elektrovara lygi įtampos kryčių vidinėje ir išorinėje grandinės dalyje sumai. Elektros srovės stipris uždaroje grandinėje yra tiesiogiai proporcingas srovės šaltinio elektrovarai ir atvirkščiai proporcingas pilnutinei varžai: - pilnutinė varža OMO DĖSNIO UŽDARAJAI GRANDINEI TAIKYMAS Omo dėsnis uždarajai grandinei, kurioje yra keletas nuosekliai sujungtų srovės šaltinių Kai yra trys nuosekliai sujungti elektros srovės šaltiniai, tarkim 2-asis teka prieš laikrodžio rodyklę, o kiti pagal laikrodžio rodyklę, tai srovės stipris: arba Omo dėsnis uždarajai grandinei kurioje yra keletas nuosekliai sujungtų srovės šaltinių formuluojamas taip: srovės stipris elektirnėje grandinėje, turinčioje keletą nuosekliai sujungtų šaltinių yra tiesiogiai proporcingas algebriniai elektrovarų sumai ir atvirkščiai proporcingas pilnutinei grandinės varžai. Trumpasis laidininkų jungimas Trumpuoju jungimu vadinamas srovės šaltinių polių sujungimas laidininku, kurio varža maža (R→0), palyginti su kitų grandinės dalių varža. Kai (R→0), tai (I→∞). Tada srovės stiprį lemia tik vidinė varža: Srovės šaltinio elektrovaros matavimas Išjungus grandinę, elektros srovė nutrūksta (I=0). Tada: Vadinasi norint išmatuoti srovės elektrovarą reikia išjungti elektrinę grandinę ir voltmetrą prijungti prie šaltinio gnybtų. ELEKTROS SROVĖS DARBAS IR GALIA Elektros srovės darbas Veikdami elektrinio lauko elektronai juda kryptingai. Jis atlieka darbą, kuris vadinamas elektros srovės darbu. , kadangi , tai darbą randame pagal formulę: Elektros srovės darbas grandinėjes dalyje lygus elektros srovės stiprio, įtampos ir laiko, per kurį jis atliekamas, sandaugai. Kai laidininkai grandinėje sujungti lygiagrečiai, elektros srovės darbą galime rasti: , nes tada yra vienoda gnybtų įtampa. Kai laidinkai sujungti nuosekliai: , nes visose grandinės dalyse yra vienodas stipris. Srovei atliekant darbą, elektros energija išorinėje grandinės dalyje virsta kitų rūšių energija: šildymo prietaisuose – šilumine, varikliuose – mechanine, apšvietimo lempose – šilumine ir šviesos energija. Džaulio ir Lenco dėsnis Laidininke, kuriuo teka elektros srovė, išsiskiriančios šilumos kiekis lygus srovės stiprio kvadrato, laidininko varžos ir srovės tekėjimo trukmės sandaugai: Lauko pagreitinti elektronai, susidurdami su kristalinės gardelės jonais, perduoda jiems dalį savo energijos. Dėl to jonai ima intencsyviau svyruoti apie pusiausvyros padėtis, taigi jų energija, o kartu laidininko vidinė energija padidėja. Laidininkas įšyla (pakyla jo temperatūra) ir perduoda energiją aplinkos kūnams. Elektros srovės galia Fizikinis dydis nusakantis elektros srovės atliekamo darbo spartą, vadinamas elektros srovės galia. Elektros srovės galia lygis atlikto darbo ir laiko, per kurį jis atliktas, santykiui: Taikant Omo dėsnį grandinės daliai, elektros srovės galią galima išreikšti keliomis ekivalenčiomis formulėmis: APIBENDRINIMAS Elektros srovė Elektros srove vadinamas kryptingas elektringųjų dalelių judėjimas. Elektros srovės stipris Elektros srovės stipris (I) lygus elektros krūvio (Δq), pratekančio laidininko skerspjūviu per tam tikrą laiką (Δt), ir to laiko santykiui: Elektros srovės kryptis Elektros srovės kryptimi laikoma teigiamųjų elektringųjų dalelių judėjimo kryptis. Iš teigiamo šaltinio poliaus į neigiamą šaltinio polių. Elektrinė varža Elektrinė varža yra fizikinis dydis, apibūdinantis laidininko pasipriešinimą elektros srovės tekėjimui. Važa priklauso nuo laidininko matmenų ir medžiagos, iš kurios jis pagamintas: Voltamperinė charakteristika Voltamperine charakteristika vadinama kuria nors grandinės dalimi tekančios elektros srovės stiprio priklausomybė nuo tos dalies įtampos. Omo dėsnis grandinės daliai Elektros srovės stipris (I) grandinės dalyje yra tiesiogiai proporcingas tos dalies įtampai (U) ir atvirkščiai proporcingas varžai (R): Nuoseklus laidininkų jungimas Nuosekliuoju vadinamas toks jungimas, kai laidininkai į granndinę jungiami paeiliui vienas po kito. Nuosekliojo laidininkų jungimo taisyklės 1. Nuosekliosios grandinės dalimis teka vienodo stiprio elektros srovė: 2. Nuosekliosios grandinės įtampa lygi atskirų dalių įtampų sumai: 3. Nuosekliosios grandinės atskirų dalių įtampos yra tiesiogiai proporcingos jų varžoms: 4. Nuosekliosios grandinės pilnutinė varža lygi atskirų dalių varžų sumai: Lygiagretusis laidininkų jungimas Lygiagrečiuoju vadinamas toks jungimas, kai vieni grandinės elementų gnybtai jungiami į vieną mazga, o kiti į kitą mazgą. Lygiagrečiojo laidininkų jungimo taisyklės 1. Visų lygiagrečiai sujungtų grandinės šakų įtampa yra vienoda: 2. Į grandinės mazgą įtekanti srovė (arba įtekančių srovių suma) lygi iš jos ištekančių srovių sumai: 3. Atskiromis šakomis tekančių srovių stipriai yra atvirkščiai proporcingi jų varžoms: 4. Kai laidininkai sujungti lygiagrečiai, fizikinis dydis, atvirkščias pilnutinei grandinės dalies varžai, lygus sumai dydžių atvirkščių lygiagrečiai sujungtų laidininkų varžoms: Elektrovara Darbo (Apaš), kurį atlieka pašalinės jėgos, perkeldamos taigiamąjį krūvį (Δq) uždaru kontūru, ir to krūvio santykis vadinamas elektrovara: Omo dėsnis uždarajai grandinei Elektros srovės stipris (I) uždaroje grandinėje yra tiesiogiai proporcingas srovės šaltinio elektrovarai (R) ir atvirkščiai proporcingas pilnutinei grandinės varžai (R+r): Omo dėsnis uždarajai grandinei, kurioje yra keletas nuosekliai sujungtų srovės šaltinių Srovės stipris (I) elektrinėje grandinėje, kurioje srovės šaltiniai sujungti nuosekliai, yra tiesiogiai proporcingas algebrinei elektrovarų sumai (E1+E2+E3) ir atvirkščiai proporcingas pilnutinei grandinės varžai (r1+r2+r3+R): Elektros srovės darbas Elektros srovės darbas (A) grandinės dalyje lygus elektros srovės stiprio (I), įtampos (U) ir laiko (Δt), per kurį jis atliekamas sandaugai: Džaulio ir Lenco dėsnis Laidininke, kuriuo teka elektros srovė, išsiskiriantis šilumos kiekis (Q) lygus srovės stiprio (I) kvadrato, laidininko varžos (R) ir srovės tekėjimo trukmės (Δt), sandaugai: Elektros srovės galia Elektros srovės galia (P) lygi srovės atlikto darbo (A) ir laiko (Δt), per kurį jis atliktas, sandaugai: adas.alvikas@gmail.com

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!