Preuzmite prezentaciju na temu električna struja. Prezentacija na temu "električna struja". Magnetski učinak struje...
ŠTO JE ELEKTRIČNA STRUJA U METALIMA?
Električna struja u metalima – To je uređeno kretanje elektrona pod utjecajem električnog polja. Eksperimenti pokazuju da kada struja teče kroz metalni vodič ne dolazi do prijenosa tvari, stoga ioni metala ne sudjeluju u prijenosu električno punjenje.
PRIRODA ELEKTRIČNE STRUJE U METALIMA
Električna struja u metalnim vodičima ne uzrokuje nikakve promjene u tim vodičima, osim njihovog zagrijavanja.
Koncentracija elektrona vodljivosti u metalu je vrlo visoka: po redu veličine jednaka je broju atoma po jedinici volumena metala. Elektroni u metalima su u neprekidnom kretanju. Njihovo nasumično kretanje nalikuje kretanju molekula idealnog plina. To je dalo razloga vjerovati da elektroni u metalima tvore neku vrstu elektronskog plina. Ali brzina nasumičnog kretanja elektrona u metalu puno je veća od brzine molekula u plinu.
ISKUSTVO E.RIKKE
Njemački fizičar Karl Ricke proveo je eksperiment u kojem struja godinu dana prolazio kroz tri prešana, polirana cilindra - bakar, aluminij i opet bakar. Nakon završetka, ustanovljeno je da postoje samo manji tragovi međusobnog prodiranja metala, koji nisu premašivali rezultate obične difuzije atoma u čvrstim tijelima. Mjerenja provedena s visokim stupnjem točnosti pokazala su da je masa svakog od cilindara ostala nepromijenjena. Budući da se mase atoma bakra i aluminija značajno razlikuju jedna od druge, masa cilindara bi se morala značajno promijeniti da su nositelji naboja ioni. Stoga slobodni nositelji naboja u metalima nisu ioni. Golemi naboj koji je prošao kroz cilindre očito je nošen česticama koje su iste i u bakru i u aluminiju. Prirodno je pretpostaviti da struju u metalima provode slobodni elektroni.
Karl Victor Eduard Rikke
ISKUSTVO L.I. MANDELSHTAM I N.D. PAPALEXI
Ruski znanstvenici L. I. Mandelstam i N. D. Papaleksi izveli su 1913. godine originalni eksperiment. Zavojnica sa žicom počela se uvijati u različitim smjerovima. Okrenut će ga u smjeru kazaljke na satu, zatim ga naglo zaustaviti i onda natrag. Rezonirali su otprilike ovako: ako elektroni doista imaju masu, onda kada se zavojnica iznenada zaustavi, elektroni bi se trebali nastaviti kretati po inerciji neko vrijeme. Tako se i dogodilo. Spojili smo telefon na krajeve žice i čuli zvuk, što je značilo da kroz njega teče struja.
Mandeljštam Leonid Isaakovič
Nikolaj Dmitrijevič Papalexi (1880-1947)
ISKUSTVO T. STEWARTA I R. TOLMANA
Iskustvo Mandeljštama i Papaleksija ponovili su 1916. američki znanstvenici Tolman i Stewart.
- Zavojnica s velikim brojem zavoja tanke žice dovedena je u brzu rotaciju oko svoje osi. Krajevi zavojnice spojeni su savitljivim žicama na osjetljivi balistički galvanometar. Neuvijena zavojnica naglo je usporena, a u krugu se pojavila kratkotrajna struja zbog inercije nositelja naboja. Ukupni naboj koji teče kroz strujni krug mjeren je otklonom igle galvanometra.
Batler Stuart Thomas
Richard Chase Tolman
KLASIČNA ELEKTRONIČKA TEORIJA
Pretpostavka da su elektroni odgovorni za električnu struju u metalima postojala je i prije pokusa Stewarta i Tolmana. Godine 1900. njemački znanstvenik P. Drude na temelju hipoteze o postojanju slobodnih elektrona u metalima stvara svoju elektronsku teoriju vodljivosti metala nazvanu klasična teorija elektrona . Prema ovoj teoriji, elektroni u metalima se ponašaju kao elektronski plin, slično kao idealni plin. Ispunjava prostor između iona koji tvore metalnu kristalnu rešetku
Slika prikazuje putanju jednog od slobodnih elektrona u kristalnoj rešetki metala
OSNOVNE ODREDBE TEORIJE:
- Prisutnost velikog broja elektrona u metalima doprinosi njihovoj dobroj vodljivosti.
- Pod utjecajem vanjskog električnog polja, uređeno kretanje se superponira na slučajno kretanje elektrona, tj. nastaje struja.
- Jakost električne struje koja prolazi kroz metalni vodič jednaka je:
- Jer unutarnja struktura Različite tvari su različite, tada će otpor također biti različit.
- S povećanjem kaotičnog kretanja čestica tvari, tijelo se zagrijava, tj. oslobađanje topline. Ovdje se promatra Joule-Lenzov zakon:
l = e * n * S * Ū d
SUPRAVODLJIVOST METALA I LEGURA
- Neki metali i legure imaju supravodljivost, svojstvo da imaju striktno nulti električni otpor kada dosegnu temperaturu ispod određene vrijednosti (kritična temperatura).
Fenomen supravodljivosti otkrio je nizozemski fizičar H. Kamerling - Ohness 1911. godine za živu (T cr = 4,2 o K).
