Transcript Електричен ток

Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
Ядро 2. Електричество
Човекът и природата – 6 клас
Електрични сили
 Думата електричество произхожда
от гръцката дума електрон, в
превод
кехлибар,
тъй
като
свойството на кехлибара да се
наелектризира при триене е било
известно още от древността.
Човекът и природата – 6 клас
Електрични сили
 Съществуват два
вида електрични
заряди:
положителни и
отрицателни.
 Едноименните
електрични
заряди се
отблъскват, а
разноименните се
привличат.
Човекът и природата – 6 клас
Електрични сили
 Всички тела в природата при определени
условия могат да бъдат наелектризирани,
т.е. да придобият електричен заряд.
 Според съвременните представи
електричният заряд е присъщо свойство
на някои елементарни частици.
 Стабилни заредени елементарни частици
са електронът, протонът и техните
античастици. Исторически е прието
зарядът на електрона да е отрицателен, а
зарядът на протона да е положителен.
Човекът и природата – 6 клас
Електрични сили
 В система SI единицата за измерване на
големината на електричните заряди се
нарича кулон (С)
 Абсолютната стойност на заряда на
електрона се нарича елементарен
електричен заряд. Неговата стойност се
означава обикновено с буквата е и
стойността му е 1.6 10-19 С.
 Всеки макроскопичен заряд q
представлява съвкупност от елементарни
заряди и е кратен на него, т.е. q = n.e.
Човекът и природата – 6 клас
Електрични сили
 Силите, които възникват при
взаимодействието на заредените
тела са електрични сили
 Електричните сили намаляват при
увеличаване на разстоянието между
електричните заряди
 Електричните сили са сили на
привличане и сили на отблъскване
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
 Електричен ток се нарича всяко
насочено движение на електрични
заряди.
 Вид на зарядите - електрони или
йони.
 В металните проводници движещите
се заряди са електрони.
 За посока на тока условно се приема
посоката на движение на
положителните заряди.
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
Условия за протичане на електричен
ток:
 Първо, да има в съответната среда
свободни заредени частици;
 Второ, да има електрично поле,
чиято енергия се изразходва за
преместване
на
електричните
заряди.
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
 Количествено електричният ток се
характеризира с величината
големина на тока I или електричен
ток, накратко ток.
 Електричният ток е равен на заряда
Δq, преминал през напречното
сечение на проводника за време Δt.
I 
q
t
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
 Единица за електричен ток – ампер
 Означаване - бележи се с А
 Един ампер е такъв ток, при който
през
напречното
сечение
на
проводника се пренася заряд 1 кулон
за време 1 секунда:
1A = 1C/1s
 Кратни и дробни единици – kA; mA
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
 Електричен ток, който не променя
големината и посоката си с течение
на времето, се нарича постоянен. В
противен случай е променлив.
 Постоянен
ток
възниква
под
действие на постоянно напрежение
и може да съществува само в
затворена верига.
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
 Устройство, което
поддържа електричния
ток, се нарича генератор
(батерия).
 Според принципа на
действие на генератора,
той трансформира
механична, химична,
електромагнитна и други
видове енергия в енергия
на електричното поле.
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
 Генераторите и батериите са
източници на напрежение.
 Електричното напрежение на
източник е мярка за енергията,
която получава всеки електрон,
когато преминава през източника.
 Единица за електрично
напрежение на източник – волт
 Означение – V
 Кратни и дробни единици: kV; mV
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
 Електричното напрежение върху
консуматор или само напрежение е
мярка за енергията, която всеки
електрон отдава на консуматора.
 Единица за електрично напрежение
волт
 Означение – V
 Кратни и дробни единици: kV; mV
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
в метални проводници
 В металите свободни електрични
заряди са електроните.
 Протичането на електричен ток не е
свързано с пренос на вещество.
Колкото и дълго да протича ток
през метален проводник, той не
променя химичния му състав.
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
в метални проводници
 Закон на Ом за част от
електрична верига:
 Токът I в метален
проводник е
правопропорционален
на приложеното в
краищата му
напрежение U и
обратнопропорционален
на съпротивлението R на
проводника.
