Первый закон Ньютона
Второй закон Ньютона имеет вид:
[ F = ma ]где:
- ( m ) – масса материальной точки,
- ( a ) – её ускорение,
- ( F ) – равнодействующая приложенных сил.
Считается, что это вторая самая известная формула в физике (первой значится формула эквивалентности массы и энергии), хотя сам Ньютон никогда явным образом не записывал свой второй закон в этом виде. Впервые данную форму закона можно встретить в трудах К. Маклорена и Л. Эйлера.
Третий закон Ньютона
Сила инерции — сила, вводимая в неинерциальных системах отсчёта. Введение сил инерции производится для того, чтобы придать уравнениям движения тел в неинерциальных системах отсчёта ту же форму, какую имеет уравнение второго закона Ньютона в инерциальных системах. В ряде случаев такой подход позволяет сделать рассмотрение движения более удобным и наглядным, а решение соответствующих задач — более простым.
В частности, в системе отсчёта, связанной с равноускоренно движущимся телом, сила инерции направлена противоположно ускорению. Из полной силы инерции, представляющей собой сумму переносной и кориолисовой, могут быть для удобства выделены центробежная сила и сила Кориолиса.
У этого термина существуют и другие значения, см. Сила.
Си́ла — физическая векторная величина, являющаяся мерой воздействия на данное тело со стороны других тел или полей. Приложение силы обусловливает изменение скорости тела или появление деформаций и механических напряжений. Деформация может возникать как в самом теле, так и в фиксирующих его объектах — например, пружинах.
Для обозначения силы обычно используется символ F — от лат. (сильный).
Слово сила в русском языке является многозначным и нередко используется (само или в сочетаниях, в науке и обиходных ситуациях) в смыслах, отличных от физической трактовки термина.
Об определении силы
Сила является векторной величиной. Она характеризуется модулем, направлением и точкой приложения. Также используют понятие линия действия силы, означающее проходящую через точку приложения силы прямую, вдоль которой направлена сила.
Размерность силы в Международной системе величин (англ. International System of Quantities, ISQ), на которой базируется Международная система единиц (СИ), и в системе величин LMT, используемой в качестве основы для системы единиц СГС, — ( LMT^{-2} ). Единицей измерения в СИ является ньютон (русское обозначение: Н; международное: N), в системе СГС — дина (русское обозначение: дин, международное: dyn).
Примеры величин сил
| Сила | Единица измерения |
|---|---|
| Сила притяжения | Н (ньютон) |
| Упругая сила | Н (ньютон) |
| Тяговое усилие | Н (ньютон) |
Как видно из таблицы, различные силы измеряются в ньютонах (Н) в Международной системе или динах (дин) в системе СГС.
Если к незакреплённому телу приложено несколько сил, то каждая из них сообщает телу такое ускорение, какое она сообщила бы в отсутствие действия других сил. Это утверждение, основанное на опытных фактах, носит название принципа независимости действия сил (принципа суперпозиции).
Поэтому при расчёте ускорения тела все действующие на него силы заменяют одной силой, называемой равнодействующей, а именно векторной суммой действующих сил. В частном случае равенства равнодействующей сил нулю ускорение тела как целого также будет нулевым. Для материальной точки нулевое значение равнодействующей означает, что система сил является уравновешенной; для тела конечных размеров достижение уравновешенности сил дополнительно требует равенства нулю суммы их моментов (иначе тело сможет приобретать угловое ускорение, см. подробнее).
В статье рассматривается понятие силы тока, ее определение и единицы измерения, а также приводятся примеры ее применения.
## Введение
В физике сила тока является одним из основных понятий, которое помогает нам понять, как электрический ток движется в проводниках. Сила тока измеряется в амперах и определяется как количество электрического заряда, проходящего через проводник за единицу времени.
В этой лекции мы рассмотрим определение силы тока, единицы измерения, формулу для расчета, а также рассмотрим некоторые свойства и примеры применения силы тока.