PODRUČJE PRIMJENE ELEKTRIČNE STRUJE:
- dobivanje jakih magnetskih polja
- prijenos električne energije od izvora do potrošača
- snažni elektromagneti sa supravodljivim namotima u generatorima, elektromotorima i akceleratorima, u uređajima za grijanje
Trenutno postoji veliki problem u energetskom sektoru povezan s velikim gubicima tijekom prijenosa električne energije žicama.
Moguće rješenje problema:
Izgradnja dodatnih dalekovoda - zamjena žica većeg presjeka - povećanje napona - razdvajanje faza
Lekcija Električna struja
Slajdovi: 17 Riječi: 261 Zvukovi: 0 Efekti: 4Lekcija fizike. Tema: generalizacija znanja u dijelu fizike "Električna struja". Uređaji koji rade na električnu struju. Nasumično kretanje slobodnih čestica. Gibanje slobodnih čestica pod utjecajem električnog polja. Električna struja je usmjerena u smjeru kretanja pozitivnih naboja. - Smjer struje. Osnovne karakteristike električne struje. I – jakost struje. R – otpor. U – napon. Mjerna jedinica: 1A = 1C/1s. Učinak električne struje na osobu. ja< 1 мА, U < 36 В – безопасный ток. I>100 mA, U > 36 V – struja opasna po zdravlje. - Lekcija Električna struja.pps
Klasična elektrodinamika
Slajdovi: 15 Riječi: 1269 Zvukovi: 0 Efekti: 0Elektrodinamika. Struja. Snaga struje. Fizička količina. njemački fizičar. Ohmov zakon. Specijalni uređaji. Serijski i paralelni spoj vodiča. Kirchhoffova pravila. Rad i strujna snaga. Stav. Električna struja u metalima. Prosječna brzina. Dirigent. Električna struja u poluvodičima. - Klasična elektrodinamika.ppt
Istosmjerna električna struja
Slajdovi: 33 Riječi: 1095 Zvukovi: 0 Efekti: 0KONSTANTNA ELEKTRIČNA STRUJA. 10.1. Uzroci električne struje. 10.2. Gustoća struje. 10.3. Jednadžba kontinuiteta. 10.4. Snage trećih strana i E.D.S. 10.1. Uzroci električne struje. Nabijeni objekti ne uzrokuju samo elektrostatičko polje, već i električnu struju. Uređeno kretanje slobodnih naboja duž linija polja je električna struja. I Gdje je volumetrijska gustoća naboja. Raspodjela napetosti E i potencijala? Je li elektrostatsko polje povezano s gustoćom raspodjele naboja? u prostoru Poissonovom jednadžbom: Zato se polje naziva elektrostatskim. - Stalna električna struja.ppt
D.C
Slajdovi: 25 Riječi: 1294 Zvukovi: 26 Efekti: 2Struja. Uređeno kretanje nabijenih čestica. Stupovi strujnog izvora. Trenutni izvori. Strujni krug. konvencije. Shema. Električna struja u metalima. Čvorovi metalne kristalne rešetke. Električno polje. Uređeno kretanje elektrona. Djelovanje električne struje. Toplinski učinak struje. Kemijski učinak struje. Magnetski učinak struje. Međudjelovanje vodiča sa strujom i magneta. Smjer električne struje. Snaga struje. Iskustvo o interakciji dva vodiča sa strujom. Iskustvo. Jedinice struje. Višekratnici i višekratnici. Ampermetar. - Istosmjerna struja.ppt
"Električna struja" 8. razred
Slajdovi: 20 Riječi: 488 Zvukovi: 0 Efekti: 0Struja. Uređeno (usmjereno) kretanje nabijenih čestica. Snaga struje. Jedinica mjerenja struje. Ampere Andre Marie. Ampermetar. Mjerenje struje. Napon. Električni napon na krajevima vodiča. Alessandro Volta. Voltmetar. Mjerenje napona. Otpor je izravno proporcionalan duljini vodiča. Interakcija pokretnih elektrona s ionima. Za jedinicu otpora uzima se 1 ohm. Om Georg. Jačina struje u dijelu kruga izravno je proporcionalna naponu. Određivanje otpora vodiča. Primjena električne struje. - “Električna struja” 8. razred.ppt
"Električna struja" 10. razred
Slajdovi: 22 Riječi: 508 Zvukovi: 0 Efekti: 42Struja. Plan učenja. Ponavljanje. Riječ elektricitet dolazi od grčke riječi za elektron. Tijela se pri dodiru (kontaktu) naelektriziraju. Postoje dvije vrste naboja - pozitivni i negativni. Tijelo je negativno nabijeno. Tijelo ima pozitivan naboj. Naelektrizirana tijela. Djelovanje jednog nabijenog tijela prenosi se na drugo. Obnavljanje znanja. Pogledajte isječak. Uvjeti. O čemu ovisi veličina struje? Ohmov zakon. Eksperimentalna provjera Ohmovog zakona. Kako se mijenja struja kada se mijenja otpor. Postoji odnos između napona i struje. - “Električna struja” 10. razred.ppt
Električna struja u vodičima
Slajdovi: 12 Riječi: 946 Zvukovi: 0 Efekti: 24Struja. Osnovni koncepti. Vrste interakcija. Glavni uvjeti za postojanje električne struje. Pokretni električni naboj. Snaga struje. Intenzitet kretanja nabijenih čestica. Smjer električne struje. Kretanje elektrona. Jačina struje u vodiču. - Električna struja u vodičima.ppt
Karakteristike električne struje