I 
U
R
I,A
U,V
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
в метални проводници
 Съпротивлението на
метален проводник
зависи от природата
му и от неговите
геометрични размери –
дължина и сечение.
 Съпротивлението на
проводник зависи
правопропорционално
от дължината му l и
обратнопропорционалн
о на лицето на
напречното му сечение
S.
R  
l
S
К – подвижен контакт
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
в метални проводници
• Единица за съпротивление на
проводник: ОМ (Ω)
• Един проводник има съпротивление
един ом, ако напрежение от един
волт предизвиква в него електричен
ток 1 ампер.
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
в метални проводници
 Всички консуматори на
електрическа енергия - лампи,
нагревателни уреди и други имат
електрично съпротивление.
 Резистори - елементи с
определено съпротивление,
които се използват за
контролиране на токовете в
различните части на
електрическата верига. Някои
резистори представляват дълги
намотки от тънка метална жичка.
Други се правят от сложни
вещества, съдържащи въглерод.
Човекът и природата, 6 клас
Електричен ток
в метални проводници
 Реостатите и потенциометрите са
резистори, чието съпротивление може да
се регулира.
Човекът и природата, 6 клас
Работа и мощност на
електричния ток
 Работата, която трябва да се
извърши, за да се поддържа
електричен ток с големина I в
проводник, в двата края на който
съществува потенциална разлика U
за интервал от време Δt ще бъде
 A  q .U  I .U . t
Човекът и природата, 6 клас
Работа и мощност
на електричния ток
 Чрез закона на Ом формулата се
преобразува:
2
U
2
 A  I .U . t  I . R . t 
t
R
 Тази зависимост изразява закона на
Джаул-Ленц. При протичането на
електричен ток през проводник
електрическата енергия се превръща в
топлина. Отделеното количество топлина е
Q = ΔA.
 Работата се измерва в джаул (J).
Човекът и природата, 6 клас
Работа и мощност
на електричния ток
 Мощност е величина, която се
дефинира като работата, която се
извършва за единица време.
Следователно мощността на
електричния ток ще бъде:
P
A
t
 I .U  I R 
2
U
2
R
 Мощността се измерва във ват (W).
Човекът и природата, 6 клас
Амперметър и волтметър
 Свързване
Човекът и природата, 6 клас
Свързване на съпротивления
 Последователно
свързване
R  R1  R 2
 Успоредно
свързване
1
R

1
R1

1
R2
Човекът и природата, 6 клас
Действие на електричния ток
 Магнитно
действие –
магнитната
сърцевина на
намотката при
протичането на
електричен ток се
намагнетизира и
привлича железни
предмети.
Човекът и природата, 6 клас
Действие на електричния ток
 Топлинно
действие – при
протичането на
електричен ток се
отделя топлина
• Светлинно
Човекът и природата, 6 клас
Действие на електричния ток
 Механично действие – при
протичането на електричен ток през
електродвигатели електричната
енергия се превръща в механична.
 Така се задвижват перките на
вентилатора, барабана на
пералната машина, тролеи,
трамваи, локомотиви и др.
Човекът и природата, 6 клас
Действие на електричния ток
 Химично действие
Човекът и природата, 6 клас
Означения на елементи от
електрични вериги
Съпротивление
Предпазител
Лампа
Клема
Променливо съпротивление
Галваничен елемент Батерия
Ключ
Амперметър Волтметър
Човекът и природата, 6 клас
Безопасност
 Биологичните обекти се характеризират със
значителна нееднородност на пасивните
електрични свойства (диелектрична проницаемост
и специфично електрично съпротивление) на
всички структурни нива - на клетъчно, на тъканно,
както и на нивото на отделните органи в
организма като цяло.
 Биологичните обекти - клетки, тъкани, органи и
др. може да се разглеждат като съвкупност от
разнородни проводници и диелектрици. Това са
главно белтъчни колоиди, които слабо провеждат
електричния ток, и електролитни разтвори с добра
електропроводимост. В биологични обекти чисто
електронна проводимост липсва.
