09-в. Электрическое напряжение

      § 09-в. Электрическое напряжение

Вспомним, что назначение любого источника электроэнергии – долговременное поддержание неодинаковых зарядов его полюсов, чтобы между ними существовало электрическое поле (см. § 8-ж). Только оно может двигать заряженные частицы в проводах и потребителях, приводя к возниковению электротока с нужной нам мощностью.

Обратимся к опыту (см. рисунок). Через обе лампы проходит ток одинаковой силы: 0,4 А. Но большая лампа светит ярче, то есть работает с большей мощностью, чем маленькая. Получается, что мощность может быть различной при одинаковой силе тока.

Несмотря на одинаковую силу тока, правая лампа выделяет больше тепла и света. Следовательно, напряжение, создаваемое городской электросетью, больше напряжения, создаваемого батареей.

Кроме силы тока, на мощность тока в проводнике влияет и вторая физическая величина – электрическое напряжение. Известно, что напряжение, создаваемое «батарейкой», меньше напряжения, создаваемого электросетью. Это значит, что поле между полюсами батарейки, двигая электроны по проводам и лампе слева, создаёт ток меньшей мощности, чем поле между контактами в розетке, двигающее электроны по проводам и лампе справа. Поэтому яркость ламп различна.

В физике зависимость электрической мощности одновременно от силы тока и электрического напряжения представляют произведением:

Формула для вычисления электрической мощности через силу тока и напряжение.

                P  =  I · U                

P – мощность электрического тока, Вт
I – сила электрического тока, А
U – электрическое напряжение, В

Школьный демонстрационный вольтметр. Предназначен для демонстрации опытов учителем.

Для измерения электрического напряжения используют прибор вольтметр (см. рисунок). Его всегда присоединяют параллельно тому участку цепи, на котором измеряют напряжение. Единица электрического напряжения – 1 вольт (1 В). Это такое напряжение, которое при силе тока 1 А создаёт ток мощностью 1 Вт. Примечание: физический смысл электрического напряжения мы изучим в следующем параграфе.

Познакомимся теперь с законами распределения напряжений в цепях с различными соединениями проводников. Проведём опыты.

На схемах а-б-в лампа и реостат соединены последовательно. Сначала вольтметр подключён к крайним точкам соединения лампы и реостата (схема а), и напряжение обозначено символом Uобщ. Затем вольтметр присоединён только к лампе (схема б), и напряжение обозначено символом U1. После вольтметр присоединён только к реостату (схема в), и напряжение обозначено символом U2.

Присоединяя вольтметр к различным участкам цепи с последовательным соединением проводников, мы убедимся, что общее напряжение складывается из напряжений на отдельных проводниках.

Многократные измерения в этом и аналогичных опытах показывают, что в цепи с последовательным соединением проводников напряжение на всём соединении равно сумме напряжений на отдельных проводниках:

Общее напряжение на концах последовательно соединённых проводников равно сумме напряжений на концах каждого из этих проводников.

  Uобщ  =  U1  +  U2  +  ...  

На схемах г-д-е две лампы соединены параллельно. Сначала вольтметр подключён к крайним точкам соединения ламп (схема а), и напряжение обозначено Uобщ. Затем вольтметр присоединён к первой лампе (схема б), и напряжение обозначено U1. После вольтметр присоединён ко второй лампе (схема в), и напряжение обозначено U2.

Присоединяя вольтметр к различным участкам цепи с параллельным соединением проводников, мы убедимся, что общее напряжение равно напряжениям на отдельных проводниках.

Многократные измерения в этом и аналогичных опытах показывают, что в цепи с параллельным соединением проводников напряжение на каждом из проводников равно напряжению на всём соединении:

Общее напряжение на концах параллельно соединенных проводников равно напряжениям на концах каждого из этих проводников.

  Uобщ  =  U1  =  U2  =  ...  

Источник

Поделитесь с другими:

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

Читать по теме:

Интересные статьи: