For at give en dybere definition af, hvad der allerede var kendt for os i ottende klasse fysisk mængde, lad os huske definitionen af potentialet for et feltpunkt og hvordan man beregner arbejdet elektrisk felt.
Potentiale er, som vi husker, forholdet mellem den potentielle energi af en ladning placeret på et bestemt punkt i feltet og størrelsen af denne ladning, eller dette er det arbejde, som feltet vil udføre, hvis en enkelt positiv ladning placeres ved denne. punkt.
Her er ladningens potentielle energi; - afgiftsbeløb. Som vi husker fra mekanik, for at beregne arbejdet udført af en mark på en ladning: .
Lad os nu beskrive den potentielle energi ved hjælp af definitionen af potentiale: . Og lad os lave nogle algebraiske transformationer:
Det får vi altså.
For nemheds skyld introducerer vi en særlig værdi, der angiver forskellen under parentes: 
.
Definition: spænding (potentialforskel) - forholdet mellem det arbejde, der udføres af feltet, når en ladning overføres fra det indledende punkt til det sidste punkt til værdien af denne ladning.
Måleenhed - V - volt:
.
Der bør lægges særlig vægt på det faktum, at i modsætning til standardkonceptet i fysik om forskel (den algebraiske forskel af en vis værdi i det sidste øjeblik og den samme værdi i det indledende øjeblik), at finde den potentielle forskel (spænding) , bør man trække det endelige potentiale fra det oprindelige potentiale.
For at opnå formlen for denne forbindelse, som i den foregående lektion, vil vi for nemheds skyld bruge tilfældet med et ensartet felt skabt af to modsat ladede plader (se fig. 1).
Fig.1. Eksempel på et ensartet felt
Intensitetsvektorerne i dette tilfælde af alle feltpunkter mellem pladerne har én retning og én størrelse. Nu, hvis en positiv ladning er placeret nær den positive plade, så vil den under påvirkning af Coulomb-kraften naturligvis bevæge sig mod den negative plade. Dermed vil feltet gøre noget arbejde på denne afgift. Lad os nedskrive definitionen af mekanisk arbejde: . Her er kraftmodulet; - bevægelsesmodul; - vinklen mellem kraft- og forskydningsvektorerne.
I vores tilfælde er kraft- og forskydningsvektorerne co-directional (en positiv ladning frastødes af en positiv ladning og tiltrækkes af en negativ), så vinklen er nul, og cosinus er en:.
Lad os skrive kraften gennem spænding, og betegne forskydningsmodulet som d - afstanden mellem to punkter - begyndelsen og slutningen af bevægelsen:.
På samme tid. Ved at sidestille højre side af lighederne får vi det ønskede forhold:
Heraf følger, at spænding også kan måles i .
Vi bevæger os væk fra vores homogene feltmodel, særlig opmærksomhed skal gives til det inhomogene felt, der skabes af en ladet metalkugle. Fra eksperimenter er det klart, at potentialet for ethvert punkt inde i eller på overfladen af en kugle (hul eller fast) ikke ændrer dens værdi, nemlig:
.
Her er den elektrostatiske koefficient; - fuld ladning af bolden; - kuglens radius.
Den samme formel er også gyldig til at beregne feltpotentialet for en punktladning i en afstand fra denne ladning.
Energi af vekselvirkning af to ladninger
Hvordan bestemmes energien af vekselvirkning mellem to ladede legemer placeret i nogen afstand fra hinanden (se fig. 2).
Ris. 2. Interaktion mellem to kroppe placeret i nogen afstand r
For at gøre dette, lad os forestille os hele situationen: som om krop 2 er i det ydre felt af krop 1. Derfor kan interaktionsenergien nu kaldes den potentielle energi af ladning 2 i det ydre felt, formlen som vi kender: .
Når vi nu kender arten af det eksterne felt (feltet for en punktladning), kender vi formlen til at beregne potentialet i et punkt i en vis afstand fra feltkilden:
.
Erstat det andet udtryk med det første og få det endelige resultat:
.
Hvis vi oprindeligt havde forestillet os, at ladning 1 var i det ydre felt af ladning 2, så ville resultatet naturligvis ikke have ændret sig.
I elektrostatik er det interessant at identificere alle punkter i rummet, der har samme potentiale. Sådanne punkter danner visse overflader, som kaldes ækvipotentiale.