Slajdovi: 21 Riječi: 989 Zvukovi: 0 Efekti: 93Struja. Uređeno kretanje nabijenih čestica. Jačina električne struje. Električni napon. Električni otpor. Ohmov zakon. Rad električne struje. Snaga električne struje. Joule-Lenzov zakon. Djelovanje električne struje. Električna struja u metalima. Kemijsko djelovanje. Ampermetar. Voltmetar. Jakost struje u dijelu kruga. Posao. Zadaci za ponavljanje. - Karakteristike električne struje.ppt
Rad električne struje
Slajdovi: 8 Riječi: 298 Zvukovi: 0 Efekti: 33Razvoj lekcije iz fizike. Ispunila učiteljica fizike T.A. Kurochkina. Rad električne struje. B) Što uzrokuje električnu struju? P) Koja je uloga izvora struje? 3. Novi materijal. A) Analiza energetskih transformacija koje se događaju u električnim krugovima. Novi materijal. Izvedimo formule za izračunavanje rada električne struje. 1) A=qU, Problem. 1) Kojim instrumentima se mjeri rad električne struje? Koje formule za izračunavanje rada poznajete? - Rad električne struje.ppt
Snaga električne struje
Slajdovi: 14 Riječi: 376 Zvukovi: 0 Efekti: 0Nastavite rečenice. Električna struja... Jakost struje... Napon... Uzrok električnog polja je... Električno polje djeluje na nabijene čestice sa... Rad i snaga električne struje. Znate definiciju rada i snage električne struje u dijelu strujnog kruga? Čitati i crtati sheme spojeva elemenata strujni krug. Odredite radnu i trenutnu snagu na temelju eksperimentalnih podataka? Trenutačni rad A=UIt. Trenutna snaga P=UI. Učinak struje karakteriziraju dvije veličine. Na temelju eksperimentalnih podataka odredite snagu struje u električnoj žarulji. - Snaga električne struje.ppt
Trenutni izvori
Slajdovi: 22 Riječi: 575 Zvukovi: 0 Efekti: 0Trenutni izvori. Potreba za izvorom struje. Princip rada izvora struje. Moderni svijet. Trenutni izvor. Klasifikacija izvora struje. Divizijski rad. Prva električna baterija. Naponski stupac. Galvanski članak. Sastav galvanskog članka. Baterija se može napraviti od nekoliko galvanskih članaka. Zatvorene baterije male veličine. Projekt kuće. Univerzalno napajanje. Izgled instalacije. Provođenje eksperimenta. Električna struja u vodiču. -
Rad i strujna snaga
Slajdovi: 16 Riječi: 486 Zvukovi: 0 Efekti: 0Šesnaesti mart Cool posao. Rad i snaga električne struje. Naučiti odrediti snagu i strujni rad. Naučiti primijeniti formule pri rješavanju problema. Snaga električne struje je rad koji struja izvrši u jedinici vremena. i=P/u. U=P/I. A=P*t. Jedinice snage. James Watt. Vatmetar je uređaj za mjerenje snage. Rad električne struje. Jedinice rada. James Joule. Izračunajte potrošenu energiju (1 kWh košta 1,37 rubalja). - Rad i strujna snaga.ppt
Galvanske ćelije
Slajdovi: 33 Riječi: 2149 Zvukovi: 0 Efekti: 0Ravnotežni elektrodni procesi. Otopine s električnom vodljivošću. Električni radovi. Provodnici prve vrste. Ovisnost potencijala elektrode o aktivnosti sudionika. Oksidirani oblik tvari. Kombinacija konstanti. Vrijednosti koje mogu varirati. Djelovanje čistih komponenti. Pravila za shematsko snimanje elektroda. Jednadžba elektrodne reakcije. Klasifikacija elektroda. Elektrode prve vrste. Elektrode druge vrste. Plinske elektrode. Ion selektivne elektrode. Potencijal staklene elektrode. Galvanski elementi. Metal iste prirode. - Galvanski članci.ppt
Električni krugovi 8. razred
Slajdovi: 7 Riječi: 281 Zvukovi: 0 Efekti: 41Posao. Električna struja. Fizika. Ponavljanje. Rad električne struje. Aparati za vježbanje. Test. Domaća zadaća. 2. Može li se jakost struje mijenjati u različitim dijelovima strujnog kruga? 3. Što se može reći o naponu u različitim dijelovima serijskog električnog kruga? Paralelno? 4. Kako izračunati ukupni otpor serijskog električnog kruga? 5. Koje su prednosti i nedostaci serijskog sklopa? U – električni napon. Q – električni naboj. Što je s poslom. I – jakost struje. T – vrijeme. Jedinice. Za mjerenje rada električne struje potrebna su tri instrumenta: - Električni krugovi 8. razred.ppt
Elektromotorna sila
Slajdovi: 6 Riječi: 444 Zvukovi: 0 Efekti: 0Elektromotorna sila. Ohmov zakon za zatvoreni krug. Trenutni izvori. Pojmovi i veličine: Zakoni: Ohm za zatvoreni krug. Trenutno kratki spoj Pravila električne sigurnosti u raznim prostorijama Osigurači. Aspekti ljudskog života: Takve sile se nazivaju silama treće strane. Dio strujnog kruga u kojem postoji emf naziva se nejednolik dio kruga. - Elektromotorna sila.ppt
Izvori električne struje
