Natężenie, napięcie i prawo Ohma
Natężenie prądu mówi, jak szybko przez przekrój przewodnika przepływa ładunek. Napięcie opisuje różnicę energii potencjalnej przypadającej na jednostkę ładunku. To nie są dwie nazwy tej samej wielkości.
W tym materiale
Natężenie prądu mówi, jak szybko przez przekrój przewodnika przepływa ładunek. Napięcie opisuje różnicę energii potencjalnej przypadającej na jednostkę ładunku. To nie są dwie nazwy tej samej wielkości.
Potrzebne wiadomości: Ładunek elektryczny, czas i energia.
Natężenie prądu
Średnie natężenie prądu obliczamy, dzieląc przepływający ładunek przez czas:
I=\frac{\Delta q}{\Delta t}.
Natężenie I mierzymy w amperach. Jeden amper odpowiada przepływowi jednego kulomba w ciągu sekundy. Jeżeli natężenie jest stałe, otrzymujemy q = It. Gdy zmienia się w czasie, trzeba uwzględnić poszczególne przedziały albo wyznaczyć pole pod wykresem I(t).
Umowny kierunek prądu jest kierunkiem ruchu dodatnich ładunków. W metalu elektrony przemieszczają się przeciwnie do niego. Nie zmieniamy przez to definicji kierunku prądu w schemacie.
Napięcie i opór
Napięcie U między dwoma punktami jest różnicą potencjałów. Przeniesienie ładunku q przez różnicę potencjałów U wiąże się ze zmianą energii potencjalnej o wartości |qU|. Jeden wolt to jeden dżul na kulomb. Napięcie określamy między punktami, a natężenie — przez przekrój lub gałąź obwodu.
Dla elementu omowego, w niezmienionych warunkach fizycznych, natężenie jest proporcjonalne do napięcia:
U=IR.
R jest oporem elektrycznym, mierzonym w omach: 1 Ω = 1 V/A. Prawo Ohma nie opisuje każdego elementu. Samo policzenie ilorazu U/I w jednym punkcie pracy nie dowodzi jeszcze, że ten iloraz pozostanie stały przy innym napięciu. Przykładowo silne ogrzanie włókna żarówki zmienia jego opór.
Przykład
Przez opornik pod napięciem 6 V płynie prąd 0,020 A. Jego opór wynosi R = 6/0,020 = 300 Ω. W ciągu 50 s przez przekrój przepłynie ładunek q = 0,020 · 50 = 1 C. Przy podwojeniu napięcia natężenie wzrośnie dwukrotnie tylko pod warunkiem, że opór pozostanie taki sam.
Idealny amperomierz włącza się szeregowo z badaną gałęzią, a idealny woltomierz równolegle do badanego elementu. Są to zasady interpretacji schematów; nie należy wykonywać prób z miernikiem podłączanym przypadkowo do sieci ani zwierać źródła amperomierzem.
Komentarze (0)
Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz
Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto