Diapositive 2

Le courant électrique est le mouvement ordonné de particules chargées. Pour obtenir du courant électrique dans un conducteur, il est nécessaire d'y créer un champ électrique. Sous l'influence de ce champ, les particules chargées qui peuvent se déplacer librement dans ce conducteur commenceront à se déplacer dans le sens de l'action des forces électriques sur elles. Un courant électrique apparaît. Pour qu'un courant électrique existe pendant une longue période dans un conducteur, il est nécessaire d'y maintenir un champ électrique pendant tout ce temps. Un champ électrique dans les conducteurs est créé et peut être maintenu longtemps par des sources de courant électrique.

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Pôles sources de courant

Il existe différentes sources de courant, mais dans chacune d’elles, un travail est effectué pour séparer les particules chargées positivement et négativement. Les particules séparées s'accumulent aux pôles de la source de courant. C'est le nom des endroits auxquels les conducteurs sont connectés à l'aide de bornes ou de pinces. Un pôle de la source de courant est chargé positivement et l'autre négativement.

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Sources actuelles

Dans les sources de courant, lors du processus de séparation des particules chargées, le travail mécanique est converti en travail électrique. Par exemple, dans une machine électrophore (voir figure), l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique

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Circuit électrique et ses composants

Pour utiliser l’énergie du courant électrique, vous devez d’abord disposer d’une source de courant. Les moteurs électriques, les lampes, les tuiles, toutes sortes d'appareils électroménagers sont appelés récepteurs ou consommateurs d'énergie électrique.

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Symboles utilisés dans les diagrammes

L'énergie électrique doit être délivrée au récepteur. Pour ce faire, le récepteur est relié à une source d'énergie électrique par des fils. Pour allumer et éteindre les récepteurs au bon moment, des touches, des interrupteurs, des boutons et des interrupteurs sont utilisés. La source de courant, les récepteurs, les dispositifs de fermeture reliés entre eux par des fils constituent le circuit électrique le plus simple. Pour qu'il y ait du courant dans le circuit, il doit être fermé. Si le fil se casse à un endroit, le courant dans le circuit s'arrêtera. .

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Schème

Les dessins montrant les méthodes de connexion d'appareils électriques dans un circuit sont appelés diagrammes. La figure a) montre un exemple de circuit électrique.

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Courant électrique dans les métaux

Le courant électrique dans les métaux est le mouvement ordonné des électrons libres. Les expériences des physiciens de notre pays L.I. Mendelshtam et N.D. Papaleksi (voir figure), ainsi que les physiciens américains B. Stewart et Robert Tolman.

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Nœuds de treillis métalliques

Les ions positifs sont situés aux nœuds du réseau cristallin métallique et les électrons libres se déplacent dans l'espace qui les sépare, c'est-à-dire sans être associés aux noyaux de leurs atomes (voir figure). La charge négative de tous les électrons libres est égale en valeur absolue à la charge positive de tous les ions du réseau. Par conséquent, dans des conditions normales, le métal est électriquement neutre.

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Mouvement électronique

Lorsqu'un champ électrique est créé dans un métal, il agit sur les électrons avec une certaine force et provoque une accélération dans la direction opposée à la direction du vecteur d'intensité du champ. Par conséquent, dans un champ électrique, les électrons se déplaçant de manière aléatoire sont déplacés dans une direction, c'est-à-dire se déplacer de manière ordonnée.

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Le mouvement des électrons rappelle en partie la dérive des banquises lors de la dérive des glaces...

Quand ils se déplacent au hasard et se heurtent les uns aux autres, dérivent le long de la rivière. Le mouvement ordonné des électrons de conduction constitue le courant électrique dans les métaux.

Diapositive 12

Action du courant électrique.

On ne peut juger de la présence de courant électrique dans un circuit que par les différents phénomènes que provoque le courant électrique. De tels phénomènes sont appelés actions actuelles. Certaines de ces actions sont faciles à observer expérimentalement.

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Effet thermique du courant...

...peut être observé, par exemple, en connectant un fil de fer ou de nickel aux pôles d'une source de courant. Dans le même temps, le fil chauffe et, s'étant allongé, s'affaisse légèrement. Il peut même être brûlant. Dans les lampes électriques, par exemple, un mince fil de tungstène est chauffé par le courant et produit une lueur vive.

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L'effet chimique du courant...

... c'est que dans certaines solutions acides, lorsqu'un courant électrique les traverse, on observe un dégagement de substances. Les substances contenues dans la solution se déposent sur des électrodes immergées dans cette solution. Par exemple, lorsque le courant traverse une solution de sulfate de cuivre, du cuivre pur sera libéré au niveau d’une électrode chargée négativement. Ceci est utilisé pour obtenir des métaux purs.

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Effet magnétique du courant...

... peut également être observé expérimentalement. Pour ce faire, un fil de cuivre recouvert d'un matériau isolant doit être enroulé autour d'un clou en fer et les extrémités du fil doivent être connectées à une source de courant. Lorsque le circuit est fermé, le clou devient un aimant et attire les petits objets en fer : clous, limaille de fer, limaille. Avec la disparition du courant dans le bobinage, le clou est démagnétisé.

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Considérons maintenant l'interaction entre un conducteur porteur de courant et un aimant.

La photo montre un petit cadre suspendu à des fils, sur lequel sont enroulés plusieurs tours de fil de cuivre fin. Les extrémités du bobinage sont reliées aux pôles de la source de courant. Par conséquent, il y a un courant électrique dans le bobinage, mais le cadre reste immobile. Si le cadre est maintenant placé entre les pôles de l’aimant, il commencera à tourner.

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Direction du courant électrique.