Slajdovi: 25 Riječi: 1020 Zvukovi: 0 Efekti: 6Izvori električne struje. Fizika 8. razred. Električna struja je uređeno kretanje nabijenih čestica. Usporedite izvedene pokuse na slikama. Što je tim iskustvima zajedničko, a po čemu se razlikuju? Uređaji koji razdvajaju naboje, tj. stvarajući električno polje nazivaju se izvori struje. Prva električna baterija pojavila se 1799. Mehanički izvor struje – mehanička energija se pretvara u električnu. Elektroforni stroj. Izvor toplinske struje - unutarnja energija se pretvara u električnu energiju. Termopar. Naboji se odvajaju kada se spoj zagrije. -
Problemi s električnom strujom
Slajdovi: 12 Riječi: 373 Zvukovi: 0 Efekti: 50Lekcija fizike: generalizacija na temu "Elektrika". Svrha lekcije: Kviz. Formula za djelovanje električne struje... Problemi prve razine. Zadaci druge razine. Terminološki diktat. Osnovne formule. Struja. Snaga struje. Napon. Otpornost. Trenutni rad. Zadaci. 2. Postoje dvije svjetiljke snage 60 W i 100 W, dizajnirane za napon od 220 V. - Problemi s električnom strujom.ppt
Jednostruka uzemljena elektroda
Slajdovi: 31 Riječi: 1403 Zvukovi: 0 Efekti: 13Električna sigurnost. Zaštita od strujnog udara. Postupak za proračun pojedinačnih uzemljivača. Studijska pitanja Uvod 1. Kuglasta elektroda za uzemljenje. Pravila za električne instalacije. Khorolsky V.Ya. Jednostruka uzemljena elektroda. Uzemljivač. Kuglasta elektroda za uzemljenje. Smanjeni potencijal. Trenutno. Potencijal. Uzemljenje lopte na površini zemlje. Jednadžba. Nulti potencijal. Hemisferna uzemljiva elektroda. Raspodjela potencijala oko polukuglaste elektrode za uzemljenje. Struja kvara. Metalni temelj. Šipkasti i diskovi uzemljivači. Šipka za uzemljenje. Disk uzemljivač. - Jednostruka uzemljiva elektroda.ppt
Elektrodinamičko ispitivanje
Slajdovi: 18 Riječi: 982 Zvukovi: 0 Efekti: 0Osnove elektrodinamike. Amperska snaga. Trajni trakasti magnet. Strijela. Strujni krug. Zavojnica žice. Elektron. Demonstracija iskustva. Trajni magnet. Uniformno magnetsko polje. Jačina električne struje. Jakost struje jednoliko raste. Fizikalne veličine. Ravni vodič. Skretanje elektronskog snopa. Elektron uleti u područje jednolikog magnetskog polja. Horizontalni vodič. Molekulska masa. -
Slajd 1
Plan predavanja 1. Pojam struje provođenja. Vektor struje i jakost struje. 2. Diferencijalni oblik Ohmov zakon. 3. Serijski i paralelni spoj vodiča. 4. Razlog pojave električnog polja u vodiču, fizičko značenje pojma vanjske sile. 5. Izvođenje Ohmovog zakona za cijeli strujni krug. 6. Prvo i drugo Kirchhoffovo pravilo. 7. Kontaktna potencijalna razlika. Termoelektrične pojave. 8. Električna struja u različitim sredinama. 9. Struja u tekućinama. Elektroliza. Faradayevi zakoni.
Slajd 2
Električna struja je uredno kretanje električnih naboja. Nositelji struje mogu biti elektroni, ioni i nabijene čestice. Ako se u vodiču stvori električno polje, tada će se slobodni električni naboji u njemu početi kretati - pojavljuje se struja, koja se naziva struja vodljivosti. Ako se nabijeno tijelo giba u prostoru, tada se struja naziva konvekcijom. 1. Pojam struje provođenja. Vektor struje i jakost struje
Slajd 3
Za smjer struje obično se uzima smjer kretanja pozitivnih naboja. Za nastanak i postojanje struje potrebno je: 1. prisustvo slobodnih nabijenih čestica; 2.prisutnost električnog polja u vodiču. Glavna karakteristika struje je jakost struje, koja je jednaka količini naboja koja prođe kroz poprečni presjek vodiča u 1 sekundi. Gdje je q iznos naboja; t – tranzitno vrijeme punjenja; Jakost struje je skalarna veličina.
Slajd 4
Električna struja po površini vodiča može biti neravnomjerno raspoređena, pa se u nekim slučajevima koristi koncept gustoće struje. Prosječna gustoća struje jednaka je omjeru jakosti struje i površine poprečnog presjeka vodiča. Gdje je j promjena struje; S – promjena površine.
Slajd 5
Gustoća struje
Slajd 6
Godine 1826. njemački fizičar Ohm eksperimentalno je ustanovio da je jakost struje J u vodiču izravno razmjerna naponu između njegovih krajeva U. Gdje je k koeficijent razmjernosti, koji se naziva električna vodljivost ili vodljivost; [k] = [Sm] (Siemens). Veličina se naziva električni otpor vodiča. Ohmov zakon za dio električnog kruga koji ne sadrži izvor struje 2. Diferencijalni oblik Ohmovog zakona
Slajd 7
Iz ove formule izražavamo R Električni otpor ovisi o obliku, veličini i tvari vodiča. Otpor vodiča izravno je proporcionalan njegovoj duljini l i obrnuto proporcionalan površini njegovog poprečnog presjeka S gdje karakterizira materijal od kojeg je vodič izrađen i naziva se električni otpor vodiča.