## Определение силы тока
Сила тока – это физическая величина, которая характеризует движение электрических зарядов в проводнике. Она показывает, сколько зарядов проходит через поперечное сечение проводника за единицу времени.
Сила тока обозначается символом I и измеряется в амперах (А).
Сила тока может быть постоянной или переменной. В постоянном токе заряды движутся в одном направлении с постоянной скоростью. В переменном токе направление движения зарядов меняется с определенной частотой.
## Единицы измерения силы тока
Сила тока измеряется в амперах (А). Ампер – это основная единица измерения электрического тока в Международной системе единиц (СИ).
Ампер определяется как сила тока, при которой два параллельных проводника, бесконечно длинных и с бесконечно малым сечением, расположенных на расстоянии 1 метра друг от друга в вакууме, создают силу взаимодействия в 2 * 10^-7 ньютонов на метр длины.
Для измерения силы тока используются амперметры, которые подключаются к электрической цепи и позволяют измерить величину тока.
## Формула для расчета силы тока
Сила тока (I) в электрической цепи может быть рассчитана с использованием формулы:
I = Q / t
Эта формула показывает, что сила тока пропорциональна количеству электричества, протекшему через цепь, и обратно пропорциональна времени, в течение которого это произошло.
Силу тока также можно использовать для приведения в движение электромоторов. Электрический ток, протекающий через обмотки электромотора, создает магнитное поле, которое вызывает вращение ротора. Это применяется во многих устройствах, таких как вентиляторы, стиральные машины, электрические автомобили и так далее.
Зарядка аккумуляторов
Сила тока также используется для зарядки аккумуляторов. При подключении аккумулятора к источнику электропитания, ток протекает через аккумулятор, перезаряжая его. Это позволяет использовать аккумулятор несколько раз, прежде чем он потребует замены.
Вывод
Сила тока играет ключевую роль в работе электрических устройств. Она зависит от напряжения, сопротивления и мощности в электрической цепи. Понимание свойств силы тока поможет вам использовать ее эффективно и контролировать процессы, связанные с передачей электроэнергии. Не забывайте, что без силы тока мы бы не могли пользоваться многими современными технологиями и удобствами.
Поэтому, учите, практикуйте и экспериментируйте с силой тока, чтобы достичь максимальной эффективности в использовании электрической энергии.
Применение силы тока в электротехнике
Сила тока является ключевым параметром при проектировании и эксплуатации электрических систем. Ниже мы рассмотрим несколько примеров применения силы тока в различных областях.
Привод электромоторов
Электромоторы используются во многих устройствах, от бытовых стиральных машин до индустриальных автомобильных двигателей. Подключение электромотора к электрической цепи позволяет силе тока протекать через обмотки мотора, что создает магнитное поле и обеспечивает вращение ротора.
Зарядка устройств
Сила тока также применяется при зарядке различных электронных устройств, включая мобильные телефоны, ноутбуки и планшеты. Подключение зарядного устройства к электрической цепи позволяет силе тока заряжать аккумулятор устройства, обновляя его энергию.
Электролиз
Применение силы тока для проведения электролиза используется в производстве металлов, хлора, водорода и других веществ. Процесс электролиза основан на разложении химических соединений под действием электрического тока, что позволяет получать нужные продукты.
Таблица сравнения свойств силы тока
| Свойство | Описание |
|---|---|
| Направление | Определяется положительными и отрицательными зарядами, ток течет от положительного к отрицательному |
| Интенсивность | Измеряется в амперах (А), показывает сколько зарядов проходит через проводник за единицу времени |
| Закон Ома | Сила тока пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению |
Заключение
Сила тока играет важную роль в повседневной жизни, обеспечивая работу различных электрических устройств и систем. Понимание свойств силы тока важно для эффективного проектирования и эксплуатации электротехнических систем.
Интенсивность сильного и слабого взаимодействия измеряется в единицах энергии (электрон-вольтах), а не единицах силы, и потому применение к ним термина «сила» объясняется существующей с античности традицией объяснять любые явления в окружаемом мире действием специфических для каждого явления «сил».