Puisque dans la plupart des cas nous avons affaire à du courant électrique dans les métaux, il serait raisonnable de prendre la direction du mouvement des électrons dans le champ électrique comme direction du courant dans le circuit, c'est-à-dire supposons que le courant soit dirigé du pôle négatif de la source vers le positif. La direction du courant était classiquement considérée comme la direction dans laquelle les charges positives se déplacent dans le conducteur, c'est-à-dire direction du pôle positif de la source de courant vers le pôle négatif. Ceci est pris en compte dans toutes les règles et lois du courant électrique.

Diapositive 18

Intensité du courant.Unités de l'intensité du courant.

La charge électrique traversant la section transversale du conducteur en 1 s détermine l'intensité du courant dans le circuit. Cela signifie que l'intensité du courant est égale au rapport de la charge électrique q traversant la section transversale du conducteur au temps de son passage t. Où je suis la force actuelle.

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Expérience sur l'interaction de deux conducteurs avec le courant.

Lors de la Conférence internationale des poids et mesures en 1948, il fut décidé de fonder la définition de l'unité de courant sur le phénomène d'interaction de deux conducteurs avec le courant. Faisons d'abord connaissance expérimentalement de ce phénomène...

Diapositive 20

Expérience

La figure montre deux conducteurs droits flexibles situés parallèlement l'un à l'autre. Les deux conducteurs sont connectés à une source de courant. Lorsqu'un circuit est fermé, le courant circule à travers les conducteurs, ce qui entraîne leur interaction - ils s'attirent ou se repoussent, selon la direction des courants qui y circulent. La force d'interaction entre les conducteurs et le courant peut être mesurée ; elle dépend de la longueur du conducteur, de la distance qui les sépare, de l'environnement dans lequel se trouvent les conducteurs et de l'intensité du courant dans les conducteurs.

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Unités de courant.

L'unité de courant est le courant auquel des sections de tels conducteurs parallèles de 1 m de long interagissent avec une force de 0,0000002 N. Cette unité de courant est appelée ampère (A), car elle porte le nom du scientifique français André Ampère.

Lors de la mesure du courant, l'ampèremètre est connecté en série avec l'appareil dans lequel le courant est mesuré. Dans un circuit constitué d'une source de courant et d'une série de conducteurs connectés de manière à ce que l'extrémité d'un conducteur soit connectée au début d'un autre, l'intensité du courant dans toutes les sections est la même.

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L'intensité du courant est une caractéristique très importante d'un circuit électrique. Ceux qui travaillent avec des circuits électriques doivent savoir qu'un courant allant jusqu'à 1 Ma est considéré comme sans danger pour le corps humain. Une intensité de courant supérieure à 100 Ma entraîne de graves dommages corporels.

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Légendes des diapositives :

Courant électrique continu

Le courant électrique est le mouvement ordonné (dirigé) de particules chargées.

Le courant électrique est le mouvement ordonné de particules chargées. Pour l'existence du courant électrique, les conditions suivantes sont nécessaires : ​​La présence de charges électriques libres dans le conducteur ; La présence d'un champ électrique externe pour le conducteur.

L'intensité du courant est égale au rapport de la charge électrique q traversant la section transversale du conducteur au temps de son passage t. je= Je - intensité du courant (A) q- charge électrique (C) t- temps (s) g t

Unité actuelle -7

Ampère André Marie Né le 22 janvier 1775 à Polemiers près de Lyon dans une famille aristocratique. Il a reçu une éducation à domicile et s'est engagé dans des recherches sur la relation entre l'électricité et le magnétisme (Ampère appelait cette gamme de phénomènes électrodynamiques). Par la suite, il développa la théorie du magnétisme. Ampère meurt à Marseille le 10 juin 1836.

Ampèremètre L'ampèremètre est un appareil permettant de mesurer le courant. L'ampèremètre est connecté en série avec l'appareil dans lequel le courant est mesuré.

APPLICATION DU COURANT ÉLECTRIQUE

Effet biologique du courant

Effet thermique du courant

L’effet chimique du courant électrique a été découvert pour la première fois en 1800.

Effet chimique du courant

Effet magnétique du courant

Effet magnétique du courant

Comparez les expériences réalisées dans les figures. Qu’ont en commun les expériences et en quoi sont-elles différentes ? Une source de courant est un dispositif dans lequel un certain type d’énergie est converti en énergie électrique. Appareils qui séparent les charges, c'est-à-dire créant un champ électrique sont appelés sources de courant.

La première batterie électrique est apparue en 1799. Il a été inventé par le physicien italien Alessandro Volta (1745 - 1827) - physicien, chimiste et physiologiste italien, inventeur d'une source de courant électrique continu. Sa première source de courant, la « colonne voltaïque », a été construite en stricte conformité avec sa théorie de l’électricité « métallique ». Volta a alternativement placé plusieurs dizaines de petits cercles de zinc et d'argent les uns sur les autres, en plaçant entre eux du papier humidifié avec de l'eau salée.

Source de courant mécanique - l'énergie mécanique est convertie en énergie électrique. Jusqu'à la fin du XVIIIe siècle, toutes les sources techniques de courant reposaient sur l'électrification par friction. La plus efficace de ces sources est devenue la machine électrophore (les disques de la machine tournent dans des sens opposés. Du fait du frottement des brosses sur les disques, des charges de signe opposé s'accumulent sur les conducteurs de la machine) Machine électrophore

Source de courant thermique - l'énergie interne est convertie en énergie électrique Thermocouple Thermocouple (thermocouple) - deux fils de métaux différents doivent être soudés à une extrémité, puis le point de jonction est chauffé, puis un courant y apparaît. Les charges sont séparées lorsque la jonction est chauffée. Les éléments thermiques sont utilisés dans les capteurs de température et dans les centrales géothermiques comme capteurs de température. Thermocouple

L'énergie lumineuse est convertie en énergie électrique grâce à des panneaux solaires. Photocellule à batterie solaire. Lorsque certaines substances sont éclairées par la lumière, un courant y apparaît ; l'énergie lumineuse est convertie en énergie électrique. Dans cet appareil, les charges sont séparées sous l’influence de la lumière. Les batteries solaires sont fabriquées à partir de photocellules. Ils sont utilisés dans les batteries solaires, les capteurs de lumière, les calculatrices et les caméras vidéo. Photocellule

Générateur électromécanique. Les charges sont séparées en effectuant des travaux mécaniques. Utilisé pour la production d’électricité industrielle. Générateur électromécanique Un générateur (du latin générateur - fabricant) est un appareil, un appareil ou une machine qui produit n'importe quel produit.

Riz. 1 fig. 2 Fig. 3 Quelles sources de courant voyez-vous sur les images ?

Conception d'une cellule galvanique Une cellule galvanique est une source de courant chimique dans laquelle de l'énergie électrique est générée à la suite de la conversion directe de l'énergie chimique par une réaction d'oxydo-réduction.

Une batterie peut être constituée de plusieurs cellules galvaniques.

Une batterie (du latin accumulateur - collecteur) est un dispositif permettant de stocker de l'énergie en vue de son utilisation ultérieure.

Source de courant Méthode de séparation des charges Application Photocellule Action de la lumière Batteries solaires Thermoélément Chauffage des jonctions Mesure de la température Générateur électromécanique Réalisation de travaux mécaniques Production d'électricité industrielle. énergie Cellule galvanique Réaction chimique Lampes de poche, radios Batterie Réaction chimique Voitures Classification des sources de courant

Comment s’appelle le courant électrique ? (Le courant électrique est le mouvement ordonné des particules chargées.) 2. Qu'est-ce qui peut faire bouger les particules chargées de manière ordonnée ? (Champ électrique.) 3. Comment peut-on créer un champ électrique ? (Avec l'aide de l'électrification.) 4. Une étincelle générée dans une machine électrophore peut-elle être appelée courant électrique ? (Oui, puisqu'il y a un mouvement ordonné à court terme de particules chargées ?) Fixation du matériau. Des questions:

5. Quels sont les pôles positifs et négatifs d’une source de courant ? 6. Quelles sources actuelles connaissez-vous ? 7. Un courant électrique se produit-il lorsqu'une bille métallique chargée est mise à la terre ? 8. Les particules chargées se déplacent-elles dans un conducteur lorsque le courant le traverse ? 9. Si vous prenez une pomme de terre ou une pomme et que vous y collez des plaques de cuivre et de zinc. Connectez ensuite une ampoule de 1,5 V à ces plaques. Que ferez-vous? Fixation du matériel. Des questions:

Nous résolvons le problème 5.2 en classe Page 27

Pour l’expérience, vous aurez besoin de : Une serviette en papier durable ; papier d'aluminium alimentaire; ciseaux; pièces de cuivre; sel; eau; deux fils de cuivre isolés ; petite ampoule (1,5 V). Vos actions : Dissoudre un peu de sel dans l'eau ; Coupez soigneusement la serviette en papier et le papier d'aluminium en carrés légèrement plus grands que des pièces de monnaie ; Faire tremper les carrés de papier dans de l'eau salée ; Placez une pile les unes sur les autres : une pièce de cuivre, un morceau de papier aluminium, une autre pièce, et ainsi de suite plusieurs fois. Il devrait y avoir du papier au-dessus de la pile et une pièce de monnaie en bas. Faites glisser l'extrémité protégée d'un fil sous la pile et connectez l'autre extrémité à l'ampoule. Placez une extrémité du deuxième fil au-dessus de la pile et connectez également l'autre à l'ampoule. Ce qui s'est passé? Projet de maison. Fabriquez une batterie.

Ressources et littérature utilisées : Kabardin O.F. Physique, 8e année M. : Prosveshchenie, 2014. Tomiline A.N. Des histoires sur l'électricité. http://ru.wikipedia.org http:// www.disel.r u http:// www.fizika.ru http:// www.edu.doal.ru http:// schools.mari-el.ru http :// www.iro.yar.ru Devoirs : § 5,6,7 page 27, tâche n° 5.1 ; Projet de maison. Fabriquer une batterie (des consignes sont données à chaque élève).

Diapositive 1

Plan de cours 1. Le concept de courant de conduction. Vecteur actuel et intensité du courant. 2. Forme différentielle de la loi d'Ohm. 3. Connexion série et parallèle des conducteurs. 4. La raison de l'apparition d'un champ électrique dans un conducteur, la signification physique du concept de forces extérieures. 5. Dérivation de la loi d'Ohm pour l'ensemble du circuit. 6. Première et deuxième règles de Kirchhoff. 7. Contactez la différence de potentiel. Phénomènes thermoélectriques. 8. Courant électrique dans divers environnements. 9. Courant dans les liquides. Électrolyse. Les lois de Faraday.

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Le courant électrique est le mouvement ordonné des charges électriques. Les porteurs de courant peuvent être des électrons, des ions et des particules chargées. Si un champ électrique est créé dans un conducteur, des charges électriques libres commenceront à se déplacer - un courant apparaît, appelé courant de conduction. Si un corps chargé se déplace dans l’espace, alors le courant est appelé convection. 1. La notion de courant de conduction. Vecteur actuel et intensité du courant

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La direction du courant est généralement considérée comme la direction du mouvement des charges positives. Pour l'apparition et l'existence du courant, il faut : 1. la présence de particules chargées libres ; 2.présence d'un champ électrique dans le conducteur. La principale caractéristique du courant est l'intensité du courant, qui est égale à la quantité de charge traversant la section transversale du conducteur en 1 seconde. Où q est le montant de la redevance ; t – temps de transit des charges ; La force actuelle est une quantité scalaire.

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Le courant électrique sur la surface d'un conducteur peut être réparti de manière inégale, c'est pourquoi, dans certains cas, le concept de densité de courant est utilisé. La densité de courant moyenne est égale au rapport entre l'intensité du courant et la section transversale du conducteur. Où j est le changement de courant ; S – changement de zone.

Diapositive 5


La densité actuelle

Diapositive 6


En 1826, le physicien allemand Ohm établit expérimentalement que l'intensité du courant J dans un conducteur est directement proportionnelle à la tension U entre ses extrémités. Où k est le coefficient de proportionnalité, appelé conductivité électrique ou conductivité ; [k] = [Sm] (Siemens). Cette grandeur est appelée la résistance électrique du conducteur. Loi d'Ohm pour une section d'un circuit électrique qui ne contient pas de source de courant 2. Forme différentielle de la loi d'Ohm

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On exprime à partir de cette formule R La résistance électrique dépend de la forme, de la taille et de la substance du conducteur. La résistance d'un conducteur est directement proportionnelle à sa longueur l et inversement proportionnelle à sa section transversale S Où  caractérise le matériau à partir duquel le conducteur est fabriqué et est appelé la résistivité du conducteur.

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Exprimons  : La résistance du conducteur dépend de la température. À mesure que la température augmente, la résistance augmente. Où R0 est la résistance du conducteur à 0С ; t – température ; – coefficient de résistance à la température (pour le métal  0,04 deg-1). La formule est également valable pour la résistivité, où 0 est la résistivité du conducteur à 0С.

Diapositive 9


À basse température (

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Réorganisons les termes de l'expression Où I/S=j – densité de courant ; 1/= – conductivité spécifique de la substance conductrice ; U/l=E – intensité du champ électrique dans le conducteur. Loi d'Ohm sous forme différentielle.

Diapositive 11


Loi d'Ohm pour une section homogène d'une chaîne. Forme différentielle de la loi d'Ohm.

Diapositive 12

3. Connexion série et parallèle des conducteurs

Connexion en série des conducteurs I=const (selon la loi de conservation de la charge) ; U=U1+U2 Rtot=R1+R2+R3 Rtot=Ri R=N*R1 (Pour N conducteurs identiques) R1 R2 R3

Diapositive 13


Mise en parallèle des conducteurs U=const I=I1+I2+I3 U1=U2=U R1 R2 R3 Pour N conducteurs identiques

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4. La raison de l'apparition du courant électrique dans le conducteur. La signification physique de la notion de forces externes Pour maintenir un courant constant dans un circuit, il est nécessaire de séparer les charges positives et négatives dans la source de courant ; pour cela, des forces d'origine non électrique, appelées forces externes, doivent agir sur le frais gratuits. En raison du champ créé par des forces externes, les charges électriques se déplacent à l'intérieur de la source de courant contre les forces du champ électrostatique.

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De ce fait, une différence de potentiel est maintenue aux extrémités du circuit externe et un courant électrique constant circule dans le circuit. Les forces étrangères provoquent la séparation de charges différentes et maintiennent une différence de potentiel aux extrémités du conducteur. Un champ électrique supplémentaire de forces externes dans un conducteur est créé par des sources de courant (cellules galvaniques, batteries, générateurs électriques).

Diapositive 16


FEM d'une source de courant La quantité physique égale au travail des forces externes pour déplacer une seule charge positive entre les pôles de la source est appelée force électromotrice de la source de courant (FEM).

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Loi d'Ohm pour une section non uniforme d'un circuit

Diapositive 18

5. Dérivation de la loi d'Ohm pour un circuit électrique fermé

Supposons qu'un circuit électrique fermé soit constitué d'une source de courant avec , de résistance interne r et d'une partie externe de résistance R. R est une résistance externe ; r – résistance interne. où est la tension aux bornes de la résistance externe ; A – travailler sur la charge mobile q à l’intérieur de la source de courant, c’est-à-dire travailler sur la résistance interne.

Diapositive 19


Puis puisque, on réécrit l'expression pour  : , Puisque selon la loi d'Ohm pour un circuit électrique fermé ( = IR) IR et Ir sont la chute de tension sur les sections externe et interne du circuit,

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C'est la loi d'Ohm pour un circuit électrique fermé. Dans un circuit électrique fermé, la force électromotrice de la source de courant est égale à la somme des chutes de tension dans toutes les sections du circuit.

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6. Première et deuxième règles de Kirchhoff La première règle de Kirchhoff est la condition pour un courant constant dans le circuit. La somme algébrique de l'intensité du courant dans le nœud de branchement est égale à zéro où n est le nombre de conducteurs ; Ii – courants dans les conducteurs. Les courants approchant du nœud sont considérés comme positifs et les courants quittant le nœud sont considérés comme négatifs. Pour le nœud A, la première règle de Kirchhoff s'écrira :

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Première règle de Kirchhoff Un nœud dans un circuit électrique est le point de convergence d'au moins trois conducteurs. La somme des courants convergeant en un nœud est égale à zéro – première règle de Kirchhoff. La première règle de Kirchhoff est une conséquence de la loi de conservation de la charge : la charge électrique ne peut pas s'accumuler dans un nœud.

