LIETUVOS FIZIKŲ DRAUGIJA ŠIAULIŲ UNIVERSITETO JAUNŲJŲ FIZIKŲ MOKYKLA FOTONAS ELEKTROS SROVĖS STIPRIS ĮTAMPA. VARŽA LAIDININKŲ JUNGIMO BŪDAI

Transcript

1 LETVOS FZKŲ DAGJA ŠALŲ NVESTETO JANŲJŲ FZKŲ MOKYKLA FOTONAS ELEKTOS SOVĖS STPS ĮTAMPA. VAŽA LADNNKŲ JNGMO BŪDA

2 LETVOS FZKŲ DAGJA ŠALŲ NVESTETO JANŲJŲ FZKŲ MOKYKLA FOTONAS omas Senkus ELEKTOS SOVĖS STPS. ĮTAMPA. VAŽA. LADNNKŲ JNGMO BŪDA KSO TO ŽDAVNŲ METODNA NODYMA Metodinė priemonė 0 05 mokslo metai Šiauliai 05

3 TAS ELEKTOS SOVĖS STPS. ĮTAMPA. VAŽA. LADNNKŲ JNGMO BŪDA Metodiniai nurodymai. Elektros krūvis. Fizikinis dydis, apibūdinantis kūnų įelektrinimą, yra elektros krūvis. [q] = C kulonas Elementarusis elektros krūvis (elektrono krūvis): e =, 0-9 C.. Elektrinė įtampa. Elektrinė įtampa apibūdina grandine pratekėjusio krūvio q atliktą darbą A. Elektrinio lauko darbo, atliekamo perkeliant elektros krūvį grandine, ir to krūvio santykis: A. q Skaitine verte įtampa lygi darbui, kurį laukas atlieka, perkeldamas C krūvį. Matavimo prietaisas voltmetras. Jungiamas lygiagrečiai (3. pav.). 3. pav. [] = J/C = V voltas Įtampos vienetas voltas (V), darbo A vienetas džaulis (J). 3. Elektros srovės stipris. Elektros srovė apibūdinama srovės stipriu. Laidininko skerspjūviu pratekėjusio krūvio q vienetas yra kulonas (C). Laikas t matuojamas sekundėmis (s), o srovės stiprio vienetas yra amperas (A). [] = A amperas 3. pav.

4 s. Matavimo prietaisas ampermetras. Jungiamas nuosekliai (3. pav.). Skaitine verte elektros srovės stipris lygus krūviui, pratekėjusiam laidininko skerspjūviu per Elektros srovės stiprio išraiška: q, t arba = nevs; čia n elektronų skaičius, tenkantis laidininko vienetiniam tūriui, e elektronų krūvis, v laisvųjų elektronų greitis, S laidininko skerspjūvio plotas. tankiu.. Elektros srovės tankis. Elektros srovės stiprio ir laidininko skerspjūvio ploto santykis vadinamas elektros srovės čia j elektros srovės tankis, S laidininko skerspjūvio plotas, elektros srovės stipris. Srovės tankio matavimo vienetas A [ j]. m 5. Omo dėsnis. j Omo dėsnis nusako srovės stiprio ir įtampos ryšį: S čia laidininko varža, kurios vienetas omas (Ω). ;, Srovės stipris laidininke tiesiog proporcingas laidininko galų įtampai ir atvirkščiai proporcingas jo varžai.. Laidininko varža. Laidininko varža fizikinis dydis, apibūdinantis laidininko pasipriešinimą kryptingam krūvininkų judėjimui. Laidininko varžos matavimo vietetas:

5 [] = Ω omas. V. A Laidininko varža tiesiog proporcinga jo ilgiui, atvirkščiai proporcinga jo skerspjūvio plotui ir priklauso nuo laidininko medžiagos: ρ ; S čia S laidininko skerspjūvis, laidininko ilgis, o ρ savitoji varža. varža. Ω m ilgio, m skerspjūvio ploto (arba m ilgio, mm skerspjūvio ploto) laidininko Laidininko medžiagos savitoji varža: 7. Nuoseklusis jungimas (3.3 pav.). ρ Ωm 0 Ωmm m Nuosekliai sujungtų laidininkų srovės stipris vienodas: Bendra įtampa lygi įtampų sumai: Varža lygi varžų sumai: 8. Lygiagretusis jungimas (3. pav.). Lygiagrečiai sujungtų laidininkų pilnutinis srovės stipris lygus atskirų šakų srovių stiprių sumai: Atskirų lygiagrečiai sujungtų laidininkų įtampa vienoda ir lygi grandinės dalių įtampai: Varžai apskaičiuoti taikoma formulė: 9. Mišrusis jungimas Mišriojo jungimo atveju taikomos nuosekliojo ir lygiagrečiojo jungimo taisyklės pav.