Электростатическое поле (поле неподвижных зарядов)
Развитие физики после Ньютона добавило к трём основным (длина, масса, время) величинам электрический заряд с размерностью «кулон» (C). Однако, исходя из требований практики, в качестве основной единицы измерения стали использовать не единицу заряда, а единицу силы электрического тока. Так, в системе СИ основной единицей является ампер, а единица заряда — кулон — производная от него.
Поскольку заряд как таковой не существует независимо от несущего его тела, электрическое взаимодействие тел проявляется в виде рассматриваемой в механике силы, служащей причиной ускорения. Применительно к электростатическому взаимодействию двух точечных зарядов с величинами и , располагающихся в вакууме, используется закон Кулона. В форме, соответствующей системе СИ, он имеет вид:
где — сила, с которой заряд 1 действует на заряд 2, — вектор, направленный от заряда 1 к заряду 2 и по модулю равный расстоянию между зарядами, а — электрическая постоянная, равная ≈ 8,854187817•10−12 Ф/м. При помещении зарядов в однородную и изотропную среду сила взаимодействия уменьшается в ε раз, где ε — диэлектрическая проницаемость среды.
Сила направлена вдоль линии, соединяющей точечные заряды. Графически электростатическое поле принято изображать в виде картины силовых линий, представляющих собой воображаемые траектории, по которым перемещалась бы лишённая массы заряженная частица. Эти линии начинаются на одном и заканчиваются на другом заряде.
Магнитостатическое поле (поле постоянных токов)
Существование магнитного поля признавалось ещё в средние века китайцами, использовавшими «любящий камень» — магнит в качестве прообраза магнитного компаса. Графически магнитное поле принято изображать в виде замкнутых силовых линий, густота которых (так же, как и в случае электростатического поля) определяет его интенсивность. Исторически наглядным способом визуализации магнитного поля были железные опилки, насыпаемые, например, на лист бумаги, положенный на магнит.
Эрстед установил, что текущий по проводнику ток вызывает отклонение магнитной стрелки.
Фарадей пришёл к выводу, что вокруг проводника с током создаётся магнитное поле.
Ампер высказал гипотезу, признанную в физике в качестве модели процесса возникновения магнитного поля, которая предполагает существование в материалах микроскопических замкнутых токов, обеспечивающих совместно эффект естественного или наведённого магнетизма.
Ещё, Ампером было установлено, что в находящейся в вакууме системе отсчёта, по отношению к которой заряд находится в движении, то есть ведёт себя как электрический ток, возникает магнитное поле, интенсивность которого определяется вектором магнитной индукции , лежащим в плоскости, расположенной перпендикулярно по отношению к направлению движения заряда.
Тот же Ампер впервые измерил силу взаимодействия двух параллельных проводников с текущими по ним токами. Один из проводников создавал вокруг себя магнитное поле, второй реагировал на это поле сближением или удалением с поддающейся измерению силой, зная которую и величину силы тока можно было определить модуль вектора магнитной индукции.
Силовое взаимодействие между электрическими зарядами, не находящимися в движении относительно друг друга, описывается законом Кулона. Однако заряды, находящиеся в таком движении, порождают и магнитные поля, посредством которых созданные движением зарядов токи в общем случае приходят в состояние силового взаимодействия.
Принципиальным отличием силы, возникающей при относительном движении зарядов, от случая их стационарного размещения, является различие в геометрии этих сил. Для случая электростатики сила взаимодействия двух зарядов направлена по линии, их соединяющей. Поэтому геометрия задачи двумерна и рассмотрение ведётся в плоскости, проходящей через эту линию.
