ҰБТ. Физика пәнінен жауаптар
Электр тогы. Токтың әсерлері.
Электр тогы - электр өрісінің әсерінен зарядталған бөлшектердің реттелген (бағытталған) қозғалысы (токтың бағыты оң зарядтың бағытымен сәйкес).
Электр тогының болу шарты:
еркін зарядталған бөлшектердің болуы
электр өрісінің (өткізгіш ұшында потенциалдар айырымының)
Электр тогының әсері:
Жылулық (тогы бар өткізгіш қызады)
Химиялық (электр тогы өткізгіштің химиялық құрамын өзгертеді)
Магниттік (тогы бар өткізгіштерге және магниттелген денелерге әсер етеді)
4) Физиологиялық (жануарлар бойымен ток өткенде ток бұлшық еттерінің жиырылуын тудырады)
Ток күші I [А] - бірлік уақыт ішінде өткізгіштің көлденең қимасы арқылы өтетін зарядқа тең скаляр шама.
Х.Б. жүйесінде ток күші ампермен өлшенеді. Ампер-негізгі бірліктердің бірі. Оны тәжірибе жүзінде тогы бар екі параллель өткізгіштің өзара әрекеттесу күштері бойынша анықтаған француз ғалымы А.Ампердің құрметіне атаған.
1 ампер - вакуумде бір-бірінен 1 метр қашықтықта орналасқан, көлденең қимасының ауданы өте аз, шексіз ұзын түзу екі өткізгіштің бойымен өтетін тұрақты ток күші. Мұнда 1A ток ұзындығы 1 метр өткізгіштердің әрбір кесіндісіне 2·10-7 Н-ға тең өзара әрекеттесу күшін тудырады.
Өткізгіштегі электр тогы
q0-бір бөлшектің тасымалдайтын заряды,
N -бөлшектер саны, n - бөлшектер шоғыры,
S - өткізгіштің көлденең қимасының ауданы,
υ - бөлшектердің қозғалыс жылдамдығы.
Ескерту: металдарда электр тогын тасымалдаушы - электрондар (элементар бөлшектер), сондықтан q0=e=1,6·10-19 Кл. Олай болса жоғарыдағы жылдамдық мыс өткізгіштен ток өткенде электрондардың реттелген орын ауыстыруының жылдамдығы.
Электр тогын пайдалану үшін электр құралдары деп аталатын құрылғылар керек. Электр құрылғыларды тұтынушылар және өлшеуіш аспаптар деп бөлеміз. Электр тұтынушылар, ток көзі және айырғыштарды өзара тізбектей жалғап электр тізбегін құрастырамыз. Тізбектегі токты амперметр деген құралмен өлшейді. Амперметр тізбектей жалғанады. Ток көзін алу үшін зарядтарды электрлік емес күштердің әсерімен бөлеміз. Зарядтардың бөлінуі дегеніміз - электр өрісін туғызатын бөгде күштердің кулондық күштерге қарсы атқарған жұмысы. Ток көзінің энергетикалық сипаттамасы болып табылатын электр қозғаушы күші деп бөгде күштер жұмысының орын ауыстыратын электр зарядына қатынасына тең шаманы айтады:
Х.Б. жүйесінде э. қ. к.- ші итальяндық ғалым А. Вольтаның құрметіне 1 Вольт (В) деп аталатын өлшем бірлікпен өлшенеді. Тізбектің берілген бөлігіндегі заряд бірлігінің орын ауыстыруы үшін электр өрісінің атқарған жұмысын анықтайтын физикалық шаманы осы бөліктің электр кернеуі деп атайды:
Егер өткізгіш бойымен 1 Кл заряд орын ауыстырғанда, 1 Дж-ге тең жұмыс істелсе, онда тізбек бөлігіндегі электр кернеуі 1 В-қа тең болады. Электр кернеуді өлшеу үшін вольтметрді өткізгіштің ұштарына параллель жалғайды.
5 Кл заряд тасымалданғанда ЭҚК-і 12 B ток көзінде бөгде күштердің атқарған жұмысы
Көлденең қима ауданы 10 мм2, мыс өткізгіш арқылы 3,2 А ток жүреді. Еркін электрондардың концентрациясы 2·1028 м-3 болса, өткізгіштердегі электрондардың жылдамдығы (е=1,6·10-19 Кл)
Прибордың орамдары арқылы өтетін ток күші 5 мА. Прибор арқылы 1 сағатта өтетін заряд мөлшері
Ток күші I=32 мкА болғанда 1 нс уақыт аралығында өткізгіштің көлденең қимасы арқылы өтетін электрондардың саны (q=1,6·10-19 Кл)