Definition: ækvipotentiale overflader er overflader, hvor hvert punkt har samme potentiale. Hvis du tegner sådanne overflader og tegner feltlinjerne for intensitet af det samme elektriske felt, vil du bemærke, at ækvipotentiale overflader altid er vinkelrette på feltlinjerne, og derudover er feltlinjerne altid rettet i retning af faldende potentiale ( se fig. 3).
Ris. 3. Eksempler på ækvipotentiale overflader
En anden vigtig kendsgerning om ækvipotentiale overflader: baseret på definitionen er potentialforskellen mellem punkter på en sådan flade nul (potentialerne er ens), hvilket betyder, at det arbejde, feltet udfører for at flytte en ladning fra et punkt på ækvipotentialet overflade til en anden er også nul.
I den næste lektion vil vi se nærmere på feltet af to ladede plader, nemlig enheden af en kondensator og dens egenskaber.
1) Tikhomirova S.A., Yavorsky B.M. Fysik (grundniveau) M.: Mnemosyne. 2012
2) Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Fysik 10 klasse. M.: Ilexa. 2005
3) Kasyanov V.A. Fysik 10 klasse. M.: Trappe. 2010
1) Hjemmeside "Physikon" ()
Lektier
1) Side 95: nr. 732 - 736. Fysik. Problembog. 10-11 klassetrin. Rymkevich A.P. M.: Bustard 2013 ()
2) I et punkt med et potentiale på 300 V har et ladet legeme en potentiel energi på -0,6 μJ. Hvad er kroppens ladning?
3) Hvilken kinetisk energi modtog elektronen efter at have passeret en accelererende potentialforskel på 2 kV?
4) Langs hvilken bane skal en ladning bevæges i et elektrisk felt, så dens arbejde er minimalt?
5) *Tegn ækvipotentiale overflader af feltet skabt af to modsatte ladninger.
Potentialeforskellen mellem punkt 1 og 2 er det arbejde, der udføres af feltkræfter, når en enheds positiv ladning flyttes langs en vilkårlig bane fra punkt 1 til punkt 2. For potentielle felter afhænger dette arbejde ikke af banens form, men er kun bestemt af placeringen af start- og slutpunkterne
potentialet bestemmes op til en additiv konstant. Arbejdet udført af de elektrostatiske feltkræfter, når en ladning q flyttes langs en vilkårlig bane fra startpunktet 1 til slutpunktet 2, bestemmes af udtrykket
Den praktiske potentialenhed er volt. En volt er potentialeforskellen mellem sådanne punkter, når man flytter en coulomb elektricitet fra et punkt til et andet elektrisk felt udfører en joule arbejde.
1 og 2 er uendeligt tætte punkter placeret på x-aksen, så X2 - x1 = dx.
Arbejdet, der udføres ved flytning af en ladningsenhed fra punkt 1 til punkt 2, vil være Ex dx. Det samme arbejde er ligeværdigt. At sætte lighedstegn mellem begge udtryk, får vi 
- skalar gradient
Gradient funktion 
der er en vektor rettet mod den maksimale forøgelse af denne funktion, og dens længde er lig med den afledede af funktionen i samme retning. Den geometriske betydning af en gradient er ækvipotentiale overflader (overflader med lige potentiale) - en overflade, hvorpå potentialet forbliver konstant.
13 Opladningspotentiale
Feltpotentiale for en punktladning q i et homogent dielektrikum.
- elektrisk forskydning af en punktladning i et homogent dielektrisk D - vektor af elektrisk induktion eller elektrisk forskydning
Vi bør tage nul som integrationskonstanten, så når potentialet bliver nul, så
Systemfeltpotentiale punktafgifter i et homogent dielektrikum.
Ved at bruge superpositionsprincippet får vi:
Potentiale for kontinuerligt distribuerede elektriske ladninger.