В случае токов сила, характеризующая магнитное поле, создаваемое током, расположена в плоскости, перпендикулярной току. Поэтому картина явления становится трёхмерной. Магнитное поле, создаваемое бесконечно малым по длине элементом первого тока, взаимодействуя с таким же элементом второго тока, в общем случае создаёт силу, действующую на него. При этом для обоих токов эта картина полностью симметрична в том смысле, что нумерация токов произвольна.
Закон взаимодействия токов используется для эталонирования постоянного электрического тока.
Сильное взаимодействие — фундаментальное короткодействующее взаимодействие между адронами и кварками. В атомном ядре сильное взаимодействие удерживает вместе положительно заряженные (испытывающие электростатическое отталкивание) протоны, происходит это посредством обмена пи-мезонами между нуклонами (протонами и нейтронами). Пи-мезоны живут очень мало, времени жизни им хватает лишь на то, чтобы обеспечить ядерные силы в радиусе ядра, потому ядерные силы называют короткодействующими. Увеличение количества нейтронов «разбавляет» ядро, уменьшая электростатические силы и увеличивая ядерные, но при большом количестве нейтронов они сами, будучи фермионами, начинают испытывать отталкивание вследствие принципа Паули. Также при слишком сильном сближении нуклонов начинается обмен W-бозонами, вызывающий отталкивание, благодаря этому атомные ядра не «схлопываются».
Внутри самих адронов сильное взаимодействие удерживает вместе кварки — составные части адронов. Квантами сильного поля являются глюоны. Каждый кварк имеет один из трёх «цветовых» зарядов, каждый глюон состоит из пары «цвет»-«антицвет». Глюоны связывают кварки в так называемый «конфайнмент», из-за которого на данный момент свободные кварки в эксперименте не наблюдались. При отдалении кварков друг от друга энергия глюонных связей возрастает, а не уменьшается как при ядерном взаимодействии. Затратив много энергии (столкнув адроны в ускорителе), можно разорвать кварк-глюонную связь, но при этом происходит выброс струи новых адронов. Впрочем, свободные кварки могут существовать в космосе: если какому-то кварку удалось избежать конфайнмента во время Большого взрыва, то вероятность аннигилировать с соответствующим антикварком или превратиться в бесцветный адрон для такого кварка исчезающе мала.
Слабое взаимодействие — фундаментальное короткодействующее взаимодействие. Радиус действия 10−18 м. Симметрично относительно комбинации пространственной инверсии и зарядового сопряжения. В слабом взаимодействии участвуют все фундаментальные фермионы (лептоны и кварки). Это единственное взаимодействие, в котором участвуют нейтрино (не считая гравитации, пренебрежимо малой в лабораторных условиях), чем объясняется колоссальная проникающая способность этих частиц. Слабое взаимодействие позволяет лептонам, кваркам и их античастицам обмениваться энергией, массой, электрическим зарядом и квантовыми числами — то есть превращаться друг в друга. Одно из проявлений — бета-распад.
сила взаимодействия F между двумя неподвижными точечными зарядами (смотреть словарик), находящимися в вакууме, пропорциональна зарядам q1 и q2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния r между ними.
Закон сохранения электрического заряда. Электростатические поля. Напряженность электростатического поля.
В любой электрически изолированной системе алгебраическая сумма заряда не меняется.Электростатические поля — электрические поля, которые создаются неподвижными электрическими зарядамиНапряженность электростатического поля в данной точке — физическая величина, определяемая силой, действующей на пробный единичный положительный заряд, помещенный в эту точку поля. E = F/q0()
Принцип суперпозиции полей. Линии напряженности. Работа сил электростатического поля по перемещению заряда
Принцип суперпозиции – картинкаЛинии напряженности – линии, касательные которые в каждой точке совпадают с вектором E.Работа по перемещению:A12 = q0(φ1- φ2)Работа может быть и отрицательной и положительной.Работа не зависит от траектории движенияРабота на замкнутой траектории равно 0
Потенциал. Разность потенциалов. Эквипотенциальные поверхности. Диэлектрическая проницаемость вещества. Электроемкость. Конденсаторы, соединение конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора, электрического поля и проводника.