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Deuxième règle de Kirchhoff La deuxième règle de Kirchhoff est une conséquence de la loi de conservation de l'énergie. Dans tout circuit fermé d'un circuit électrique dérivé, la somme algébrique Ii de la résistance Ri des sections correspondantes de ce circuit est égale à la somme de la force électromotrice i qui y est appliquée

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Deuxième règle de Kirchhoff

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Pour créer une équation, vous devez sélectionner le sens de parcours (dans le sens horaire ou antihoraire). Tous les courants coïncidant dans la direction du circuit de dérivation sont considérés comme positifs. La FEM des sources de courant est considérée comme positive si elles créent un courant dirigé vers le contournement du circuit. Ainsi, par exemple, la règle de Kirchhoff pour les parties I, II, III : I I1r1 + I1R1 + I2r2 + I2R2 = – 1 –2 II–I2r2 – I2R2 + I3r3 + I3R3= 2 + 3 IIII1r1 + I1R1 + I3r3 + I3R3 = – 1 + 3 Sur la base de ces équations, les circuits sont calculés.

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7. Contactez la différence de potentiel. Phénomènes thermoélectriques Les électrons, qui possèdent la plus grande énergie cinétique, peuvent s'envoler du métal vers l'espace environnant. À la suite de l’émission d’électrons, un « nuage d’électrons » se forme. Il existe un équilibre dynamique entre le gaz électronique présent dans le métal et le « nuage électronique ». Le travail de travail d’un électron est le travail qui doit être effectué pour retirer un électron d’un métal dans un espace sans air. La surface du métal est une double couche électrique, semblable à un condensateur très fin.

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La différence de potentiel entre les plaques du condensateur dépend du travail de sortie de l'électron. Où est la charge électronique ?  – différence de potentiel de contact entre le métal et l'environnement ; A – fonction de travail (électron-volt – E-V). Le travail d'extraction dépend de la nature chimique du métal et de l'état de sa surface (pollution, humidité).

Diapositive 28


Lois de Volta : 1. Lorsque deux conducteurs constitués de métaux différents sont connectés, une différence de potentiel de contact apparaît entre eux, qui dépend uniquement de la composition chimique et de la température. 2. La différence de potentiel entre les extrémités d'un circuit constitué de conducteurs métalliques connectés en série, situés à la même température, ne dépend pas de la composition chimique des conducteurs intermédiaires. Elle est égale à la différence de potentiel de contact qui apparaît lorsque les conducteurs les plus extérieurs sont directement connectés.

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Considérons un circuit fermé constitué de deux conducteurs métalliques 1 et 2. La force électromotrice appliquée à ce circuit est égale à la somme algébrique de tous les sauts de potentiel. Si les températures des couches sont égales, alors =0. Si les températures des couches sont différentes par exemple, alors Où  est une constante caractérisant les propriétés du contact de deux métaux. Dans ce cas, une force thermoélectromotrice apparaît en circuit fermé, directement proportionnelle à la différence de température entre les deux couches.

Diapositive 30


Les phénomènes thermoélectriques dans les métaux sont largement utilisés pour mesurer la température. Pour cela, on utilise des thermoéléments ou thermocouples, qui sont deux fils constitués de divers métaux et alliages. Les extrémités de ces fils sont soudées. Une jonction est placée dans un milieu dont la température T1 doit être mesurée, et la deuxième jonction est placée dans un milieu de température connue constante. Les thermocouples présentent de nombreux avantages par rapport aux thermomètres conventionnels : ils permettent de mesurer des températures dans une large plage allant de dizaines à des milliers de degrés sur l'échelle absolue.

Diapositive 31


Les gaz dans des conditions normales sont des diélectriques R => ∞, constitués d'atomes et de molécules électriquement neutres. Lorsque les gaz sont ionisés, des porteurs de courant électrique (charges positives) apparaissent. Le courant électrique dans les gaz est appelé décharge gazeuse. Pour effectuer une décharge gazeuse, il doit y avoir un champ électrique ou magnétique sur le tube contenant du gaz ionisé.

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L'ionisation du gaz est la désintégration d'un atome neutre en un ion positif et un électron sous l'influence d'un ioniseur (influences externes - fort chauffage, ultraviolets et rayons X, rayonnement radioactif, bombardement d'atomes de gaz (molécules) par des électrons ou des ions rapides ). Ion électron atome neutre

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Une mesure du processus d'ionisation est l'intensité de l'ionisation, mesurée par le nombre de paires de particules de charges opposées apparaissant dans une unité de volume de gaz au cours d'une unité de temps. L'ionisation par impact est la séparation d'un ou plusieurs électrons d'un atome (molécule), provoquée par la collision d'électrons ou d'ions accélérés par un champ électrique lors d'une décharge avec des atomes ou des molécules d'un gaz.

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La recombinaison est la réunion d'un électron avec un ion pour former un atome neutre. Si l’action de l’ioniseur s’arrête, le gaz redevient dialectique. ion électronique

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1. Une décharge de gaz non auto-entretenue est une décharge qui existe uniquement sous l'influence d'ioniseurs externes. Caractéristiques courant-tension d'une décharge gazeuse : à mesure que U augmente, le nombre de particules chargées atteignant l'électrode augmente et le courant augmente jusqu'à I = Ik, auquel toutes les particules chargées atteignent les électrodes. Dans ce cas, U = Uk courant de saturation où e est la charge élémentaire ; N0 est le nombre maximum de paires d'ions monovalents formées dans le volume de gaz en 1 s.