Slajd 8
Izrazimo : Otpor vodiča ovisi o temperaturi. Povećanjem temperature raste i otpor, gdje je R0 otpor vodiča pri 0S; t – temperatura; – temperaturni koeficijent otpora (za metal 0,04 deg-1). Formula vrijedi i za otpor, gdje je 0 otpor vodiča pri 0S.
Slajd 9
Na niskim temperaturama (
Slajd 10
Preuredimo članove izraza Gdje je I/S=j – gustoća struje; 1/= – specifična vodljivost tvari vodiča; U/l=E – jakost električnog polja u vodiču. Ohmov zakon u diferencijalnom obliku.
Slajd 11
Ohmov zakon za homogeni dio lanca. Diferencijalni oblik Ohmovog zakona.
Slajd 12
3. Serijski i paralelni spoj vodiča
Serijska veza vodiči I=const (prema zakonu održanja naboja); U=U1+U2 Rtot=R1+R2+R3 Rtot=Ri R=N*R1 (Za N identičnih vodiča) R1 R2 R3
Slajd 13
Paralelni spoj vodiča U=const I=I1+I2+I3 U1=U2=U R1 R2 R3 Za N istih vodiča
Slajd 14
4. Razlog pojave električne struje u vodiču. Fizičko značenje pojma vanjskih sila Da bi se održala stalna struja u strujnom krugu, potrebno je razdvojiti pozitivne i negativne naboje u izvoru struje; za to sile neelektričnog podrijetla, koje se nazivaju vanjske sile, moraju djelovati na strujni krug. besplatne naknade. Zbog polja koje stvaraju vanjske sile, električni se naboji kreću unutar izvora struje protivno silama elektrostatskog polja.
Slajd 15
Zbog toga se na krajevima vanjskog kruga održava razlika potencijala i u krugu teče stalna električna struja. Vanjske sile uzrokuju odvajanje različitih naboja i održavaju razliku potencijala na krajevima vodiča. Dodatno električno polje vanjskih sila u vodiču stvaraju izvori struje (galvanski članci, baterije, električni generatori).
Slajd 16
EMF izvora struje Fizička veličina jednaka radu vanjskih sila za pomicanje jednog pozitivnog naboja između polova izvora naziva se elektromotorna sila izvora struje (EMS).
Slajd 17
Ohmov zakon za nejednolik dio kruga
Slajd 18
5. Izvođenje Ohmovog zakona za zatvoreni električni krug
Neka se zatvoreni električni krug sastoji od izvora struje s , s unutarnjim otporom r i vanjskim dijelom s otporom R. R je vanjski otpor; r – unutarnji otpor. gdje je napon na vanjskom otporu; A – rad na pomicanju naboja q unutar izvora struje, odnosno rad na unutarnjem otporu.
Slajd 19
Zatim, budući da prepisujemo izraz za : Budući da su prema Ohmovom zakonu za zatvoreni električni krug ( = IR) IR i Ir pad napona na vanjskom i unutarnjem dijelu kruga,
Slajd 20
To je Ohmov zakon za zatvoreni električni krug.U zatvorenom električnom krugu elektromotorna sila izvora struje jednaka je zbroju padova napona u svim dijelovima kruga.
Slajd 21
6. Prvo i drugo Kirchhoffovo pravilo Prvo Kirchhoffovo pravilo je uvjet stalne struje u krugu. Algebarski zbroj jakosti struje u čvoru grananja jednak je nuli gdje je n broj vodiča; Ii – struje u vodičima. Struje koje se približavaju čvoru smatraju se pozitivnima, a struje koje izlaze iz čvora smatraju se negativnima. Za čvor A, prvo Kirchhoffovo pravilo bit će napisano:
Slajd 22
Kirchhoffovo prvo pravilo Čvor u električnom krugu je točka u kojoj konvergiraju najmanje tri vodiča. Zbroj struja koje konvergiraju u čvoru jednak je nuli - Kirchhoffovo prvo pravilo. Prvo Kirchhoffovo pravilo posljedica je zakona o očuvanju naboja – električni se naboj ne može akumulirati u čvoru.
Slajd 23
Drugo Kirchhoffovo pravilo Drugo Kirchhoffovo pravilo posljedica je zakona održanja energije. U bilo kojem zatvorenom krugu razgranatog električnog kruga, algebarski zbroj Ii otpora Ri odgovarajućih dijelova ovog kruga jednak je zbroju emf i primijenjenog u njemu
Slajd 24
Drugo Kirchhoffovo pravilo
Slajd 25
Za izradu jednadžbe potrebno je odabrati smjer kretanja (u smjeru kazaljke na satu ili u suprotnom smjeru). Sve struje koje se podudaraju u smjeru s premosnicom kruga smatraju se pozitivnima. EMF strujnih izvora smatra se pozitivnim ako stvaraju struju usmjerenu prema zaobilaženju kruga. Tako npr. Kirchhoffovo pravilo za dijelove I, II, III I I1r1 + I1R1 + I2r2 + I2R2 = – 1 –2 II–I2r2 – I2R2 + I3r3 + I3R3= 2 + 3 IIII1r1 + I1R1 + I3r3 + I3R3 = – 1 + 3 Na temelju ovih jednadžbi izračunavaju se strujni krugovi.