-
elementer af volumen og ladede overflader med centre i et punkt
Hvis dielektrikumet er inhomogent, skal integrationen udvides til polarisationsladninger. Inddragelse af sådanne
afgifter tager automatisk hensyn til miljøpåvirkningen, og værdien skal ikke indtastes
14 Elektrisk felt i stof
Elektrisk felt i stof. Et stof, der indføres i et elektrisk felt, kan ændre det væsentligt. Dette skyldes, at stof består af ladede partikler. I mangel af et eksternt felt er partikler fordelt inde i et stof på en sådan måde, at det elektriske felt, de skaber, i gennemsnit over volumener, der omfatter et stort antal atomer eller molekyler, er nul. I nærvær af et eksternt felt sker der en omfordeling af ladede partikler, og dets eget elektriske felt opstår i stoffet. Det samlede elektriske felt er sammensat i overensstemmelse med princippet om superposition fra det ydre felt og det indre felt, der skabes af ladede partikler af stof. Stoffet er forskelligartet i dets elektriske egenskaber. De bredeste klasser af stoffer er ledere og dielektriske stoffer. En leder er et legeme eller materiale, hvori elektriske ladninger begynder at bevæge sig under påvirkning af en vilkårligt lille kraft. Derfor kaldes disse afgifter gratis. I metaller er frie ladninger elektroner, i opløsninger og smelter af salte (syrer og baser) - ioner. Et dielektrikum er et legeme eller materiale, hvori ladninger under påvirkning af vilkårligt store kræfter kun forskydes med en lille afstand, der ikke overstiger et atoms størrelse, i forhold til deres ligevægtsposition. Sådanne afgifter kaldes bundne. Gratis og bundne gebyrer. GRATIS AFGIFTER 1) overskydende el. ladninger, der overføres til et ledende eller ikke-ledende organ og forårsager en krænkelse af dets elektriske neutralitet. 2) Elektrisk. aktuelle operatørtakster. 3) sætte. elektrisk ladninger af atomrester i metaller. TILHØRENDE AFGIFTER Elektrisk. ladninger af partikler, der udgør dielektriskets atomer og molekyler, samt ladninger af ioner i det krystallinske. dielektrikum med et ionisk gitter.
Potentielle forskel
Det er kendt, at en krop kan opvarmes mere og en anden mindre. Den grad, hvormed en krop opvarmes, kaldes dens temperatur. Ligeledes kan en krop elektrificeres mere end en anden. Graden af elektrificering af et legeme er karakteriseret ved en størrelse kaldet elektrisk potentiale eller blot kroppens potentiale.
Hvad vil det sige at elektrificere kroppen? Det betyder at fortælle ham elektrisk ladning , altså tilføje et vist antal elektroner til det, hvis vi oplader kroppen negativt, eller trække dem fra det, hvis vi oplader kroppen positivt. I begge tilfælde vil kroppen have en vis grad af elektrificering, dvs. et eller andet potentiale, og et positivt ladet legeme har et positivt potentiale, og et negativt ladet legeme har et negativt potentiale.
Forskel i elektriske ladningsniveauer to kroppe kaldes normalt elektrisk potentialforskel eller bare potentialforskel.
Man skal huske på, at hvis to identiske kroppe er ladet med de samme ladninger, men den ene er større end den anden, så vil der også være en potentiel forskel mellem dem.
Derudover er der en potentiel forskel mellem to sådanne legemer, hvoraf den ene er ladet og den anden ikke har nogen ladning. Så for eksempel, hvis et legeme isoleret fra jorden har et vist potentiale, så er potentialforskellen mellem det og jorden (hvis potentialet anses for at være nul) numerisk lig med potentialet for dette legeme.
Så hvis to legemer er ladet på en sådan måde, at deres potentialer er ulige, eksisterer der uundgåeligt en potentiel forskel mellem dem.
Det ved alle elektrificeringsfænomen at gnide en kam mod håret er intet andet end at skabe en potentiel forskel mellem kammen og menneskehår.
Faktisk, når en kam gnider mod håret, overføres nogle af elektronerne til kammen og oplader det negativt, mens håret, efter at have mistet nogle elektroner, bliver ladet i samme grad som kammen, men positivt. Den potentielle forskel, der skabes på denne måde, kan reduceres til nul ved at røre ved håret med en kam. Denne omvendte overgang af elektroner detekteres let ved øret, hvis en elektrificeret kam bringes tæt på øret. En karakteristisk knitrende lyd vil indikere en udladning.
Når vi taler ovenfor om den potentielle forskel, mente vi dog to ladede kroppe En potentialforskel kan også opnås mellem forskellige dele (punkter) af samme krop.
