Най-важното от урока
Електричен ток: Насочено движение на заряди. \(I = q/t\). Измерва се с амперметър (свързва се последователно).
Електрично напрежение: Мярка за енергията на зарядите. \(U = A/q\). Измерва се с волтметър (свързва се успоредно).
Последователно свързване: Токът е еднакъв (\(I = I_1 = I_2\)), напреженията се събират (\(U = U_1 + U_2\)).
Успоредно свързване: Напрежението е еднакво (\(U = U_1 = U_2\)), токовете се събират (\(I = I_1 + I_2\)).
Електрично напрежение: Мярка за енергията на зарядите. \(U = A/q\). Измерва се с волтметър (свързва се успоредно).
Последователно свързване: Токът е еднакъв (\(I = I_1 = I_2\)), напреженията се събират (\(U = U_1 + U_2\)).
Успоредно свързване: Напрежението е еднакво (\(U = U_1 = U_2\)), токовете се събират (\(I = I_1 + I_2\)).
Електричен ток е насоченото движение на електрични заряди (например свободни електрони в металите).
\[ I = \frac{q}{t} \]
Където \(I\) е силата на тока, \(q\) е преминалият заряд, а \(t\) е времето.
Мерната единица за ток е ампер (A).
Посоката на тока по споразумение е противоположна на посоката на движение на електроните.
Ако през напречното сечение на проводник за 2 секунди премине заряд от 10 кулона, токът е:
\[ I = \frac{10 \text{ C}}{2 \text{ s}} = 5 \text{ A} \]
Какъв заряд ще премине през крушка за 5 секунди, ако токът през нея е 0.5 A?
От формулата \( I = \frac{q}{t} \) изразяваме заряда \( q = I \cdot t \).
\( q = 0.5 \text{ A} \cdot 5 \text{ s} = 2.5 \text{ C} \).
\( q = 0.5 \text{ A} \cdot 5 \text{ s} = 2.5 \text{ C} \).
Електрично напрежение е физична величина, която е мярка за енергията, която електричните заряди отдават, преминавайки през консуматор.
\[ U = \frac{A}{q} \]
Където \(U\) е напрежението, \(A\) е работата, извършена от електричните сили (отдадената енергия), а \(q\) е пренесеният заряд.
Мерната единица за напрежение е волт (V).
Ако при преминаване на заряд от 2 C през резистор се отделя енергия 12 J, напрежението върху резистора е:
\[ U = \frac{12 \text{ J}}{2 \text{ C}} = 6 \text{ V} \]
Каква работа извършват електричните сили при преминаване на заряд от 4 C през консуматор с напрежение 9 V?
От формулата \( U = \frac{A}{q} \) изразяваме работата \( A = U \cdot q \).
\( A = 9 \text{ V} \cdot 4 \text{ C} = 36 \text{ J} \).
\( A = 9 \text{ V} \cdot 4 \text{ C} = 36 \text{ J} \).
Амперметърът измерва силата на тока и винаги се свързва последователно на консуматора, чийто ток измерваме.
Волтметърът измерва напрежението и винаги се свързва успоредно на консуматора, чието напрежение измерваме.
Искате да измерите напрежението върху батерия. Как трябва да свържете волтметъра?
Волтметърът трябва да се свърже успоредно на батерията, т.е. единият му извод към положителния полюс, а другият - към отрицателния.
При последователно свързване консуматорите са свързани един след друг, като образуват единствен път за тока.
Токът през всички консуматори е еднакъв:
\[ I = I_1 = I_2 = \dots \]
Общото напрежение е сума от напреженията върху отделните консуматори:
\[ U = U_1 + U_2 + \dots \]
Две лампи са свързани последователно към батерия с напрежение 9 V. Ако напрежението върху първата лампа е 4 V, то напрежението върху втората е \( U_2 = U - U_1 = 9 \text{ V} - 4 \text{ V} = 5 \text{ V} \).
Три резистора са свързани последователно. Напреженията върху тях са 2 V, 3 V и 5 V. Какво е напрежението на източника?
