Главная » Строительство » В электрической цепи напряжение получаемое от источника

В электрической цепи напряжение получаемое от источника

Вспомним, что назначение любого источника электроэнергии – долговременное поддержание неодинаковых зарядов его полюсов, чтобы между ними существовало электрическое поле (см. § 8-ж). Только оно может двигать заряженные частицы в проводах и потребителях, приводя к возниковению электротока с нужной нам мощностью.

Обратимся к опыту (см. рисунок). Через обе лампы проходит ток одинаковой силы: 0,4 А. Но большая лампа светит ярче, то есть работает с большей мощностью, чем маленькая. Получается, что мощность может быть различной при одинаковой силе тока.

Кроме силы тока, на мощность тока в проводнике влияет и вторая физическая величина – электрическое напряжение. Известно, что напряжение, создаваемое «батарейкой», меньше напряжения, создаваемого электросетью. Это значит, что поле между полюсами батарейки, двигая электроны по проводам и лампе слева, создаёт ток меньшей мощности, чем поле между контактами в розетке, двигающее электроны по проводам и лампе справа. Поэтому яркость ламп различна.

В физике зависимость электрической мощности одновременно от силы тока и электрического напряжения представляют произведением:

P = I · U

P – мощность электрического тока, Вт
I – сила электрического тока, А
U – электрическое напряжение, В

Для измерения электрического напряжения используют прибор вольтметр (см. рисунок). Его всегда присоединяют параллельно тому участку цепи, на котором измеряют напряжение. Единица электрического напряжения – 1 вольт (1 В). Это такое напряжение, которое при силе тока 1 А создаёт ток мощностью 1 Вт. Примечание: физический смысл электрического напряжения мы изучим в следующем параграфе.

Амперметры в опыте с лампами показывают, что .
Большая лампа выделяет больше тепла и света, следовательно, .
Из описанного опыта следует наблюдение: .
Чтобы объяснить это, мы допускаем, что .
Говоря, что напряжения батарейки и сети отличаются, мы подразумеваем: .
Поля в левой и правой цепях создают токи различных мощностей, .
Формула с произведением в рамке отражает .
В физике и технике вольтметры применяют .
Проводя измерения напряжения, вольтметр .
Напряжение в один вольт представляет собой .

Познакомимся теперь с законами распределения напряжений в цепях с различными соединениями проводников. Проведём опыты.

На схемах а-б-в лампа и реостат соединены последовательно. Сначала вольтметр подключён к крайним точкам соединения лампы и реостата (схема а), и напряжение обозначено символом U _общ . Затем вольтметр присоединён только к лампе (схема б), и напряжение обозначено символом U ₁ . После вольтметр присоединён только к реостату (схема в), и напряжение обозначено символом U ₂ .

Многократные измерения в этом и аналогичных опытах показывают, что в цепи с последовательным соединением проводников напряжение на всём соединении равно сумме напряжений на отдельных проводниках:

U_общ = U₁ + U₂ + .

На схемах г-д-е две лампы соединены параллельно. Сначала вольтметр подключён к крайним точкам соединения ламп (схема а), и напряжение обозначено U _общ . Затем вольтметр присоединён к первой лампе (схема б), и напряжение обозначено U ₁ . После вольтметр присоединён ко второй лампе (схема в), и напряжение обозначено U ₂ .

Многократные измерения в этом и аналогичных опытах показывают, что в цепи с параллельным соединением проводников напряжение на каждом из проводников равно напряжению на всём соединении:

U_общ = U₁ = U₂ = .