Så lad os for eksempel overveje, hvad der vil ske, hvis vi under påvirkning af en ekstern kraft formår at flytte de frie elektroner i ledningen til den ene ende af den. Det er klart, at der i den anden ende af ledningen vil være mangel på elektroner, og så vil der opstå en potentialforskel mellem ledningens ender.
Så snart vi stopper virkningen af den ydre kraft, vil elektronerne øjeblikkeligt, på grund af tiltrækningen af modsatte ladninger, skynde sig til den positivt ladede ende af ledningen, dvs. til det sted, hvor de mangler, og elektrisk ligevægt vil igen forekomme i ledningen.
Elektromotorisk kraft og spænding
D at vedligeholde elektrisk strøm dirigenten har brug for en slags ekstern kilde energi, som altid ville opretholde en potentialforskel i enderne af denne leder.
Disse energikilder er de såkaldte elektriske strømkilder, have en vis elektromotorisk kraft, som skaber og lang tid opretholder potentialforskellen i lederens ender.
Elektromotorisk kraft (forkortet EMF) er angivet med bogstavet E. Måleenheden for EMF er volt. I vores land er volten forkortet som "B", og i den internationale betegnelse - med bogstavet "V".
Så for at opnå et kontinuerligt flow har du brug for en elektromotorisk kraft, det vil sige, du har brug for en kilde til elektrisk strøm.
Den første sådan strømkilde var den såkaldte "voltaiske søjle", som bestod af en række kobber- og zinkcirkler, foret med læder gennemblødt i forsuret vand. En af måderne til at opnå elektromotorisk kraft er således den kemiske interaktion mellem visse stoffer, som et resultat af hvilken kemisk energi omdannes til elektrisk energi. Strømkilder, hvori elektromotorisk kraft skabes på denne måde, kaldes kemiske strømkilder.
I øjeblikket er kemiske strømkilder galvaniske celler og batterier - meget udbredt inden for elektroteknik og kraftteknik.
En anden hovedkilde til strøm, der er meget udbredt inden for alle områder inden for elektroteknik og kraftteknik, er generatorer.
Generatorer er installeret på kraftværker og tjene som den eneste strømkilde til at levere elektricitet til industrielle virksomheder, elektrisk belysning af byer, elektrisk jernbaner, sporvogn, metro, trolleybusser mv.
Både med kemiske kilder til elektrisk strøm (celler og batterier) og med generatorer er virkningen af elektromotorisk kraft nøjagtig den samme. Det ligger i det faktum, at EMF skaber en potentiel forskel ved terminalerne på den nuværende kilde og opretholder den i lang tid.
Disse terminaler kaldes strømkildepoler. Den ene pol af strømkilden oplever altid mangel på elektroner og har derfor en positiv ladning, den anden pol oplever et overskud af elektroner og har derfor en negativ ladning.
Følgelig kaldes den ene pol af strømkilden positiv (+), den anden - negativ (-).
Strømkilder bruges til at levere elektrisk strøm til forskellige enheder -. Strømforbrugere forbindes ved hjælp af ledere til strømkildens poler og danner et lukket kredsløb. elektriske kredsløb. Den potentialeforskel, der etableres mellem polerne på en strømkilde i et lukket elektrisk kredsløb, kaldes spænding og er betegnet med bogstavet U.
Måleenheden for spænding, ligesom EMF, er volt.
Hvis det for eksempel er nødvendigt at skrive ned, at strømkildens spænding er 12 volt, så skriver de: U - 12 V.
En enhed kaldet et voltmeter bruges til at måle spænding.
For at måle EMF eller spænding af en strømkilde skal du tilslutte et voltmeter direkte til dets poler. I dette tilfælde, hvis den er åben, vil voltmeteret vise EMF kilde strøm Hvis du lukker kredsløbet, vil voltmeteret ikke længere vise EMF, men spændingen ved strømkildens terminaler.
EMF udviklet af en strømkilde er altid større end spændingen ved dens terminaler.