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2. Décharge de gaz auto-entretenue – une décharge dans un gaz qui persiste après que l'ioniseur externe cesse de fonctionner. Maintenu et développé grâce à l'ionisation par impact. Une décharge gazeuse non auto-entretenue devient indépendante à la tension d'allumage Uз. Le processus d’une telle transition est appelé claquage électrique du gaz. Il y a:

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Décharge corona – se produit à haute pression et dans un champ fortement inhomogène avec une grande courbure de la surface, utilisée dans la désinfection des semences agricoles. Décharge luminescente – se produit à basse pression, utilisée dans les tubes lumineux à gaz et les lasers à gaz. Décharge d'étincelles - à P = Ratm et à de grands champs électriques - foudre (courants jusqu'à plusieurs milliers d'ampères, longueur - plusieurs kilomètres). Décharge d'arc - se produit entre des électrodes étroitement espacées (T = 3 000 °C - à pression atmosphérique. Utilisée comme source de lumière dans les projecteurs puissants et dans les équipements de projection.

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Le plasma est un état particulier d'agrégation d'une substance, caractérisé par un degré élevé d'ionisation de ses particules. Le plasma est divisé en : – faiblement ionisé ( – fractions de pour cent – ​​​​couches supérieures de l'atmosphère, ionosphère) ; – partiellement ionisé (plusieurs %) ; – entièrement ionisé (soleil, étoiles chaudes, quelques nuages ​​interstellaires). Le plasma créé artificiellement est utilisé dans les lampes à décharge, les sources d'énergie électrique à plasma et les générateurs magnétodynamiques.

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Phénomènes d'émission : 1. Émission de photoélectrons - l'éjection d'électrons de la surface des métaux dans le vide sous l'influence de la lumière. 2. Émission thermoionique - l'émission d'électrons par des corps solides ou liquides lorsqu'ils sont chauffés. 3. Émission d'électrons secondaires - un contre-flux d'électrons provenant d'une surface bombardée par des électrons dans le vide. Les dispositifs basés sur le phénomène d'émission thermoionique sont appelés tubes électroniques.

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Dans les solides, un électron interagit non seulement avec son propre atome, mais également avec d’autres atomes du réseau cristallin, et les niveaux d’énergie des atomes sont divisés pour former une bande d’énergie. L'énergie de ces électrons peut se situer dans des régions ombrées appelées bandes d'énergie autorisées. Les niveaux discrets sont séparés par des zones de valeurs énergétiques interdites - zones interdites (leur largeur est proportionnelle à la largeur des zones interdites). Les différences dans les propriétés électriques des différents types de solides s'expliquent par : 1) la largeur des lacunes énergétiques ; 2) remplissage différent des bandes d'énergie autorisées avec des électrons

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De nombreux liquides conduisent très mal l’électricité (eau distillée, glycérine, kérosène…). Les solutions aqueuses de sels, d'acides et d'alcalis conduisent bien l'électricité. L'électrolyse est le passage d'un courant à travers un liquide, provoquant la libération des substances qui composent l'électrolyte sur les électrodes. Les électrolytes sont des substances à conductivité ionique. La conductivité ionique est le mouvement ordonné des ions sous l'influence d'un champ électrique. Les ions sont des atomes ou des molécules qui ont perdu ou gagné un ou plusieurs électrons. Les ions positifs sont des cations, les ions négatifs sont des anions.

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Un champ électrique est créé dans le liquide par des électrodes (« + » – anode, « – » – cathode). Les ions positifs (cations) se déplacent vers la cathode, les ions négatifs se déplacent vers l'anode. L'apparition d'ions dans les électrolytes s'explique par la dissociation électrique - la désintégration des molécules d'une substance soluble en ions positifs et négatifs à la suite d'une interaction avec le solvant (Na+Cl- ; H+Cl- ; K+I-.. .). Le degré de dissociation α est le nombre de molécules n0 dissociées en ions par rapport au nombre total de molécules n0. Lors du mouvement thermique des ions, le processus inverse de réunification des ions, appelé recombinaison, se produit également.

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Lois de M. Faraday (1834). 1. La masse de la substance libérée sur l'électrode est directement proportionnelle à la charge électrique q traversant l'électrolyte ou Où k est l'équivalent électrochimique de la substance ; égale à la masse de la substance libérée lorsqu'une quantité unitaire d'électricité traverse l'électrolyte. Où I est le courant continu traversant l'électrolyte.

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Présentation de physique sur le thème : « Courant électrique » Réalisé par : Viktor_Sad Kapustin Lyceum No. 18 ; 10 IVe année Enseignant I.A. Boyarina 1. Informations de base sur le courant électrique 2. Intensité du courant 3. Résistance 4. Tension 5. Loi d'Ohm pour une section d'un circuit 6. Loi d'Ohm pour un circuit complet 7. Connexion d'un ampèremètre et d'un voltmètre 8. Tests

Le courant électrique est le mouvement ordonné de charges électriques libres sous l’influence d’un champ électrique. L'expérience nous aidera à comprendre cela... Au début...

Force actuelle. L'intensité du courant est une grandeur physique qui montre la charge traversant un conducteur par unité de temps. Mathématiquement, cette définition s'écrit sous la forme d'une formule : I - intensité du courant (A) q - charge (C) t - temps (s) Pour mesurer l'intensité du courant, un appareil spécial est utilisé - un ampèremètre. Il est inclus dans le circuit ouvert à l'endroit où l'intensité du courant doit être mesurée. Unité de mesure du courant... Retour en haut...

Résistance. 1. La principale caractéristique électrique d’un conducteur est la résistance. 2. La résistance dépend du matériau du conducteur et de ses dimensions géométriques : R = ? *(?/S), où ? - résistance spécifique du conducteur (valeur dépendant du type de substance et de son état). L'unité de résistivité est 1 Ohm * m. C'est tout en un mot. Maintenant plus en détail... Au début...

Tension. La tension est la différence de potentiel entre 2 points d'un circuit électrique ; dans une section d'un circuit qui ne contient pas de force électromotrice, est égal au produit de l'intensité du courant et de la résistance de la section. U = I * R Au début... Voilà en quelques mots. Maintenant plus de détails...

Loi d'Ohm pour une section d'un circuit : L'intensité du courant dans une section d'un circuit est directement proportionnelle à la tension aux extrémités du conducteur et inversement proportionnelle à sa résistance. I=U/R Au début... Et pour le prouver ?!

Loi d'Ohm pour un circuit complet : le courant dans un circuit complet est égal au rapport entre la force électromotrice du circuit et sa résistance totale. Je = ? / (R + r), où ? – EMF, et (R + r) – résistance totale du circuit (la somme des résistances des sections externe et interne du circuit). Retour en haut... Plus de détails...

Connexion d'un ampèremètre et d'un voltmètre : L'ampèremètre est connecté en série avec le conducteur dans lequel le courant est mesuré. Le voltmètre est connecté en parallèle au conducteur sur lequel la tension est mesurée. R R Au début...

Une expérience expliquant la détermination du courant électrique : Deux électromètres à grosses billes sont placés à une certaine distance l'un de l'autre. L'un d'eux est électrifié avec un bâton chargé, visible par la déviation de la flèche. Ensuite, ils prennent le conducteur par la poignée isolante, au milieu de laquelle est soudée une ampoule au néon. Connectez une boule électrifiée avec une autre non électrifiée. La lumière clignote un instant. Sur la base des déviations des flèches sur les électromètres, ils arrivent à la conclusion : la boule de gauche perd une partie de sa charge, et celle de droite acquiert la même charge. Expliquez... Retour en haut...

Pensons à ce qui se passe dans cette expérience : puisque la charge d'une boule a diminué et la charge de l'autre a augmenté, cela signifie que des charges électriques traversaient le conducteur qui reliait les boules, ce qui était accompagné de la lueur de l'ampoule. Dans ce cas, on dit qu’un courant électrique traverse le conducteur. Qu'est-ce qui fait que les charges se déplacent le long d'un conducteur ? Il ne peut y avoir qu’une seule réponse : un champ électrique. Toute source de courant a deux pôles, un pôle est chargé positivement, l’autre est chargé négativement. Lorsqu'une source de courant fonctionne, un champ électrique se crée entre ses pôles. Lorsqu'un conducteur est connecté à ces pôles, un champ électrique créé par la source de courant y apparaît également. Sous l'influence de ce champ électrique, les charges libres à l'intérieur du conducteur commencent à se déplacer le long du conducteur d'un pôle à l'autre. Un mouvement ordonné de charges électriques se produit. C'est du courant électrique. Si le conducteur est déconnecté de la source de courant, le courant électrique s'arrête. Au début...

L'unité de courant est 1 ampère (1 A = 1 C/s). L'unité de courant est 1 ampère (1 A = 1 C/s). Pour établir cette unité, l'action magnétique du courant est utilisée. Il s’avère que les conducteurs transportant des courants parallèles et de direction identique sont attirés les uns vers les autres. Cette attraction est d’autant plus forte que plus ces conducteurs sont longs et plus la distance qui les sépare est petite. 1 ampère est considéré comme l'intensité d'un courant qui provoque entre deux minces conducteurs parallèles infiniment longs situés dans le vide à une distance de 1 m l'un de l'autre, une attraction d'une force de 0,0000002 N pour chaque mètre de leur longueur. Et à droite vous voyez un ampèremètre : Retour au début...

Assemblons un circuit à partir d'une ampoule et d'une source de courant. Lorsque le circuit est fermé, la lumière s’allume bien entendu. Connectons maintenant un morceau de fil d'acier à la chaîne. La lumière deviendra plus faible. Remplaçons maintenant le fil d'acier par du fil de nickel. L’intensité du filament de l’ampoule diminuera encore. Autrement dit, on observe un affaiblissement de l’effet thermique du courant ou une diminution de la puissance du courant. La conclusion découle de l'expérience : un conducteur supplémentaire connecté en série au circuit réduit le courant qui y circule. En d’autres termes, le conducteur offre une résistance au courant. Différents conducteurs (morceaux de fil) offrent différentes résistances au courant. Ainsi, la résistance d’un conducteur dépend du type de substance à partir de laquelle le conducteur est fabriqué. Retour en haut... Existe-t-il d'autres raisons qui affectent la résistance des conducteurs ?

Considérez l'expérience représentée sur la figure. Les lettres A et B indiquent les extrémités du mince fil de nickel et la lettre K indique le contact mobile. En le déplaçant le long du fil, on modifie la longueur de la section qui est incluse dans la chaîne (section AK). En déplaçant la broche K vers la gauche, nous verrons que l'ampoule brûlera plus fort. En déplaçant le contact vers la droite, la lumière diminuera. De cette expérience, il résulte qu'une modification de la longueur du conducteur inclus dans le circuit entraîne une modification de sa résistance. Vers le haut... Quels sont les dispositifs permettant de modifier la longueur d'un conducteur ?

Il existe des appareils spéciaux - les rhéostats. Le principe de leur fonctionnement est le même que dans l'expérience avec fil que nous avons envisagée. La seule différence est que pour réduire la taille du rhéostat, le fil est enroulé sur un cylindre en porcelaine fixé dans le corps, et le contact mobile (on dit : « curseur » ou « curseur ») est monté sur une tige métallique, qui sert également de chef d'orchestre. Ainsi, un rhéostat est un appareil électrique dont la résistance peut être modifiée. Les rhéostats sont utilisés pour réguler le courant dans un circuit. Et la troisième raison affectant la résistance d’un conducteur est sa section transversale. À mesure qu'elle augmente, la résistance du conducteur diminue. La résistance des conducteurs change également à mesure que leur température change. Au début...