Човекът и природата, 6 клас
Безопасност
Телесни течности и
Тъкани
Специфично електрично
съпротивление, Ωm
Гръбначномозъчна
течност
0.55
Кръвна плазма
0.71
Цяла кръв
1.7
Мускули
2.0
Черен дроб
3.3
Мозък
14
Мастна тъкан
33
Суха кожа
100 000
Кост
10 000 000
Човекът и природата, 6 клас
Безопасност
 Поради голямата разлика в
електропроводността на различните
тъкани и органи електричният ток минава
не по най-късия път, а следва тези
участъци, съпротивлението на които е наймалко.
 Например при животните и човека
електричният ток минава по кръвоносните
тъкани, нервните влакна, лимфните
пътища и др. През кожата електричният
ток минава предимно през порите на
каналите на потните жлези.
Човекът и природата, 6 клас
Безопасност
Ефект от действието на промеплив ток с честото =50
Hz
0 - 0.5 mA – отсъства
0.5 - 2 mA - загуба на чувствителност
2 - 10 mA -болка, мускулни съкращения
10 - 20 mA- растящо въздействие на мускулите,
някои увреждания. 16 mA - “обездвижващ “ ток
 20-100 mA - дихателен парализ
 100 mA - 3 А - смъртоносни фибрилации, ако не се
направи спешна реанимация - спиране на сърцето
 над 3 А - спиране на сърцето, тежки изгаряния




Човекът и природата, 6 клас
Безопасност
Ефект от действието на промеплив ток
с честото =50 Hz
 максимално допустим ток е с
големина 20 mA.
 ток с големина 100 mA, протекъл
надлъжно през тялото, се счита за
смъртоносен
Човекът и природата, 6 клас
Безопасност
 Да се използват само изправни електроуреди, в
които няма открити неизолирани проводници
 Електроуредите да се свързват към електрическата
мрежа по описания в указанието им начин.
 Не трябва да се използват проводници без изолация
или с повредена изолация.
 Електроуредите да не се мокрят и докосват с мокри
ръце.
 Електроуредите да се заземяват и зануляват, така че
да не тече ток по външните им части.
Човекът и природата, 6 клас
Магнитни сили
Човекът и природата – 6 клас
Магнитно поле
 Всеки магнит има 2 полюса.
 Думата магнит
Магнитните полюси могат да
произхожда от гръцки и
съществуват само като
значи камък от
свързана двойка. Затова
Магнезия – район в
всеки магнит, колкото и да
Мала Азия със залежи
е малък, има 2 полюса.
от магнетит.
 Разноименните полюси се
 Хората от древността са
привличат, а едноименните
знаели, че минералът
се отблъскват.
магнетит привлича
късчета желязо. Тела,
които притежават това
свойство се наричат
постоянни магнити.
Човекът и природата – 6 клас
Магнитно поле
 Както в пространството около
електричните заряди възниква
електрично поле, така и в пространството
около постоянни магнити или
проводници, по които протича
електричен ток, възниква поле, което се
нарича магнитно.
 Наличието на магнитно поле се
установява по въздействието на полето
със сила върху внесени в него постоянни
магнити, проводници, по които тече ток
или движещи се електрични заряди. Тези
сили се наричат магнитни сили.
Човекът и природата – 6 клас
Магнитно поле
Човекът и природата – 6 клас
Магнитно поле
 Магнитни силови
линии
 Магнитни сили на
привличане
Човекът и природата – 6 клас
Магнитно поле
Човекът и природата – 6 клас
Магнитно поле
 Посока на магнитното поле – съвпада
с посоката, която сочи северният полюс
на стрелката. Това е посоката и на
магнитната силова линия.
 Силовите линии излизат от северния
(N) полюс на магнита и влизат в
южния му полюс (S).
 Гъстотата на силовите линии показва
колко силно е магнитното поле. Около
полсите те се сгъстяват, където полето е
най-силно.
Човекът и природата – 6 клас
Магнитно поле
 Около проводник, по който тече ток, се създава
магнитно поле.
 Когато електричният ток смени посоката си,
магнитното поле също променя посоката си.
 Намотка, по която тече ток, създава същото
магнитно поле, както постоянен прав магнит.
 По-големите токове създават по-силни магнитни
полета
 Магнитното действие на електричния ток се усилва,
когато в намотка се постави желязна сърцевина.
Така се получава електромагнит.