At studere elektrostatisk felt fra et energisynspunkt indføres et positivt ladet punktlegeme - en testladning - som i tilfældet med at overveje spænding. Lad os antage, at et ensartet elektrisk felt, der bevæger sig fra punkt 1 til punkt 2, et legeme indført i det med en ladning q og langs stien l, virker A = qEl(Fig. 62, a). Hvis det indførte gebyr er 2q, 3q, ..., nq, så vil feltet gøre arbejdet i overensstemmelse hermed: 2A, 3A, ..., nA. Disse værker er forskellige i størrelse og kan derfor ikke tjene som karakteristika for det elektriske felt. Hvis vi tager henholdsvis forholdet mellem værdierne af disse værker og værdierne af kroppens ladning, viser det sig, at disse forhold for to punkter (1 og 2) er konstante mængder:
Hvis vi studerer det elektriske felt mellem to af dets punkter på en lignende måde, vil vi komme til den konklusion, at for to punkter i feltet er forholdet mellem mængden af arbejde og mængden af ladning af kroppen, der bevæges af feltet mellem punkterne er en konstant værdi, men den er forskellig afhængig af afstanden mellem punkterne. Størrelsen målt af dette forhold kaldes potentialforskellen mellem to punkter i det elektriske felt (betegnes med φ 2 - φ 1) eller spændingen U mellem punkterne i feltet. Skalær mængde, som er en energikarakteristik for et elektrisk felt og målt ved det arbejde, det udfører, når et punktlegeme, hvis ladning er +1, fra et punkt i feltet til et andet, kaldes potentialforskellen mellem to punkter på feltet eller spændingen mellem disse punkter. Fra definitionen af potentialforskel 
spænding U = φ 2 - φ 1 = Δφ.
Der er et elektrisk felt omkring hvert ladet legeme. Efterhånden som afstanden fra legemet til ethvert punkt i feltet øges, aftager den kraft, hvormed det virker på ladningen, der indføres i det (Coulombs lov) og bliver på et tidspunkt i rummet praktisk talt lig nul. Stedet, hvor virkningen af det elektriske felt af et givet ladet legeme ikke detekteres, kaldes uendeligt langt væk fra ham.
Hvis elektroskopkuglen er placeret i forskellige punkter det elektriske felt i elektroformaskinens ladede kugle, så oplader den elektroskopet. Når elektroskopkuglen er jordet, har maskinens elektriske felt ingen effekt på elektroskopet overhovedet. Potentialeforskellen mellem et vilkårligt punkt i det elektriske felt og et punkt på Jordens overflade kaldes potentialet for dette feltpunkt i forhold til Jorden. Det er målt efter arbejde, for at beregne, hvilke du skal kende start- og slutpunkterne på stien. Et punkt på Jordens overflade tages som et af disse punkter, og arbejdet med at flytte ladningen, og derfor potentialet for det andet punkt, beregnes i forhold til det.
Hvis det elektriske felt er dannet af et positivt ladet legeme (fig. 62, b), så flytter det selv det positivt ladede legeme C bragt ind i det til jordens overflade. Potentialerne af et sådant felts punkter betragtes som positive . Når det elektriske felt dannes af et negativt ladet legeme (fig. 62, c), er der brug for en uvedkommende kraft F-post for at flytte det positivt ladede legeme C til jordens overflade. Potentialet for punkter i et sådant felt betragtes som negativt.
Hvis potentialerne for feltpunkterne φ 1 og φ 2 er kendte, så kan vi, baseret på potentialeforskelformlen, beregne arbejdet med at flytte et ladet legeme fra et feltpunkt til et andet: A = q(φ 2 - φ 1), eller A = qU. Derfor er potentialforskellen energikarakteristikken for det elektriske felt. Ved hjælp af disse formler beregnes arbejdet med at flytte en ladning i homogene og inhomogene elektriske felter.
Lad os indstille måleenheden for spænding (potentialforskel) i SI-systemet. For at gøre dette erstatter vi værdien i spændingsformlen A = 1 J Og q = 1 k:
Spændingsenheden - volt - anses for at være potentialforskellen mellem to punkter i det elektriske felt, når man bevæger sig mellem hvilket et punktlegeme med en ladning på 1 til feltet udfører 1 J arbejde.
Et elektrostatisk felt har energi. Hvis der er en elektrisk ladning i et elektrostatisk felt, vil feltet, der virker på det med en vis kraft, flytte det og udføre arbejde. Ethvert arbejde involverer en ændring i en eller anden form for energi. Et elektrostatisk felts arbejde for at flytte en ladning udtrykkes normalt gennem en størrelse kaldet potentialforskel.
hvor q er mængden af ladning, der flyttes,
j 1 og j 2 er potentialerne for stiens start- og slutpunkter.