Slajd 26
7. Kontaktna potencijalna razlika. Termoelektrične pojave Elektroni, koji imaju najveću kinetičku energiju, mogu izletjeti iz metala u okolni prostor. Kao rezultat emisije elektrona nastaje “elektronski oblak”. Između plina elektrona u metalu i "elektronskog oblaka" postoji dinamička ravnoteža. Rad elektrona je rad koji je potrebno izvršiti da bi se elektron iz metala uklonio u bezzračni prostor. Površina metala je dvostruki električni sloj, sličan vrlo tankom kondenzatoru.
Slajd 27
Razlika potencijala između ploča kondenzatora ovisi o radu izlaza elektrona. Gdje je naboj elektrona; – kontaktna razlika potencijala između metala i okoline; A – rad rada (elektron-volt – E-V). Radna funkcija ovisi o kemijskoj prirodi metala i stanju njegove površine (onečišćenje, vlaga).
Slajd 28
Voltini zakoni: 1. Kada se spoje dva vodiča od različitih metala, između njih nastaje kontaktna razlika potencijala koja ovisi samo o kemijskom sastavu i temperaturi. 2. Potencijalna razlika između krajeva kruga koji se sastoji od metalnih vodiča spojenih u seriju, koji se nalaze na istoj temperaturi, ne ovisi o kemijskom sastavu međuvodiča. Jednaka je kontaktnoj razlici potencijala koja nastaje kada su najudaljeniji vodiči izravno spojeni.
Slajd 29
Razmotrimo zatvoreni krug koji se sastoji od dva metalna vodiča 1 i 2. EMF primijenjena na ovaj krug jednaka je algebarskom zbroju svih skokova potencijala. Ako su temperature slojeva jednake tada je =0. Ako su temperature slojeva različite, na primjer, tada je gdje je konstanta koja karakterizira svojstva kontakta dvaju metala. U tom slučaju se u zatvorenom krugu pojavljuje termoelektromotorna sila, izravno proporcionalna razlici temperature između oba sloja.
Slajd 30
Termoelektrični fenomeni u metalima naširoko se koriste za mjerenje temperature. Za to se koriste termoelementi ili termoparovi, koji su dvije žice izrađene od različitih metala i legura. Krajevi ovih žica su zalemljeni. Jedan spoj se postavlja u medij čiju temperaturu T1 treba izmjeriti, a drugi spoj se postavlja u medij s konstantnom poznatom temperaturom. Termoparovi imaju brojne prednosti u odnosu na konvencionalne termometre: omogućuju vam mjerenje temperatura u širokom rasponu od desetaka do tisuća stupnjeva apsolutne ljestvice.
Slajd 31
Plinovi u normalnim uvjetima su dielektrici R => ∞, koji se sastoje od električki neutralnih atoma i molekula. Kada se plinovi ioniziraju, pojavljuju se nositelji električne struje (pozitivni naboji). Električna struja u plinovima naziva se plinsko pražnjenje. Da bi se izvelo plinsko pražnjenje, u cijevi s ioniziranim plinom mora postojati električno ili magnetsko polje.
Slajd 32
Ionizacija plina je raspad neutralnog atoma na pozitivni ion i elektron pod utjecajem ionizatora ( vanjski utjecaji– jako zagrijavanje, ultraljubičasto i rendgensko zračenje, radioaktivno zračenje, pri bombardiranju atoma (molekula) plinova brzim elektronima ili ionima). Ion elektron atom neutralan
Slajd 33
Mjera procesa ionizacije je intenzitet ionizacije, mjeren brojem parova suprotno nabijenih čestica koje se pojavljuju u jedinici volumena plina u jedinici vremenskog razdoblja. Udarna ionizacija je odvajanje jednog ili više elektrona od atoma (molekule), uzrokovano sudarom elektrona ili iona ubrzanih električnim poljem u pražnjenju s atomima ili molekulama plina.
Slajd 34
Rekombinacija je spajanje elektrona s ionom u neutralni atom. Prestane li djelovanje ionizatora, plin ponovno postaje dijalektičan. ion elektrona
Slajd 35
1. Nesamoodrživo plinsko pražnjenje je pražnjenje koje postoji samo pod utjecajem vanjskih ionizatora. Strujno-naponska karakteristika plinskog izboja: s povećanjem U povećava se broj nabijenih čestica koje stižu do elektrode i struja raste do I = Ik, pri kojoj sve nabijene čestice dolaze do elektroda. U ovom slučaju, U=Uk struja zasićenja Gdje je e elementarni naboj; N0 je najveći broj parova jednovalentnih iona koji se formiraju u volumenu plina u 1 s.
Slajd 36
2. Samoodrživo plinsko pražnjenje – pražnjenje u plinu koje traje nakon prestanka rada vanjskog ionizatora. Održava se i razvija zahvaljujući udarnoj ionizaciji. Nesamoodrživo plinsko pražnjenje postaje neovisno pri Uz – naponu paljenja. Proces takvog prijelaza naziva se električni slom plina. Tamo su:
Slajd 37
Koronsko pražnjenje – javlja se pri visokom tlaku iu oštro nehomogenom polju s velikom zakrivljenošću površine, koristi se u dezinfekciji poljoprivrednog sjemena. Sjajno pražnjenje – javlja se pri niskim tlakovima, koristi se u plinsko-svjetlosnim cijevima i plinskim laserima. Iskričasto pražnjenje - kod P = Ratm i kod velikih električnih polja - munja (struje do nekoliko tisuća Ampera, duljina - nekoliko kilometara). Lučno pražnjenje - javlja se između blisko razmaknutih elektroda, (T = 3000 °C - pri atmosferskom tlaku. Koristi se kao izvor svjetlosti u jakim reflektorima, u opremi za projekcije.