6 ždavinių sprendimo pavyzdžiai. Piešinėlyje - dviejų skirtingų formų kūnai. Vienas kūnas įelektrintas teigiamai, kitas neigiamai. Nupieškite elektrinio lauko jėgų linijas, supančias šiuos kūnus. Atsakymas:. Brėžinyje pateiktos elektrinės grandinės varžai: r = Ω, = Ω, = 3 Ω, 3 = Ω, = Ω. Apskaičiuokite pilnutinę šios grandinės varžą. r = Ω, 3 = Ω = Ω, = Ω = 3 Ω ir 3 jungiame lygiagrečiai Ω; jungiame nuosekliai su Ω; ir sistema 3 sujungti lygiagrečiai Ω;

7 Varžas r ir sistema 3 sujungti nuosekliai r 3 Ω; Ats.: Ω; 3. Apskaičiuokite km aliuminio kabelio vijos elektrinę varžą? l = km = 000 m ρ =,8 0-8 Ωm =,8 0-8 Ωmm /m ρ ; S Sužinome iš paveikslėlio vienos vijos diametrą: 0 vijų cm arba 0,0 m, todėl vijos diametras (storis) d = 0,00 m o vijos skerspjūvis: d d S ; S 3. 0 m ; ρ.8 0 S 3. 0 Ats.: 8,9 Ω. 8.9 ;. Dvi varžos = = 00 Ω į elektros grandinę, kurioje įtampa = 0 V, iš pradžių jungiamos nuosekliai, vėliau lygiagrečiai. askite abiem atvejais elektros srovės stiprius ir. = = 0 Ω = 0 V š pradžių varžus sujungiame nuosekliai, vėliau lygiagrečiai a) Nuoseklus jungimas

8 , 0 0,3 A; b) Lygiagretus jungimas 0, 0, A; 00 0, 0, A; 00 Ats.: a) 0,3A, b) 0,A, 0,A. 5. Į elektros grandinę nuosekliai jungiamas pieštukas. Įtampa grandinėje = V. Pieštuko ilgis l =0 cm, grafito širdelės diametras d = 0-3 m, savitoji elektrinė varža ρ = 0 - Ωm. Kokia elektros srovė teka pieštuku? ρ = 0 - Ωm = V l = 0 cm = 0. m d = 0-3 m Naudodamiesi Omo dėsniu ir varžos formulėmis, ρ ; S randame elektros srovės stiprį S Kadangi d S Tada ;,

9 d, A Ats. 0,3 A.

10 TO ŽDOTYS. Piešinėlyje parodytas smeigtukas. Manykite, kad smeigtukas tampa teigiamai įelektrintu kūnu. Nupieškite elektrinio lauko jėgų linijas, supančias smeigtuką.. Apibūdinkite elektrinį lauką įelektrinto netaisyklingos formos kūno šešiose pažymėtose vietose. Panaudokite frazes nėra elektrinio lauko, palyginti silpnas, vidutinio stiprumo ir palyginti stiprus. 3. švysčius aliuminio pramonę buvo atsisakyta nuo varinių laidų oro linijoms. Kodėl?. Koks elektrinio lauko poveikis augalams? 5. Kodėl ampermetro negalima jungti lygiagrečiai energijos imtuvui?. Kaip atrodė pirmoji naudojama elektros baterija? A B C D 7. Kas vienas iš pirmųjų panaudojo konteinerius pavojingoms baterijų medžiagoms laikyti? A. T.Edisonas; B. A.Volta; C. L.Galvanis; D. nei vienas iš jų.

11 8. Voltmetro skalės maksimali matavimo riba yra = 3V, o = 300Ω. Prietaiso skalėje yra N = 00 padalų. Kokia turėtų būti padalos vertė i, jeigu prietaisą naudotume kaip miliampermetrą? 9. Grandinės dalį sudaro 3 nuosekliai sujungti laidininkai, kurių varžos Ω, 3 Ω ir Ω. askite įtampos kritimą grandyje, jei srovės stipris laidininke lygus A. 0. Elektros šaltinio įtampa = 00V. Trys laidininkai sujungti taip, kaip parodyta schemoje (pvz.:). Jų varžos atitinkamai: = 0Ω, = 3 = 30Ω. asti įtampą, krentančią ant laidininko?. Nuosekliai sujungtų dviejų laidininkų ir bendra varža lygi = 5Ω. Tuos pačius laidininkus sujungus lygiagrečiai bendra varža lygi 0 =,Ω. eikia rasti ir reikšmes?. asti varinės vielos varžą, jeigu jos masė m = kg, skerspjūvio plotas S = 0-7 m, vielos tankis ρ 0 = 890 kg/ m 3, savitoji varža ρ =, Ωm? 3. Nubraižykite keturių vienodų varžų 0 galimų jungimų schemas.. Kaip reikia sujungti keturis laidininkus, kurių varžos = Ω, = Ω, 3 = 3Ω ir = Ω, kad gautime bendrą varžą =,5Ω? 5. Laidininko varža Ω. Kaip gauti iš jo laidą, kurio varža būtų Ω? Patikrinti variantus: a) paimti pusę laido, b) sulenkti ir susukti, c) supjaustyti laidą į lygias dalis ir susukti į vieną.. Varinio laidininko varža kartus didesnė už aliuminio laidininko varžą, o masė kartus mažesnė. Kuris laidininkas ilgesnis? Kiek kartų? 7. Elektros grandinės dalies įtampai nustatyti į grandinę nuosekliai įjungti du voltmetrai. Pirmasis rodo = 0V įtampą, o antrasis = 80V įtampą. asti antrojo voltmetro varžą, jei pirmojo varža = 5kΩ?

12 8. Laidininko varža = 3Ω. Į kiek lygių dalių galima supjaustyti laidininką, kad jas sujungus lygiagrečiai gautume bendrą varžą 0 = Ω? 9. Eksperimentinis. Turėdami du voltmetrus, kurių matavimo ribos iki V, išmatuokite 0- V srovės šaltinio įtampą gnybtuose. 0. šspęskite rebusą. Perskaitykite mokslininkų pavardes. Sprendimus atsiųsti iki