For kortheds skyld vil vi i det følgende betegne . V - potentialforskel.
V = A/q. DEN POTENTIELLE FORSKEL MELLEM PUNKTER PÅ ET ELEKTROSTATISK FELT ER DET ARBEJDE, ELEKTRISKE KRÆFTER LØVER, NÅR LADNING AF ET COULLOMB BLYGER MELLEM DEM .
[V] = V. 1 volt er potentialforskellen mellem punkter, når man flytter en ladning på 1 coulomb mellem dem, udfører elektrostatiske kræfter 1 joule arbejde.
Potentialforskellen mellem kroppe måles med et elektrometer, hvor det ene af legemerne er forbundet med ledere til elektrometerets krop, og det andet til pilen. I elektriske kredsløb måles potentialforskellen mellem punkter i kredsløbet med et voltmeter.
Med afstand fra ladningen svækkes det elektrostatiske felt. Som følge heraf har feltets energikarakteristik, potentialet, også en tendens til nul. I fysik antages potentialet af et punkt ved uendelig at være nul. I elektroteknik antages det, at jordens overflade har nul potentiale.
Hvis en ladning bevæger sig fra et givet punkt til det uendelige, så
A = q(j - O) = qj => j= A/q, dvs. POTENTIALE FOR ET PUNKT ER DET ARBEJDE, DER SKAL UDFØRES AF ELEKTRISKE KRÆFTER, AT FLYTTE EN LADNING AF ONE COULDOMS FRA ET GIVET PUNKT TIL UENDELIG .
Lad en positiv ladning q bevæge sig i retning af intensitetsvektoren til en afstand d i et ensartet elektrostatisk felt med intensitet E. Det arbejde, feltet udfører for at flytte en ladning, kan findes både gennem feltstyrken og gennem potentialforskellen. Det er klart, at med enhver metode til beregning af arbejdet opnås den samme værdi.
A = Fd = Eqd = qV. =>
Denne formel forbinder feltets kraft- og energikarakteristika. Derudover giver det os en spændingsenhed.
[E] = V/m. 1 V/m er intensiteten af et sådant ensartet elektrostatisk felt, hvis potentiale ændres med 1 V, når man bevæger sig i retning af intensitetsvektoren med 1 m.
OHM'S LOV FOR EN KREDSLAGSDEL.
En stigning i potentialforskellen ved enderne af lederen forårsager en stigning i strømstyrken i den. Ohm beviste eksperimentelt, at strømstyrken i en leder er direkte proportional med potentialforskellen over den.
Når forskellige forbrugere er tilsluttet det samme elektriske kredsløb, er strømstyrken i dem forskellig. Det betyder, at forskellige forbrugere hindrer passage af elektrisk strøm gennem dem på forskellige måder. EN FYSISK MÆNGDE SOM KARAKTERISERER EN LEDERS EVNE TIL AT FORHINDRE PASSERING AF ELEKTRISK STRØM GENNEM DET KALDES ELEKTRISK MODSTAND . Modstanden af en given leder er en konstant værdi ved konstant temperatur. Når temperaturen stiger, øges modstanden af metaller, og væsker falder. [R] = Ohm. 1 Ohm er modstanden af en leder, gennem hvilken der strømmer en strøm på 1 A med en potentialforskel på 1 V i dens ender. Metalledere bruges oftest. Strømbærerne i dem er frie elektroner. Når de bevæger sig langs en leder, interagerer de med positive ioner krystalgitter, hvilket giver dem en del af deres energi og taber fart. For at opnå den nødvendige modstand, brug et modstandsmagasin. Et modstandslager er et sæt trådspiraler med kendte modstande, der kan indgå i et kredsløb i den ønskede kombination.
Ohm har eksperimentelt fastslået det DEN NUVÆRENDE STYRKE I EN HOMOGEN AFSNIT AF KRETSLET ER DIREKTE PROPORTIONAL MED DEN POTENTIELLE FORSKEL I ENDENE AF DENNE AFSNIT OG OMVENDT PROPORTIONAL MED DENNE AFSNITS MODSTAND.
En homogen sektion af et kredsløb er en sektion, hvor der ikke er nogen strømkilder. Dette er Ohms lov for en homogen sektion af et kredsløb - grundlaget for alle elektriske beregninger.