Le même courant traverse les deux lampes : 0,4 A. Mais la grande lampe brûle plus fort, c'est-à-dire qu'elle fonctionne avec plus de puissance que la petite. Il s'avère que la puissance peut être différente avec la même intensité de courant ? Dans notre cas, la tension créée par le redresseur est inférieure à la tension créée par le réseau électrique de la ville. Par conséquent, lorsque l’intensité du courant est égale, la puissance du courant dans le circuit avec une tension inférieure est moindre. Selon un accord international, l’unité de tension électrique est 1 volt. C'est la tension qui, à un courant de 1 A, crée un courant de 1 W. Au début... Vol - c'est compréhensible. Nous connaissons tous le 220 V, auquel il ne faut pas toucher. Mais comment mesurer ces 220 ?

Pour mesurer la tension, un appareil spécial est utilisé - un voltmètre. Il est toujours connecté parallèlement aux extrémités de la section du circuit sur laquelle la tension doit être mesurée. L'apparence du voltmètre de démonstration scolaire est représentée sur la figure de droite. Au début...

Établissons expérimentalement la dépendance du courant à la tension : la figure montre un circuit électrique constitué d'une source de courant - une batterie, un ampèremètre, une spirale de fil de nickel, une clé et un voltmètre connectés en parallèle à la spirale. Fermez le circuit et notez les lectures de l'instrument. Ensuite, une deuxième batterie du même type est connectée à la première batterie et le circuit est refermé. La tension sur la bobine doublera et l'ampèremètre affichera deux fois le courant. Avec trois batteries, la tension sur la bobine triple et le courant augmente du même montant. Ainsi, l'expérience montre que peu importe le nombre de fois où la tension appliquée au même conducteur augmente, l'intensité du courant dans celui-ci augmente du même montant. En d’autres termes, le courant dans un conducteur est directement proportionnel à la tension aux extrémités du conducteur. Eh bien, alors... Nous pouvons revenir au début...

Pour répondre à la question de savoir comment l'intensité du courant dans un circuit dépend de la résistance, tournons-nous vers l'expérience. La figure montre un circuit électrique dans lequel la source de courant est une batterie. Des conducteurs avec différentes résistances sont inclus à leur tour dans ce circuit. La tension aux extrémités du conducteur est maintenue constante pendant l’expérience. Ceci est surveillé à l’aide des lectures du voltmètre. Le courant dans le circuit est mesuré avec un ampèremètre. Le tableau ci-dessous montre les résultats d'expériences avec trois conducteurs différents : Continuer l'expérience... Retour en haut...

Dans la première expérience, la résistance du conducteur est de 1 Ohm et le courant dans le circuit est de 2 A. La résistance du deuxième conducteur est de 2 Ohms, c'est-à-dire deux fois plus et le courant est deux fois moins fort. Et enfin, dans le troisième cas, la résistance du circuit a augmenté quatre fois et le courant a diminué du même montant. Rappelons que la tension aux extrémités des conducteurs dans les trois expériences était la même, égale à 2 V. En résumant les résultats des expériences, nous arrivons à la conclusion : l'intensité du courant dans le conducteur est inversement proportionnelle à la résistance du conducteur. Exprimons nos deux expériences sous forme de graphiques : Retour en haut...

La section interne du circuit, comme la section externe, offre une certaine résistance au courant qui la traverse. C'est ce qu'on appelle la résistance interne de la source. Par exemple, la résistance interne d'un générateur est due à la résistance des enroulements, et la résistance interne des cellules galvaniques est due à la résistance de l'électrolyte et des électrodes. Considérons le circuit électrique le plus simple, constitué d'une source de courant et d'une résistance dans un circuit externe. La section interne du circuit, située à l'intérieur de la source de courant, ainsi que la section externe, ont une résistance électrique. Nous désignerons la résistance de la section externe du circuit par R, et la résistance de la section interne par r. Au début... Continuons...

Et comment Ohm a dérivé sa loi pour un circuit complet : la force électromotrice dans un circuit fermé est égale à la somme des chutes de tension dans les sections externe et interne. Écrivons, selon la loi d'Ohm, des expressions pour les tensions dans les sections externe et interne. sections internes du circuit. En ajoutant les expressions résultantes et en exprimant à partir de l’intensité du courant d’égalité résultante, nous obtenons une formule reflétant la loi d’Ohm pour le circuit complet. Au début...

Tests : 1. La figure montre l'échelle d'un ampèremètre connecté à un circuit électrique. Quel est le courant dans le circuit ? A. 12 ± 1 A B. 18 ± 2 A C. 14 ± 2 A 2. Un proton vole dans l'espace entre deux barres chargées. Quelle trajectoire suivra-t-il ? A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 3. La jeune fille a mesuré l'intensité du courant dans l'appareil à différentes valeurs de tension à ses bornes. Les résultats des mesures sont présentés dans la figure. Quelle était la valeur la plus probable du courant dans l'appareil à 0 V ? A. 0 mA B. 5 mA D. 10 mA Retour en haut...

La réponse n'est pas correcte... Mauvais tests... Je veux revenir au début... C'est bien sûr triste, mais peut-être pouvons-nous réessayer ?!

Bravo!!! C'est juste!!! Trop facile pour moi... Alors revenons au début... J'adore ce genre de jeu ! Répétons !!!