Šta je aktuelno. Ohmov zakon

Električna struja su nabijene čestice koje se mogu kretati na uredan način u bilo kojem vodiču. Ovo kretanje se dešava pod uticajem električnog polja. Pojava električnih naboja događa se gotovo konstantno. Ovo je posebno izraženo kada su različite supstance u kontaktu jedna s drugom.

Ako je moguće potpuno slobodno kretanje naboja jedno u odnosu na drugo, onda su ove tvari provodnici. Kada takvo kretanje nije moguće, ova kategorija tvari se smatra izolatorima. U provodnike spadaju svi metali različitog stepena provodljivosti, kao i rastvori hlorovodonične i kisele kiseline. Izolatori mogu biti prirodne tvari u obliku ebonita, ćilibara, raznih plinova i kvarca. Mogu biti umjetnog porijekla, na primjer, PVC, polietilen i drugi.

Vrijednosti električne struje

Kao fizička veličina, struja se može mjeriti svojim osnovnim parametrima. Prema rezultatima mjerenja utvrđuje se mogućnost korištenja električne energije na određenom području.

Postoje dvije vrste električne struje - jednosmjerna i naizmjenična. Prvi uvijek ostaje nepromijenjen u vremenu i smjeru, au drugom slučaju dolazi do promjena ovih parametara u određenom vremenskom periodu.

Električna struja se sada koristi u svakoj zgradi, znajući trenutne karakteristike u električnoj mreži kod kuće, uvijek treba imati na umu da je opasna po život.

Električna struja je efekat usmjerenog kretanja električnih naboja (u plinovima - joni i elektroni, u metalima - elektroni), pod utjecajem električnog polja.

Kretanje pozitivnih naelektrisanja duž polja je ekvivalentno kretanju negativnih naelektrisanja prema polju.

Obično se smjer električnog naboja uzima kao smjer pozitivnog naboja.

• strujna snaga;
• voltaža;
• jačina struje;
• strujni otpor.

Trenutna snaga.

Snaga električne struje je odnos obavljenog rada struje i vremena tokom kojeg je ovaj rad obavljen.

Snaga koju električna struja razvija u dijelu kola direktno je proporcionalna veličini struje i napona u ovom dijelu. Snaga (električni-tri-če-sky i me-ha-no-che-sky) od-me-rya-et-xia u vatima (W).

Trenutna snaga ne zavisi od vremena pro-the-ka-niya električne-tri-che-th struje u kolu, već definiše-de-la-is-sya kao pro-of-ve-de-ne napon prema jačini struje.

voltaža.

Električni napon je vrijednost koja pokazuje koliki je rad električno polje izvršilo pri pomicanju naboja s jedne tačke na drugu. U ovom slučaju, napon u različitim dijelovima kruga bit će različit.

Na primjer: napon na dijelu prazne žice bit će vrlo mali, a napon na dijelu s bilo kojim opterećenjem bit će mnogo veći, a veličina napona ovisit će o količini posla koji struja obavi. Izmjerite napon u voltima (1 V). Za određivanje napona postoji formula: U \u003d A / q, gdje je

• U - napon,
• A je rad koji vrši struja da pomjeri naboj q do određenog dijela kola.

Snaga struje.

jačina struje naziva se broj naelektrisanih čestica koje prolaze kroz poprečni presek provodnika.

A-prioritet jačina struje direktno proporcionalno naponu i obrnuto proporcionalno otporu.

Jačina električne struje mjereno instrumentom koji se zove ampermetar. Količina električne struje (količina prenesenog naboja) mjeri se u amperima. Da bi se povećao raspon oznaka za jedinicu promjene, postoje prefiksi višestrukosti kao što su mikro-mikroamper (μA), milje - miliamper (mA). Ostali prefiksi se ne koriste u svakodnevnom životu. Na primjer: kažu i pišu "deset hiljada ampera", ali nikada ne kažu ili napišu 10 kiloampera. Takve vrijednosti se ne koriste u svakodnevnom životu. Isto se može reći i za nanoampere. Obično kažu i pišu 1 × 10-9 Ampera.

strujni otpor.

električni otpor naziva se fizička veličina koja karakteriše svojstva provodnika koja sprečavaju prolaz električne struje i jednaka je odnosu napona na krajevima vodiča i jačine struje koja kroz njega teče.

