Электрический ток и сила тока

Слайд 1. Электрический ток и сила тока

Основы электродинамики: от движения зарядов до практических расчётов

Слайд 2. Что такое электрический ток?

Электрический ток — это упорядоченное (направленное) движение свободных заряженных частиц.

В металлах такими частицами являются электроны, в электролитах — ионы. Чтобы ток возник, частицы должны иметь возможность перемещаться на большие расстояния относительно размеров атомов.

Слайд 3. Условия существования тока

1. Наличие свободных носителей заряда (электронов, ионов).

2. Наличие внешнего электрического поля, создающего силу, действующую на заряды.

3. Замкнутость электрической цепи для поддержания постоянного потока.

4. Наличие источника тока (ЭДС), который поддерживает разность потенциалов.

Слайд 4. Гидравлическая аналогия

Для простоты ток можно сравнить с течением воды в трубах:

— Провода — это трубы.

— Заряды — это молекулы воды.

— Источник тока (батарейка) — это насос, создающий давление.

— Сила тока — это объём воды, проходящий через сечение трубы в секунду.

Слайд 5. Определение силы тока

Сила тока — это скалярная физическая величина, равная отношению заряда $\Delta q$, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения $\Delta t$.

Формула:

$$I=\frac{\Delta q}{\Delta t}$$

Если сила тока и его направление не меняются со временем, такой ток называется постоянным.

Слайд 6. Единицы измерения

Единица силы тока в системе СИ. Названа в честь Андре-Мари Ампера. 1 Ампер — это очень большая величина для бытовой электроники.

Единица заряда. 1 Кулон — это заряд, проходящий через сечение проводника за 1 секунду при силе тока 1 Ампер: $1\text{ Кл}=1\text{ А}\cdot 1\text{ с}$.

Слайд 7. Схема простейшей электрической цепи

Слайд 8. Измерение силы тока

Для измерения используется прибор — амперметр.

Правила включения:

— Включается в цепь последовательно.

— Полярность: «+» прибора к «+» источника.

— Обладает очень малым внутренним сопротивлением, чтобы не влиять на ток в цепи.

Слайд 9. Сила тока в технике и быту

Слайд 10. Направление тока

Исторически сложилось, что за направление тока принимают направление движения положительных зарядов.

В металлических проводниках ток течёт от «+» к «-», хотя реальные носители (электроны) движутся в противоположную сторону — от минуса к плюсу.

Слайд 11. График зависимости заряда от времени

Слайд 12. Действия электрического тока

Проводник нагревается при прохождении тока (утюг, лампа накаливания, обогреватель).

Изменяется химический состав вещества (электролиз, зарядка аккумуляторов).

Вокруг любого проводника с током возникает магнитное поле (электродвигатели).

Слайд 13. Безопасность: воздействие на человека

Значения указаны в миллиамперах (мА) для переменного тока 50 Гц. Помните: даже небольшая сила тока может быть опасна при длительном воздействии.

Слайд 14. Подведём итоги

Электрический ток — направленное движение зарядов.

Условия: свободные заряды, поле, замкнутая цепь.

Сила тока $I=\Delta q/\Delta t$ измеряется в Амперах (А).

Амперметр включается в цепь последовательно.

За направление тока принято движение положительных зарядов.