Соединение конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора, электрического поля и проводника:
1. Параллельное соединение конденсаторов — применяется в основном для увеличения емкости. Ёмкость батареи равна сумме емкостей конденсаторов, входящих в батарею.2. Последовательное соединение — электроемкость батареи меньше электроемкости каждого из конденсаторов.3. Смешанное соединение — комбинации параллельного и последовательного соединенийЭнергия заряженного конденсатора, электрического поля и проводника:Энергия заряженного проводника: W = 1/2 * Cφ^2Энергия заряженного конденсатора: W = 1/2*CU^2
Электрический ток. Электропроводность. Направление и условия существования тока. Действия тока.
Электрический ток — направленное (упорядоченное) движение частиц — носителей электрического заряда (q). Направление токаНаправление тока совпадает с направлением движения положительных зарядов в проводнике. При этом, если единственными носителями тока являются отрицательно заряженные частицы (например, электроны в металле), то направление тока противоположно направлению движения заряженных частиц. (положительные — по полю, отрицательные — против поля).Для возникновения и существования электрического тока необходимо наличие свободных носителей тока — заряженных частиц, способных перемещаться упорядоченно, а с другой — наличие электрического поля, энергия которого, каким-то образом восполняясь, расходовалась бы на их упорядоченное движение.Силы неэлектростатического происхождения, действующие на заряды со стороны источников тока, называются сторонними. Под действием создаваемого поля сторонних сил электрические заряды движутся внутри источника тока против сил электростатического поля, благодаря чему на концах цепи поддерживается разность потенциалов и в цепи течет постоянный электрический ток.Сторонние силы совершают работу по перемещению электрических зарядов.Электродвижущая сила — физическая величина, характеризующая действие сторонних сил.Aст — работа сторонних сил по перемещению заряда q вдоль замкнутого круга.Природа сторонних сил может быть различной. Например, в гальванических элементах они возникают за счет энергии химических реакций между электродами и электролитами; в генераторе — за счет механической энергии вращения ротора генератора и т. п.Электрический ток имеет количественные характеристики: скалярную — силу тока, и векторную — плотность тока.
Сила и плотность тока. Сторонние силы. Электродвижущая сила источника тока. Напряжение. Измерение силы тока и напряжения.
Ток в металлах. Электронная проводимость. Сила и плотность тока для металлов. Сопротивление проводников. Зависимость удельного сопротивления от температуры в металлах и электролитах. Удельная проводимость.
Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля. Электронная проводимость. Полупроводники первого типа, например окислы алюминия, цинка, титана и др., обладают подобно металлам электронной проводимостью и называются полупроводниками типа n (от слова negative — отрицательный), так как в них ток представляет собой перемещение электронов, т. е. отрицательно заряженных частиц. В этих полупроводниках имеется большое количество полусвободных электронов, которые очень слабо связаны с ядрами атомов и совершают беспорядочное тепловое движение между атомами кристаллической решетки. (В противовес дырочная проводимость, там полупроводники второго типа, "p" — positive).
Сопротивление проводника — зависит от его размеров и формы, а также от материала, из которого проводник изготовлен.
R = U/I — по измеримым данным.R = ρl/S — по следующим данным: l(лямбда) — длина проводника, p(ро) — удельное электрическое сопротивление, характеризующее материал проводника, S — площадь поперечного сечения проводника.Зависимость удельного сопротивления от температуры в металлах и электролитах:Величину ρ, характеризующую зависимость сопротивления проводника от материала, из которого он сделан, называют удельным сопротивлением вещества. Электрическое сопротивление металлов находится в обратной зависимости от температуры. Удельная электрическая проводимость растворов электролитов зависит от температуры. Повышение температуры увеличивает электропроводность растворов электролитов, так как скорость ионов растет. Если растёт проводимость — уменьшается сопротивление.Удельная проводимость обратна удельному сопротивлению:σ = 1/ρ
Закон Ома для участка цепи; для полной цепи. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца.
