Най-важното от урока
Ток (I): Поток на заряди. Мери се с амперметър (последователно) в ампери (А).
Напрежение (U): Мярка за енергията на зарядите. Мери се с волтметър (успоредно) във волтове (V).
Закон на Ом: Връзката между трите основни величини: \(U = I \cdot R\). Съпротивлението (R) се мери в омове (Ω).
Мощност (P): Енергията, консумирана за 1 секунда. \(P = U \cdot I\). Мери се във ватове (W).
Напрежение (U): Мярка за енергията на зарядите. Мери се с волтметър (успоредно) във волтове (V).
Закон на Ом: Връзката между трите основни величини: \(U = I \cdot R\). Съпротивлението (R) се мери в омове (Ω).
Мощност (P): Енергията, консумирана за 1 секунда. \(P = U \cdot I\). Мери се във ватове (W).
Електричният ток е насочено движение на електрични заряди. В металите това са свободните електрони.
Посока на тока: Прието е посоката на тока да е от положителния (+) към отрицателния (-) полюс на източника, което е обратно на посоката на движение на електроните.
Мерната единица за ток е ампер (A).
Токът се измерва с уред, наречен амперметър, който се свързва винаги последователно във веригата.
Ако електроните в един проводник се движат отляво надясно, каква е посоката на тока?
Отговор: Посоката на тока е обратна на тази на електроните, следователно ще бъде отдясно наляво.
Електричното напрежение е мярка за енергията, която електричните заряди отдават, преминавайки през даден консуматор (например лампа).
Мерната единица за напрежение е волт (V).
Напрежението се измерва с уред, наречен волтметър, който се свързва винаги успоредно на консуматора.
Как трябва да свържете волтметър, за да измерите напрежението на батерия?
Отговор: Успоредно, като свържете изводите на волтметъра към двата полюса на батерията.
Съпротивлението (R) е физична величина, която показва свойството на проводниците да се съпротивляват на протичането на електричен ток.
Мерната единица за съпротивление е ом (Ω).
Закон на Ом: Токът (I) през един проводник е правопропорционален на приложеното напрежение (U) и обратнопропорционален на съпротивлението (R) му.
\[ I = \frac{U}{R} \quad \text{или} \quad U = I \cdot R \quad \text{или} \quad R = \frac{U}{I} \]
Където: U е напрежение, I е ток, R е съпротивление.
Ако през резистор със съпротивление \(R = 5\) Ω е приложено напрежение \(U = 10\) V, токът през него ще бъде:
\[ I = \frac{U}{R} = \frac{10 \text{ V}}{5 \text{ Ω}} = 2 \text{ A} \]
През лампа тече ток \(I = 0.5\) A, а напрежението върху нея е \(U = 12\) V. Намерете нейното съпротивление.
Решение: \( R = \frac{U}{I} = \frac{12 \text{ V}}{0.5 \text{ A}} = 24 \text{ Ω} \)
Мощността на тока (P) показва каква енергия преобразува консуматорът за единица време (1 секунда).
Мерната единица за мощност е ват (W).
\[ P = U \cdot I \]
Мощността е равна на произведението от напрежението и тока.
Електричната енергия (E) е енергията, консумирана от уред за определено време.
Мерната единица за енергия е джаул (J). В практиката се използва киловатчас (kWh).
\[ E = P \cdot t \]
Енергията е равна на произведението от мощността и времето.
Електрическа кана работи с напрежение 220 V и през нея тече ток 5 A. Каква е нейната мощност?
Решение: \( P = U \cdot I = 220 \text{ V} \cdot 5 \text{ A} = 1100 \text{ W} = 1.1 \text{ kW} \)
Задачи за упражнение
Лесна: Намерете напрежението върху резистор със съпротивление 20 Ω, ако през него тече ток 3 A.
Прилагаме закона на Ом: \(U = I \cdot R\).
\(U = 3 \text{ A} \cdot 20 \text{ Ω} = 60 \text{ V}\)
Отговор: Напрежението е 60 V.
\(U = 3 \text{ A} \cdot 20 \text{ Ω} = 60 \text{ V}\)
Отговор: Напрежението е 60 V.
Средна: Електрическа лампа има мощност 75 W и е предназначена за напрежение 220 V. Намерете тока, който протича през нея, и нейното съпротивление.
1. Намираме тока от формулата за мощност \(P = U \cdot I\):
\[ I = \frac{P}{U} = \frac{75 \text{ W}}{220 \text{ V}} \approx 0.34 \text{ A} \]
2. Намираме съпротивлението от закона на Ом \(R = U/I\):
\[ R = \frac{220 \text{ V}}{0.34 \text{ A}} \approx 647 \text{ Ω} \]
Отговор: Токът е приблизително 0.34 A, а съпротивлението е приблизително 647 Ω.
Трудна: Нагревател със съпротивление 44 Ω работи в продължение на 30 минути, свързан към електрическата мрежа (220 V). Каква енергия ще консумира в киловатчаса (kWh)?
1. Първо намираме тока по закона на Ом:
\[ I = \frac{U}{R} = \frac{220 \text{ V}}{44 \text{ Ω}} = 5 \text{ A} \]
2. След това намираме мощността:
\[ P = U \cdot I = 220 \text{ V} \cdot 5 \text{ A} = 1100 \text{ W} = 1.1 \text{ kW} \]
3. Преобразуваме времето в часове: 30 минути = 0.5 часа.
4. Накрая изчисляваме енергията:
\[ E = P \cdot t = 1.1 \text{ kW} \cdot 0.5 \text{ h} = 0.55 \text{ kWh} \]
Отговор: Нагревателят ще консумира 0.55 kWh енергия.