Herunder ledere af forskellig længde, forskelligt tværsnit, lavet af forskellige materialer, blev det etableret: MODSTANDEN AF EN LEDEREN ER DIREKTE PROPORTIONAL MED LÆNGDEN AF LEDEREN OG OMVENDT PROPORTIONAL MED DETS Tværsnitsareal. MODSTANDEN AF EN TERNING MED EN KANT PÅ 1 METER, LAVET AF NOGET STOF, HVIS STRØMMEN GÅR PERPERTIKÆR PÅ SINE MOTSTANDENDE ANSIDER, KALLES DETTE STOFS SPECIFIKKE MODSTAND. . [r] = Ohm m En ikke-systemmodstandsenhed bruges ofte - modstanden af en leder med et tværsnitsareal på 1 mm 2 og en længde på 1 m. m.
Resistivitet stoffer - tabelværdi. Modstanden af en leder er proportional med dens resistivitet.
Virkningen af skyder- og trinreostater er baseret på ledermodstandens afhængighed af dens længde. En skyder rheostat er en keramisk cylinder med nikkeltråd viklet omkring den. Reostaten er forbundet til kredsløbet ved hjælp af en skyder, som inkluderer en større eller mindre viklingslængde i kredsløbet. Tråden er dækket af et skællag, som isolerer vindingerne fra hinanden.
A) SERIE OG PARALLEL TILBUD AF FORBRUGERE.
Ofte indgår flere strømforbrugere i et elektrisk kredsløb. Dette skyldes, at det ikke er rationelt for hver forbruger at have sin egen nuværende kilde. Der er to måder at forbinde forbrugere på: seriel og parallel, og deres kombinationer i form af en blandet forbindelse.
a) Seriel forbindelse af forbrugere.
På seriel forbindelse Forbrugerne danner en kontinuerlig kæde, hvor forbrugerne forbinder sig efter hinanden. Med en serieforbindelse er der ingen grene af forbindelsesledninger. For nemheds skyld kan du overveje et kredsløb med to serieforbundne forbrugere. En elektrisk ladning, der passerer gennem en af forbrugerne, vil også passere gennem den anden, fordi i lederen, der forbinder forbrugerne, kan der ikke være forsvinden, opståen eller akkumulering af ladninger. q=q1=q2. Ved at dividere den resulterende ligning med den tid, strømmen passerer gennem kredsløbet, får vi et forhold mellem strømmen, der flyder gennem hele forbindelsen, og strømmene, der løber gennem dens sektioner.
Det er klart, at arbejdet med at flytte en enkelt positiv ladning gennem hele forbindelsen består af arbejdet med at flytte denne ladning på tværs af alle dens sektioner. Dem. V=V1+V2(2).
Den samlede potentialeforskel på tværs af serieforbundne forbrugere er lig med summen af potentielle forskelle på tværs af forbrugere.
Lad os dividere begge sider af ligning (2) med strømmen i kredsløbet, vi får: U/I=V 1 /I+V 2 /I. Dem. Modstanden af hele den serieforbundne sektion er lig med summen af modstandene af spændingerne af dens komponenter.
B) Parallelforbindelse af forbrugere.
Dette er den mest almindelige måde at aktivere forbrugerne på. Med denne forbindelse er alle forbrugere forbundet til to punkter, der er fælles for alle forbrugere.
Når man passerer parallel forbindelse, den elektriske ladning, der går gennem kredsløbet, er opdelt i flere dele, der går til individuelle forbrugere. Ifølge loven om bevarelse af ladning q=q 1 +q 2. Ved at dele givet ligning under ladningens varighed opnår vi en sammenhæng mellem den samlede strøm, der løber gennem kredsløbet, og de strømme, der løber gennem de enkelte forbrugere.
I overensstemmelse med definitionen af potentialforskel V=V 1 =V 2 (2).
Ifølge Ohms lov for en del af kredsløbet erstatter vi strømstyrkerne i ligning (1) med forholdet mellem potentialforskellen og modstanden. Vi får: V/R=V/R 1 + V/R 2. Efter reduktion: 1/R=1/R1+1/R2,
dem. den reciproke af modstanden af en parallelforbindelse er lig med summen af de reciproke af modstandene af dens individuelle grene.