Slajd 38
Plazma je posebno stanje agregacije tvari, karakterizirano visokim stupnjem ionizacije njezinih čestica. Plazma se dijeli na: – slabo ioniziranu ( – djelići postotka – gornji slojevi atmosfere, ionosfera); – djelomično ioniziran (nekoliko%); – potpuno ionizirani (sunce, vruće zvijezde, neki međuzvjezdani oblaci). Umjetno stvorena plazma koristi se u žaruljama s izbojem u plinu, plazma izvorima električne energije i magnetodinamičkim generatorima.
Slajd 39
Pojave emisije: 1. Fotoelektronska emisija – izbacivanje elektrona s površine metala u vakuumu pod utjecajem svjetlosti. 2. Termionska emisija - emisija elektrona čvrstih ili tekućih tijela kada se zagrijavaju. 3. Sekundarna elektronska emisija - protutok elektrona s površine bombardirane elektronima u vakuumu. Uređaji koji se temelje na fenomenu termoemisije nazivaju se elektronske cijevi.
Slajd 40
U čvrstim tijelima, elektron ne djeluje samo sa svojim vlastitim atomom, već također i s drugim atomima kristalne rešetke, a energetske razine atoma se dijele i tvore energetski pojas. Energija ovih elektrona može ležati unutar osjenčanih područja koja se nazivaju dopuštenim energetskim vrpcama. Diskretne razine odvojene područjima zabranjenih energetskih vrijednosti - zabranjenim zonama (njihova širina je razmjerna širini zabranjenih zona). Razlike u električnim svojstvima različite vrstečvrstih tijela objašnjava se: 1) širinom zabranjenih energetskih vrpci; 2) različito popunjavanje dopuštenih energetskih vrpci elektronima
Slajd 41
Mnoge tekućine vrlo slabo provode struju (destilirana voda, glicerin, kerozin itd.). Vodene otopine soli, kiselina i lužina dobro provode struju. Elektroliza je prolazak struje kroz tekućinu, uzrokujući oslobađanje tvari koje čine elektrolit na elektrodama. Elektroliti su tvari s ionskom vodljivošću. Ionska vodljivost je uređeno kretanje iona pod utjecajem električnog polja. Ioni su atomi ili molekule koji su izgubili ili dobili jedan ili više elektrona. Pozitivni ioni su kationi, negativni ioni su anioni.
Slajd 42
Električno polje u tekućini stvaraju elektrode (“+” – anoda, “–” – katoda). Pozitivni ioni (kationi) kreću se prema katodi, a negativni ioni prema anodi. Pojava iona u elektrolitima objašnjava se električnom disocijacijom - raspadom molekula topljive tvari na pozitivne i negativne ione kao rezultat interakcije s otapalom (Na+Cl-; H+Cl-; K+I-.. .). Stupanj disocijacije α je broj molekula n0 disociranih na ione prema ukupnom broju molekula n0. Pri toplinskom gibanju iona dolazi i do obrnutog procesa ponovnog spajanja iona koji se naziva rekombinacija.
Slajd 43
M. Faradayevi zakoni (1834). 1. Masa tvari koja se oslobađa na elektrodi izravno je proporcionalna električnom naboju q koji prolazi kroz elektrolit ili gdje je k elektrokemijski ekvivalent tvari; jednaka masi tvari koja se oslobađa kada jedinična količina elektriciteta prođe kroz elektrolit. Gdje je I istosmjerna struja koja prolazi kroz elektrolit.
Slajd 46
HVALA NA PAŽNJI
Pogledaj sve slajdove
Koristiti pretpregled prezentacije napravite sebi račun ( račun) Google i prijavite se: https://accounts.google.com
Naslovi slajdova:
Istosmjerna električna struja
Električna struja je uređeno (usmjereno) kretanje nabijenih čestica.
Električna struja je uređeno kretanje nabijenih čestica. Za postojanje električne struje potrebni su sljedeći uvjeti: Prisutnost slobodnih električnih naboja u vodiču; Prisutnost vanjskog električnog polja za vodič.
Jačina struje jednaka je omjeru električnog naboja q koji prolazi kroz presjek vodiča i vremena njegovog prolaska t. I= I - jakost struje (A) q- električni naboj (C) t- vrijeme (s) g t
Tekuća jedinica -7
Ampere Andre Marie Rođen 22. siječnja 1775. u Polemiersu pokraj Lyona u aristokratskoj obitelji. Dobio je kućno obrazovanje Bavio se istraživanjem veze između elektriciteta i magnetizma (Ampère je taj niz pojava nazvao elektrodinamikom). Kasnije je razvio teoriju magnetizma. Ampère je umro u Marseilleu 10. lipnja 1836. godine.
Ampermetar Ampermetar je uređaj za mjerenje struje. Ampermetar je spojen u seriju s uređajem u kojem se mjeri struja.
PRIMJENA ELEKTRIČNE STRUJE
Biološki učinak struje
Toplinski učinak struje
Kemijski učinak električne struje prvi put je otkriven 1800. godine.
Kemijski učinak struje
Magnetski učinak struje
Magnetski učinak struje
Usporedite izvedene pokuse na slikama. Što je tim iskustvima zajedničko, a po čemu se razlikuju? Izvor struje je uređaj u kojem se neka vrsta energije pretvara u električnu energiju. Uređaji koji razdvajaju naboje, tj. stvarajući električno polje nazivaju se izvori struje.