Последовательное и параллельное соединение проводников
Проводимость жидкостях и газах. Электрический ток в растворах электролитов. Электролитическая диссоциация и рекомбинация.
Проводимость водных растворов или расплавов электролитов, которая осуществляется ионами, называют ионной проводимостью. Жидкости могут обладать и электронной проводимостью. Такой проводимостью обладают, например, жидкие металлы. Электролиз – перенос вещества при прохождении электрического тока через электролит. При ионной проводимости прохождение тока связано с переносом вещества. На электродах происходит выделение веществ, входящих в состав электролитов.Электрический ток в электролитах представляет собой перемещение ионов обоих знаков в противоположных направлениях. Положительные ионы движутся к отрицательному электроду (катоду), отрицательные ионы – к положительному электроду (аноду). Справедлив закон Ома при неизменной концентрации раствора и температуры.Проводимость в газах осуществляется в основном электронами. В газах сочетаются два вида проводимости: электронная и ионная. В отличии от растворов электролитов, в газах образование ионов происходит либо при нагревании, либо за счет действия внешних ионизаторов – излучений, в то время, как в растворах электролитов образование ионов вызвано ослаблением межмолекулярных связей.Электролитическая диссоциация – это процесс распада электролита на ионы при его растворении или плавлении, в следствии чего он начинает проводить электрический ток.Рекомбинация – образование нейтрального атома, при столкновении положительного иона и электрона (воссоединение ионов в целую молекулу).
Законы Фарадея для электролиза. Объединённый закон электролиза. Применение электролиза в технике.
1. Закон электролиза определяет массу выделившегося вещества за время прохождения электрического тока через электролит. m = kq = kIΔtk – коэффициент пропорциональности (электрохимический эквивалент)2. Второй закон Фарадея тесно связан с первым. Он гласит следующее: масса, полученного при помощи электролиза вещества, пропорциональна его химическому эквиваленту.m1/m2 = k1/k2 = M1/z1 : M2/z2число фарадея (F) = Na*eОбъединенный закон Фарадея: m = Kx q/F = μq/ZFZ – валентностьF – число фарадеяμ – малярная массаПрименение электролиза в технике:С помощью электролиза получают и очищают различные металлы, наносят покрытия, режут и полируют металл, а также придают изделиям нужную конфигурацию.
Ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряд. Потенциал ионизации и энергия ионизации. Ток в вакууме. Фотоэлектронная и термоэлектронная эмиссия.
Полупроводники. Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимость проводников.
Полупроводник — материал, по удельной проводимости занимающий промежуточное место между проводниками и диэлектриками. Отличается от проводников (металлов) сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и воздействия различных видов излучения.Основным свойством полупроводников является увеличение электрической проводимости с ростом температуры.Электрический ток в полупроводниках:При нагревании, под действием света, радиоактивного излучения и других факторов электронные связи в полупроводнике нарушаются. Если полупроводник поместить в электрическое поле, то образовавшиеся при нарушении электронных связей свободные электроны начнут перемещаться в одну сторону под действием сил поля. В полупроводнике возникнет электрический ток.Так как этот ток представляет собой, как и в металле, движение свободных электронов, то принято говорить, что полупроводник обладает электронной проводимостью.Если из электронной связи вырван электрон, то образуется так называемая дырка. Эту дырку может заполнить электрон с соседнего атома, в котором в свою очередь образуется дырка. Если полупроводник находится в электрическом поле, то дырки как бы перемещаются навстречу движению электронов. В этом случае говорят, что полупроводник обладает дырочной проводимостью.Для создания свободных носителей заряда (электронов или дырок) в полупроводник вводят примеси.Наличие двух видов проводимости — характерная особенность полупроводников.Собственная и примесная проводимость проводников:Проводимость химически чистых полупроводников называется собственной проводимостью, а сами полупроводники – собственными полупроводниками, В чистом полупроводнике число свободных электронов и дырок одинаково.На проводимость полупроводников сильно влияет наличие в них примесей. При введении в полупроводник некоторых примесей можно получить сравнительно большое количество свободных электронов при малом числе "дырок" или, наоборот, большое количество "дырок" при очень малом числе свободных электронов. Проводимость проводников, обусловленная примесями, называется примесной проводимостью, а сами полупроводники – примесными полупроводниками.