Otpor za krugove naizmjenične struje i za naizmjenična elektromagnetna polja opisan je u smislu impedanse i valnog otpora. strujni otpor(često se označava slovom R ili r) smatra se otporom struje, unutar određenih granica, konstantnom vrijednošću za dati provodnik. Ispod električni otpor razumjeti omjer napona na krajevima provodnika i jačine struje koja teče kroz provodnik.

Uslovi za pojavu električne struje u provodnom mediju:

1) prisustvo slobodnih naelektrisanih čestica;

2) ako postoji električno polje (postoji razlika potencijala između dvije tačke provodnika).

Vrste utjecaja električne struje na provodljivi materijal.

1) hemijski - promena hemijskog sastava provodnika (nastaje uglavnom u elektrolitima);

2) termička - zagreva se materijal kroz koji protiče struja (ovaj efekat je odsutan u supraprovodnicima);

3) magnetni - pojava magnetnog polja (javlja se u svim provodnicima).

Glavne karakteristike struje.

1. Jačina struje se označava slovom I - jednaka je količini električne energije Q koja prolazi kroz provodnik u vremenu t.

I=Q/t

Jačinu struje određuje ampermetar.

Napon se određuje voltmetrom.

3. Otpor R provodnog materijala.

Otpor zavisi od:

a) na poprečni presek provodnika S, na njegovu dužinu l i materijal (označen specifičnim otporom provodnika ρ);

R=pl/S

b) na temperaturi t°S (ili T): R = R0 (1 + αt),

• gdje je R0 otpor provodnika na 0°S,
• α - temperaturni koeficijent otpora;

c) da bi se postigli različiti efekti, provodnici se mogu povezati i paralelno i serijski.

Tabela trenutnih karakteristika.

Compound	Sekvencijalno	Paralelno
Očuvana vrijednost	I 1 \u003d I 2 \u003d ... \u003d I n I \u003d const	U 1 \u003d U 2 \u003d ... U n U \u003d const
Ukupna vrijednost	voltaža e=Ast/q Vrijednost jednaka utrošenom radu vanjskih sila za pomicanje pozitivnog naboja duž cijelog kola, uključujući izvor struje, do naboja, naziva se elektromotorna sila izvora struje (EMF): e=Ast/q Trenutne karakteristike moraju biti poznate prilikom popravke električne opreme.

Struja

To kategorija:

Operateri kranova i remeni

Struja

Šta se zove električna struja?

Uređeno (usmjereno) kretanje nabijenih čestica naziva se električna struja. Štaviše, električna struja, čija se snaga ne mijenja s vremenom, naziva se konstantnom. Ako se smjer kretanja struje mijenja i mijenja. po veličini i smjeru se ponavljaju u istom nizu, tada se takva struja naziva naizmjenična.

Šta uzrokuje i održava uređeno kretanje nabijenih čestica?

Uzrokuje i održava uredno kretanje nabijenih čestica električnog polja. Da li električna struja ima određeni smjer?
Ima. Smjer električne struje uzima se kao kretanje pozitivno nabijenih čestica.

Da li je moguće direktno posmatrati kretanje naelektrisanih čestica u provodniku?

br. Ali prisutnost električne struje može se suditi prema radnjama i pojavama s kojima je praćena. Na primjer, provodnik duž kojeg se kreću nabijene čestice se zagrijava, a u prostoru koji okružuje provodnik nastaje magnetsko polje i magnetska igla u blizini vodiča sa električnom strujom se okreće. Osim toga, struja koja prolazi kroz plinove uzrokuje njihov sjaj, a prolazeći kroz otopine soli, lužina i kiselina, razlaže ih na sastavne dijelove.

Šta određuje jačinu električne struje?

Jačina električne struje određena je količinom električne energije koja prolazi kroz poprečni presjek vodiča u jedinici vremena.
Da bi se odredila jačina struje u strujnom kolu, potrebno je podijeliti količinu struje koja teče s vremenom tokom kojeg je tekla.

Koja je jedinica struje?

Jedinicom jačine struje uzima se jačina nepromjenljive struje koja bi, prolazeći kroz dva paralelna pravolinijska vodiča beskonačne dužine ravnomjernog malog poprečnog presjeka, smještena na udaljenosti od 1 m jedan od drugog u vakuumu, izazvala sila između ovih provodnika jednaka 2 njutna po metru. Ova jedinica je nazvana Amper u čast francuskog naučnika Ampera.

