Вопрос №1 Электрический ток, величина и направление тока, условия необходимые для поддержки электрического тока

Электрическим током называется направленное, упорядоченное движение зарядов.

В металлах и их сплавах ток образуется за счет движения свободных электронов и поэтому их электропроводность называется электронной. Причиной создания электрического тока является электрическое поле. Значение тока, приходящиеся на 1ед площади поперечного сечения называется плотностью. Однако такое определение пригодно только для постоянного тока значение, которого не изменяется с течением времени.i=I=const i=q/t.

Значение тока переменного i(t) изменяющегося во времени определяется в дифференциальной форме: I(t) =dq/dt . Ток пропорционален скорости изменения электрического заряда во времени. Значение i(t) в различные моменты времени называется мгновенным током, а значение dq– мгновенным зарядом. Таким образом, ток может быть постоянным (неизменным во времени) или переменным. Заряд выражается в кулонах, время в секундах, ток в амперах. 1A=1Kл/1c. При постоянном токе в 1А через поперечное сечение проводника за промежуток времени, равный 1с, переносится заряд в 1 Кл. Необходимыми и обязательными условиями возникновения и поддержания тока являются:1. Разность потенциалов на зажимах электрической цепи; 2. Замкнутость электрической цепи.

Вопрос№2 Резистивное сопротивление и проводимость. Его физический смысл и единицы измерения. При замыкании электрической цепи возникает электрический ток. Свободные электроны под воздействием электрических сил поля передвигаются по проводнику, при этом они сталкиваются с атомами проводника и отдают им часть своей энергии, т.е. электроны, продвигаясь по проводнику всегда встречают с его стороны сопротивление своему движению. И при этом часть энергии движущихся электронов выделяется в виде тепла, проводник нагревается.Электрическое сопротивление обозначается буквой R или Ri. R=U/I.,где U – напряжение между двумя точками проводника, I – ток в проводнике, A. В системе Си сопротивление измеряется в Омах. 1Ом=1В/1А.Сопротивление равно 1 Ом если в проводнике при напряжении в 1В протекает ток в 1А. Сопротивление проводника зависит от материала, из которого он изготовлен, длины, площади поперечного сечения. R=p*(l/s), где p – удельное сопротивление материала (Ом*м), l – длинна (м), S – площадь поперечного сечения (м²). Величина обратная сопротивлению называется проводимостью, которая показывает свойство проводника проводить электрический ток. Q=1/R(См). Резистивные элементы не накапливают энергию, т.е. являются не энергоёмкими, в отличие от катушек индуктивности и конденсаторов. Специально изготовленные элементы, обладающие резистивным сопротивлением называются резисторами.

Вопрос №3 Закон Ома для участка цепи и замкнутой цепи, баланс мощностей. Закон Ома для участка цепи. Ток на участке цепи прямо пропорционален напряжению, приложенному к этому участку и обратно пропорционален сопротивлению этого участка. I=U/R; U=IR; R=U/I-для действующих значений; Im=Um/R; Um=IR; Rm=Um/Im- для амплитудных значений; Для размаха Ip=Up/R; Up=IpR; Rp=Up/Ip; Для мгновенных значений I=U/R; U=IR; R=U/I; Закон Ома для замкнутой цепи- ток на участке цепи прямо пропорционален ЭДС и обратно пропорционален полному сопротивлению цепи. E=I(R+Ri)=IR+IRi=U+Uo; U=IR; Uo=IR; E=U+Uo; U=E-Uo- то есть напряжение на внешнем участке цепи меньше ЭДС источника на величину падения напряжения на внутреннем участке электрической цепи. Баланс мощностей. Алгебраическая сумма мощностей, развиваемая всеми источниками, равна сумме мощностей рассеиваний на каждом сопротивлении цепи. P=EI=I₁²R₁+I₂²R₂+I₃²R₃+I₄²R₄+I₅²R₅+I₆²R₆+I₇²R₇+I₈²R₈+I₉²R₉+I₁₀²R₁₀+…+. Это свойство вытекает из закона сохранения энергии. Сравнение мощностей источников и мощностей в нагрузках называется балансом мощности. Алгебраическая сумма мощностей источников (учитывается направление ЭДС). Арифметическая сумма мощностей выделяемых в нагрузке(эта мощность всегда положительна независимо от направления тока).