Исторический аспект понятия силы
Человечество вначале стало воспринимать понятие силы через непосредственный опыт передвижения тяжёлых предметов. «Сила», «мощность», «работа» при этом были синонимами (как и в современном языке за пределами естествознания). Перенос личных ощущений на объекты природы привёл к антропоморфизму: все предметы, которые могут воздействовать на другие (реки, камни, деревья) должны быть живыми, в живых существах должна содержаться та же сила, которую человек чувствовал в себе.
В доклассической механике
Бэкон и Оккам вернули в науку идею о дальнодействии.
В классической механике
14.01.2024. Тест. Физика, 9 класс
Все тесты в этом разделе разработаны пользователями сайта для собственного использования. Администрация сайта не проверяет возможные ошибки, которые могут встретиться в тестах.
Тест состоит из 3 заданий, в которых требуется выбрать верное утверждение. Каждое задание оценивается в 5балов
Производные виды сил
Всё многообразие проявляющих себя в природе сил в принципе может быть сведено к четырём фундаментальным, представленным в предыдущем разделе.
Однако на практике подобная детализация природы разных сил часто оказывается нецелесообразной или невозможной. Поэтому силы, «производные» по отношению к фундаментальным, обычно рассматриваются как самостоятельные характеристики взаимодействия тел и имеют свои наименования: «сила натяжения», «сила Ван-дер-Ваальса» и другие (см. список названий сил в физике).
Как узнать, в каком направлении течет электрический ток
Что такое направление электрического тока и как оно определяется?
Направление электрического тока является фундаментальным понятием в области электроники и электричества. Это относится к направлению, в котором электрический ток течет по цепи. Направление тока может быть положительным или отрицательным и определяется полярностью источника питания и соединением компонентов в цепи.
Для определения направления электрического тока важно учитывать принятое в электронике условное обозначение знаков. Согласно этому соглашению считается, что ток течет от положительной клеммы источника питания к отрицательной клемме. Это означает, что ток движется в направлении, противоположном направлению электронов, которые фактически движутся от отрицательной клеммы к положительной клемме.
Направление тока также можно определить по полярности компонентов цепи. Например, в диоде ток течет в определенном направлении и его нельзя повернуть вспять. Это связано с внутренней структурой диода, которая позволяет току течь только в одном направлении.
Чтобы визуализировать направление тока в цепи, используются условные обозначения. Например, стрелки используются для обозначения направления тока на принципиальных схемах. Стрелка вверх указывает положительный ток, а стрелка вниз указывает отрицательный ток.
Как определить электрический ток цепи
Направление электрического тока в цепи является фундаментальным понятием при изучении электричества. Электрический ток определяется как поток электрического заряда через проводник. Но как определяется направление этого тока? В этой статье мы подробно рассмотрим эту концепцию и то, как можно определить направление электрического тока в цепи.
Прежде всего важно понимать, что электрический ток может течь в двух противоположных направлениях: положительном и отрицательном. Направление тока определяется соглашением знаков, используемым в текущих обозначениях. В большинстве случаев соглашение о положительном знаке используется для обозначения тока, текущего от точки с более высоким электрическим потенциалом к точке с более низким электрическим потенциалом. Это соглашение известно как обычный ток.
Чтобы определить направление условного тока в цепи, можно проследить течение тока от источника питания до точки назначения. Например, если у нас есть цепь, в которой ток течет от источника питания к резистору, а затем к дополнительному компоненту, мы можем определить направление тока, проследив поток от источника к конечному компоненту.