Koja je jedinica za količinu električne energije?

Kulon (Ku) se uzima kao jedinica električne energije, koja prođe u jednoj sekundi pri jakosti struje od 1 Amper (A).

Koji instrument se koristi za mjerenje električne struje?

Jačina električne struje se mjeri pomoću uređaja koji se nazivaju ampermetri. Skala ampermetra je kalibrirana u amperima i frakcijama ampera prema očitanjima tačnih standardnih instrumenata. Jačina struje se računa prema indikacijama strelice, koja se kreće duž skale od nulte podjele. Ampermetar je povezan serijski u električni krug, pomoću dva terminala ili stezaljki dostupnih na uređaju. Šta je električni napon?
Napon električne struje je razlika potencijala između dvije tačke u električnom polju. Ona je jednaka radu koji obavljaju sile električnog polja pri pomicanju pozitivnog naboja jednakog jedinici iz jedne tačke polja u drugu.

Osnovna jedinica za mjerenje napona je volt (V).

Koji instrument mjeri napon električne struje?

Napon električne struje mjeri se instrumentom; rum, koji se zove voltmetar. Voltmetar je paralelno povezan u električno kolo. Formulirajte Ohmov zakon o dijelu strujnog kola.

Šta je otpor provodnika?

Otpor provodnika je fizička veličina koja karakteriše svojstva provodnika. Jedinica otpora je ohm. Štoviše, otpor od 1 oma ima žicu u kojoj je struja od 1 A postavljena na napon na njenim krajevima od 1 V.

Da li otpor provodnika zavisi od veličine električne struje koja kroz njih teče?

Otpor homogenog metalnog vodiča određene dužine i poprečnog presjeka ne ovisi o veličini struje koja kroz njega teče.

Šta određuje otpor u električnim provodnicima?

Otpor u provodnicima električne struje ovisi o dužini vodiča, njegovoj površini poprečnog presjeka i vrsti materijala provodnika (otpornosti materijala).

Štoviše, otpor je direktno proporcionalan dužini vodiča, obrnuto proporcionalan površini poprečnog presjeka i ovisi, kao što je gore spomenuto, od materijala vodiča.

Da li otpor provodnika zavisi od temperature?

Da, zavisi. Povećanje temperature metalnog vodiča uzrokuje povećanje brzine toplinskog kretanja čestica. To dovodi do povećanja broja sudara slobodnih elektrona i, posljedično, do smanjenja srednjeg slobodnog puta, uslijed čega se smanjuje specifična vodljivost i povećava otpornost materijala.

Temperaturni koeficijent otpornosti čistih metala je približno 0,004 °C, što znači povećanje njihove otpornosti za 4% uz povećanje temperature za 10 °C.

Sa porastom temperature u uglju elektrolita, smanjuje se i srednja slobodna putanja, dok se koncentracija nosilaca naboja povećava, zbog čega njihov otpor opada sa porastom temperature.

Formulirajte Ohmov zakon za zatvoreno kolo.

Jačina struje u zatvorenom kolu jednaka je omjeru elektromotorne sile kola i njegovog ukupnog otpora.

Ova formula pokazuje da jačina struje zavisi od tri veličine: elektromotorne sile E, spoljašnjeg otpora R i unutrašnjeg otpora r. Unutrašnji otpor nema primetan uticaj na jačinu struje ako je mali u odnosu na spoljašnji otpor. U ovom slučaju, napon na stezaljkama izvora struje je približno jednak elektromotornoj sili (EMF).

Šta je elektromotorna sila (EMF)?

Elektromotorna sila je omjer rada vanjskih sila koje pokreću naboj duž strujnog kola do naboja. Kao i razlika potencijala, elektromotorna sila se mjeri u voltima.

Koje sile se nazivaju spoljnim silama?

Sve sile koje djeluju na električno nabijene čestice, s izuzetkom potencijalnih sila elektrostatičkog porijekla (tj. Kulonove), nazivaju se vanjskim silama. Zbog rada ovih sila nabijene čestice dobivaju energiju, a zatim je odaju prilikom kretanja u vodičima električnog kola.