Prva električna baterija pojavila se 1799. Izumio ga je talijanski fizičar Alessandro Volta (1745. - 1827.) - talijanski fizičar, kemičar i fiziolog, izumitelj izvora istosmjerne električne struje. Njegov prvi izvor struje, "naponski stup", izgrađen je u strogom skladu s njegovom teorijom "metalnog" elektriciteta. Volta je naizmjenično stavljao nekoliko desetaka malih cinčanih i srebrnih krugova jedan na drugi, stavljajući između njih papir navlažen slanom vodom.
Mehanički izvor struje – mehanička energija se pretvara u električnu. Sve do kraja 18. stoljeća svi tehnički izvori struje temeljili su se na elektrifikaciji trenjem. Najučinkovitiji od tih izvora postao je elektroforni stroj (diskovi stroja se okreću u suprotnim smjerovima. Kao posljedica trenja četkica o diskove, na vodičima stroja nakupljaju se naboji suprotnog predznaka) Elektroforski stroj
Izvor toplinske struje - unutarnja energija se pretvara u električnu energiju Termopar Termopar (termoelement) - dvije žice od različitih metala moraju biti zalemljene na jednom kraju, zatim se mjesto spajanja zagrijava, a zatim u njima nastaje struja. Naboji se odvajaju kada se spoj zagrije. Toplinski elementi se koriste u temperaturnim senzorima iu geotermalnim elektranama kao temperaturni senzor. Termopar
Svjetlosna energija pretvara se u električnu pomoću solarnih panela. Fotoćelija solarne baterije. Kada se neke tvari obasjaju svjetlošću, u njima se javlja struja, svjetlosna energija se pretvara u električnu. U ovom uređaju naboji se razdvajaju pod utjecajem svjetlosti. Solarne baterije se izrađuju od fotoćelija. Koriste se u solarnim baterijama, svjetlosnim senzorima, kalkulatorima i video kamerama. Fotoćelija
Elektromehanički generator. Naboji se odvajaju mehaničkim radom. Koristi se za proizvodnju industrijske električne energije. Elektromehanički generator Generator (od lat. generator - proizvođač) je uređaj, aparat ili stroj koji proizvodi bilo koji proizvod.
Riža. 1 sl. 2 sl. 3 Koje izvore struje vidite na slikama?
Uređaj galvanskog članka Galvanski članak je kemijski izvor struje u kojem se stvara električna energija izravna pretvorba kemijska energija redoks reakcijom.
Baterija se može napraviti od nekoliko galvanskih članaka.
Baterija (od lat. akumulator - sakupljač) je uređaj za pohranu energije u svrhu njezine naknadne upotrebe.
Izvor struje Metoda odvajanja naboja Primjena Fotoćelija Učinak svjetlosti Solarni paneli Termoelement Zagrijavanje spojeva Mjerenje temperature Elektromehanički generator Obavljanje mehaničkog rada Proizvodnja industrijske električne energije. energije Galvanski članak Kemijska reakcija Svjetiljke, radio Baterija Kemijska reakcija Automobili Klasifikacija izvora struje
Kako se zove električna struja? (Električna struja je uredno kretanje nabijenih čestica.) 2. Što može uzrokovati da se nabijene čestice gibaju uredno? (Električno polje.) 3. Kako može nastati električno polje? (Pomoću elektrifikacije.) 4. Može li se iskra nastala u elektroforskom stroju nazvati električnom strujom? (Da, budući da postoji kratkoročno uređeno kretanje nabijenih čestica?) Učvršćivanje materijala. Pitanja:
5. Koji su pozitivni i negativni polovi izvora struje? 6. Koje izvore struje poznajete? 7. Javlja li se električna struja kada se nabijena metalna kuglica uzemlji? 8. Kreću li se nabijene čestice u vodiču kada njime teče struja? 9. Ako uzmete krumpir ili jabuku i u njih zalijepite bakrene i cinčane pločice. Zatim na te ploče spojite žarulju od 1,5 V. Što ćeš učiniti? Učvršćivanje materijala. Pitanja:
Rješavamo zadatak 5.2 na satu Stranica 27
Za eksperiment će vam trebati: izdržljivi papirnati ručnik; folija za hranu; škare; bakreni novčići; sol; voda; dvije izolirane bakrene žice; mala žarulja (1,5 V). Vaši postupci: Otopite malo soli u vodi; Pažljivo izrežite papirnati ručnik i foliju na kvadrate malo veće od kovanica; Namočite papirnate kvadrate u slanu vodu; Stavite hrpu jednu na drugu: bakreni novčić, komad folije, drugi novčić i tako nekoliko puta. Na vrhu hrpe trebao bi biti papir, a na dnu novčić. Gurnite zaštićeni kraj jedne žice ispod hrpe, a drugi kraj spojite na žarulju. Stavite jedan kraj druge žice na hrpu, a drugi također spojite na žarulju. Što se dogodilo? Projekt kuće. Napravi bateriju.
Korištena sredstva i literatura: Kabardin O.F. Fizika, 8. razred M.: Prosveščenie, 2014. Tomilin A.N. Priče o struji. http://ru.wikipedia.org http:// www.disel.r u http:// www.fizika.ru http:// www.edu.doal.ru http:// schools.mari-el.ru http :// www.iro.yar.ru Domaća zadaća: § 5,6,7 stranica 27, zadatak br. 5.1; Projekt kuće. Napraviti bateriju (upute dobiva svaki učenik).