Важно отметить, что фактическое направление электронов в цепи противоположно направлению обычного тока. Это связано с тем, что электроны, являющиеся заряженными частицами, переносящими ток, имеют отрицательный заряд. Однако для практических целей и удобства условный ток используется для обозначения направления тока в цепи.
Что определяет электрический ток
Направление электрического тока является фундаментальным понятием в электронике и электричестве. Это относится к направлению, в котором электроны текут через электрическую цепь. Направление электрического тока определяется с помощью закона Ома и соглашений о знаках, установленных в научном сообществе.
Закон Ома гласит, что электрический ток (I) в цепи прямо пропорционален приложенной разности потенциалов (V) и обратно пропорционален сопротивлению (R) цепи. Это выражается математической формулой I = V/R. Однако при применении этой формулы важно учитывать правила знаков.
В большинстве случаев используется Соглашение о традиционном потоке. Согласно этому соглашению считается, что электрический ток течет от положительной клеммы источника питания к отрицательной клемме. Это соглашение основано на древнем убеждении, что электрический ток представляет собой поток положительных зарядов. Хотя теперь мы знаем, что носителями заряда в большинстве случаев являются электроны, мы по-прежнему используем это соглашение для удобства и последовательности.
Однако в некоторых случаях, особенно в области электроники, используется Конвенция об электронном токе. Согласно этому соглашению считается, что электрический ток течет от отрицательной клеммы источника питания к положительной клемме. Это соглашение используется для описания фактического потока электронов в цепи.
Чтобы определить направление электрического тока в цепи, важно определить положительные и отрицательные клеммы источника питания, а затем применить соответствующие правила определения тока. Если используется соглашение об обычном токе, ток будет течь от положительной клеммы к отрицательной клемме. Если используется соглашение об электронном токе, ток будет течь от отрицательной клеммы к положительной клемме.
Воздействие электрического тока 3, которое
Электрический ток – это поток электрического заряда через проводник. Этот ток может иметь направление, которое указывает направление движения электронов. Направление электрического тока определяется соглашением о протекании тока.
Соглашение о протекании тока гласит, что ток течет от положительного полюса источника питания, такого как батарея, к отрицательному полюсу. Эта конвенция была создана Бенджамином Франклином и широко используется сегодня.
Важно иметь в виду, что хотя электрический ток течет в обычном направлении, электроны на самом деле движутся в противоположном направлении. Это связано с тем, что электроны имеют отрицательный заряд и притягиваются к положительному полюсу источника энергии.
Для определения направления электрического тока в цепи можно использовать индикатор тока, например амперметр. Амперметр включен последовательно с цепью и показывает направление тока.
Важно помнить, что направление электрического тока может различаться в разных частях цепи в зависимости от компонентов и конфигурации цепи. Например, в последовательной цепи ток течет в одном направлении через все компоненты. В параллельной цепи ток разделяется и течет через компоненты в разных направлениях.
И вот оно, дорогой читатель! Теперь вы знаете, что направление электрического тока может быть таким же неуловимым, как вода в реке. Всегда помните, что нужно следовать за течением, но будьте осторожны с водоворотами и встречными течениями. Не получите удар током, путешествуя по миру электричества!
Список вопросов теста
Прямолинейный проводник длиной L с током I помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции B. Как изменится сила Ампера, действующая на проводник, если его длину увеличить в 2 раза, а силу тока в проводнике уменьшить в 4 раза?
Варианты ответов
При силе тока в проводнике 20 А на участок прямого проводника длиной 50 см в однородном магнитном поле действует сила Ампера 12 Н. Вектор индукции магнитного поля направлен под углом 37° к проводнику
Определите модуль индукции магнитного поля. Ответ выразите в теслах и округлите до целого числа.
Вопрос 3
Проводник с током
длиной 2 м находится в однородном магнитном поле с индукцией
Причем направление магнитного поля составляет 30° с направлением тока. Чему равна сила со стороны магнитного поля, действующая на проводник? (Ответ дать в ньютонах.)