Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. На прошлых лекциях мы с вами выяснили, что электрический ток можно охарактеризовать такой физической величиной, как сила тока. Прибор для измерения силы тока называется амперметр. И так же мы знаем три правила по которым надо включать амперметр в электрическую цепь, но сейчас мы не будем их повторять.
Давайте начнем нашу лекцию с небольшой демонстрации...
И так, мы увидели в опыте, что лампочки светят по-разному. Значит есть какая-то разница в режимах работы этих двух ламп. И оказывается, что эта разница определяется физической величиной, которая является характеристикой поля и носит название электрическое напряжение.
Ну а теперь давайте попробуем разобраться в том какова же разница в свечении наших двух ламп. Один и тот же ток, т.е за каждую секунду через большую лампу протекает 0,3 Кл и через маленькую лампу протекает 0,3 Кл. электрического заряда, раз сила тока 0,3 А. Но большая лампочка светиться ярко, а маленькая лампочка светиться тускло. А, вообще, почему лампа накаливания светиться? Мы говорили с вами, что за это отвечает тепловое действие тока. Ток, протекая через спираль электрической лампочки нагревает ее настолько сильно, что она начинает светиться. Скажите пожалуйста, когда электрический заряд перемещается по спирали на него действует какая-то сила? Да, на него действует сила со стороны электрического поля, которое создает источник тока. Эта сила проталкивает электрические заряды через спираль большой и малой лампочки. Если на тело или на частицу, в нашем случае электроны, действует сила и тело при этом перемещается, то мы можем сказать при этом, что сила эта совершает работу. Эта работа в обеих лампочках идет на нагрев нити. Но раз в большой лампе нить нагревается сильнее и ярче светит лампа, значит тут электрическая сила или, как принято говорить, электрическая поле или электрический ток, но на самом деле работа всегда привязана к силе, значит в большой лампе совершается большая работа, а в меньшей лампочке совершается меньшая работа, хотя через обе спирали прошел один и тот же электрический заряд за каждую секунду - 0,3 Кл. И так будем говорить, что в большой лампе электрическая сила совершает большую работу по перемещению того же электрического заряда, чем в маленькой лампочке. Похожую ситуацию мы можем встретить и при рассмотрении движения жидкости. Давайте с вами рассмотрим гидродинамическую аналогию. Мы уже с вами говорили о том, что электрический ток можно уподобить течению воды...проводник - это труба, а вода - это электрические заряды.
И так мы с вами провели аналогию физической величины электрического напряжения с замкнутой гидродинамической системой. Ну а теперь давайте запишем формулу, которая является определением электрического напряжения.
Давайте сформулируем словами определение электрического напряжения и величины в 1 вольт.
Электрическое напряжение между двумя точками электрической цепи - это физическая величина равная отношению работы электрического поля по переносу заряда между этими точками к величине перенесенного заряда.
1 вольт - это такое напряжение между двумя точками электрической цепи при котором для переноса заряда в 1 Кулон между этими точками полем совершается работа в 1 Джоуль.
Если мы возьмем обычную настольную лампу, то сможем прочитать на ней надпись "220 вольт", а если возьмем маленькую лампочку, то на ней мы увидим надпись "3,5 вольта". Поэтому, когда заряд в 1 кулон проходит через большую лампу он совершает работу в 220 джоулей, а когда тот же самый кулон проходит через маленькую лампу он совершает работу в 3,5 джоуля. Понятно, что большая лампочка при этом должна светиться гораздо ярче, чем маленькая лампочка. И работу по переносу электрического заряда легко найти, если мы знаем формулу электрического напряжения.
Ну и раз существует физическая величина, то и существуют приборы, которые позволяют измерить эту физическую величину и давайте с ними познакомимся - этот прибор называется вольтметром.
И давайте посмотрим на некоторые варианты вольтметров.
И по аналогии с правилами подключения амперметра в электрическую цепь, давайте определим правила подключения вольтметра в электрическую цепь.
Мы с вами говорили, что напряжение характеризует электрическое поле между двумя точками электрической цепи. И таким образом, где вольтметр измеряет электрическое напряжение? Между какими двумя точками электрической цепи? Между своими клеммами. Точно так же как амперметр измеряет силу тока, протекающую через него и вольтметр измеряет напряжение электрической цепи между ее двумя точками.
Давайте запишем правила включения вольтметра в электрическую цепь.
- Вольтметр подключается непосредственно к тому устройству электрической цепи у которого необходимо измерить напряжение;
- Вольтметр можно подключать в разрыв электрической цепи без каких-либо других устройств в этой цепи, т.е непосредственно к источнику тока без последствий короткого замыкания для электрической цепи;
- Клемма вольтметра со знаком "плюс" подключается с тем участком цепи, который подключен к положительному полюсу источника тока, клемма со знаком "минус" соединяется стем полюсом источника тока, на котором написан знак "минус".
И давайте посмотрим как проводятся измерения напряжения в электрической цепи с помощью вольтметра.
На этом мы эту лекцию закончим.
Если тебе понравилось, пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.