\( U = U_1 + U_2 + U_3 = 2 \text{ V} + 3 \text{ V} + 5 \text{ V} = 10 \text{ V} \).
При успоредно свързване консуматорите са свързани така, че краищата им са свързани към едни и същи две точки от веригата.
Напрежението върху всички консуматори е еднакво:
\[ U = U_1 = U_2 = \dots \]
Общият ток в неразклонената част на веригата е сума от токовете в отделните клонове:
\[ I = I_1 + I_2 + \dots \]
Две лампи са свързани успоредно към източник. Токът през първата лампа е 0.2 A, а през втората е 0.3 A. Общият ток, който източникът осигурява, е \( I = I_1 + I_2 = 0.2 \text{ A} + 0.3 \text{ A} = 0.5 \text{ A} \).
Два резистора са свързани успоредно към батерия 12 V. Какво е напрежението върху всеки от тях?
При успоредно свързване напрежението е еднакво за всички консуматори. Следователно напрежението върху всеки резистор е 12 V.
Задачи за упражнение
Лесна: Напрежението върху една лампа е 3 V, а токът през нея е 0.5 A. Каква енергия отдава лампата за 10 секунди?
1. Намираме заряда: \( q = I \cdot t = 0.5 \text{ A} \cdot 10 \text{ s} = 5 \text{ C} \).
2. Намираме енергията (работата): \( A = U \cdot q = 3 \text{ V} \cdot 5 \text{ C} = 15 \text{ J} \).
Отговор: 15 J.
2. Намираме енергията (работата): \( A = U \cdot q = 3 \text{ V} \cdot 5 \text{ C} = 15 \text{ J} \).
Отговор: 15 J.
Средна: Две лампи с напрежения съответно 4 V и 8 V са свързани последователно. Токът във веригата е 0.2 A. Какво е напрежението на източника и какъв е токът през всяка лампа?
При последователно свързване токът е еднакъв навсякъде: \( I_1 = I_2 = I = 0.2 \text{ A} \).
Общото напрежение е сума от отделните напрежения: \( U = U_1 + U_2 = 4 \text{ V} + 8 \text{ V} = 12 \text{ V} \).
Отговор: Напрежението на източника е 12 V, а токът през всяка лампа е 0.2 A.
Общото напрежение е сума от отделните напрежения: \( U = U_1 + U_2 = 4 \text{ V} + 8 \text{ V} = 12 \text{ V} \).
Отговор: Напрежението на източника е 12 V, а токът през всяка лампа е 0.2 A.
Трудна: В неразклонената част на една верига амперметър измерва ток 1.2 A. Веригата се разклонява на три успоредни клона. Токът в първия клон е 0.5 A, а във втория е 0.4 A. Какъв е токът в третия клон? Ако напрежението на източника е 6 V, какво е напрежението върху всеки от консуматорите в трите клона?
1. За успоредно свързване общият ток е сума от токовете в клоновете: \( I = I_1 + I_2 + I_3 \).
\( 1.2 \text{ A} = 0.5 \text{ A} + 0.4 \text{ A} + I_3 \).
\( I_3 = 1.2 \text{ A} - 0.9 \text{ A} = 0.3 \text{ A} \).
2. При успоредно свързване напрежението е еднакво за всички клонове и е равно на напрежението на източника.
\( U_1 = U_2 = U_3 = U = 6 \text{ V} \).
Отговор: Токът в третия клон е 0.3 A, а напрежението върху всеки консуматор е 6 V.
\( 1.2 \text{ A} = 0.5 \text{ A} + 0.4 \text{ A} + I_3 \).
\( I_3 = 1.2 \text{ A} - 0.9 \text{ A} = 0.3 \text{ A} \).
2. При успоредно свързване напрежението е еднакво за всички клонове и е равно на напрежението на източника.
\( U_1 = U_2 = U_3 = U = 6 \text{ V} \).
Отговор: Токът в третия клон е 0.3 A, а напрежението върху всеки консуматор е 6 V.