Sile treće strane pokreću nabijene čestice unutar izvora struje, generatora, baterije itd.

Kao rezultat, na priključcima izvora struje se pojavljuju naboji suprotnog predznaka i određena potencijalna razlika između terminala. Nadalje, kada se krug zatvori, formiranje površinskih naboja počinje djelovati, stvarajući električno polje u krugu, što se pojavljuje kao rezultat činjenice da kada se krug zatvori, površinski naboj nastaje gotovo odmah na cijeloj površini dirigenta. Unutar izvora, naelektrisanja se kreću pod dejstvom spoljnih sila protiv sila elektrostatičkog polja (pozitivnih od minusa do plusa), a u ostatku kola ih pokreće električno polje.

Rice. 1. Električno kolo: 1- izvor, struja (baterija); 2 - ampermetar; 3 - nasljednik energije (polaganje na žarulje); 4 - električne žice; 5 - jednopolni ruSidnik; 6 - osigurači

Prva otkrića vezana za rad elektriciteta počela su u 7. veku pre nove ere. Drevni grčki filozof Tales iz Mileta otkrio je da kada se ćilibar trlja o vunu, on može privući lagane predmete. Sa grčkog "struja" se prevodi kao "ćilibar". Godine 1820. André-Marie Ampere je uspostavio zakon jednosmerne struje. U budućnosti se veličina struje, odnosno ono u čemu se mjeri električna struja, počela označavati u amperima.

Značenje termina

Koncept električne struje može se naći u bilo kojem udžbeniku fizike. električna struja- ovo je uređeno kretanje električno nabijenih čestica u smjeru. Da biste jednostavnom laiku razumjeli što je električna struja, trebali biste koristiti rječnik električara. U njemu, izraz označava kretanje elektrona kroz provodnik ili jona kroz elektrolit.

Ovisno o kretanju elektrona ili jona unutar vodiča, razlikuju se sljedeće: vrste struja:

• konstanta;
• varijabla;
• povremeno ili pulsirajuće.

Osnovna mjerenja

Jačina električne struje- glavni indikator koji električari koriste u svom radu. Jačina električne struje ovisi o veličini naboja koji teče kroz električni krug u određenom vremenskom periodu. Što je više elektrona proteklo od jednog početka izvora do kraja, to će biti veći naboj koji elektroni prenose.

Količina koja se mjeri omjerom električnog naboja koji teče kroz poprečni presjek čestica u vodiču i vremena koje prođe. Naboj se mjeri u kulonima, vrijeme se mjeri u sekundama, a jedna jedinica protoka električne energije određena je omjerom naboja i vremena (kulona prema sekundi) ili amperima. Određivanje električne struje (njene snage) se događa spajanjem dva terminala u seriju u električni krug.

Kada električna struja radi, kretanje naelektrisanih čestica vrši se uz pomoć električnog polja i zavisi od jačine kretanja elektrona. Vrijednost od koje ovisi rad električne struje naziva se napon i određena je omjerom rada struje u određenom dijelu kola i naboja koji prolazi kroz isti dio. Jedinica volta se mjeri voltmetrom kada su dva terminala instrumenta spojena paralelno na kolo.

Vrijednost električnog otpora direktno ovisi o vrsti vodiča koji se koristi, njegovoj dužini i poprečnom presjeku. Mjeri se u omima.

Snaga je određena omjerom rada kretanja struja i vremena kada se taj rad dogodio. Izmjerite snagu u vatima.

Takva fizička veličina kao što je kapacitivnost određena je omjerom naboja jednog vodiča i potencijalne razlike između istog vodiča i susjednog. Što je niži napon kada provodnici primaju električni naboj, to je veći njihov kapacitet. Mjeri se u faradima.

Vrijednost rada električne energije u određenom intervalu lanca nalazi se proizvodom jačine struje, napona i vremenskog perioda u kojem je rad obavljen. Potonji se mjeri u džulima. Određivanje rada električne struje odvija se uz pomoć mjerača koji povezuje očitanja svih veličina, odnosno napona, sile i vremena.

Elektrosigurnosni inženjering

Poznavanje pravila električne sigurnosti pomoći će spriječiti hitne slučajeve i zaštititi zdravlje i život ljudi. Budući da električna energija teži zagrijavanju vodiča, uvijek postoji mogućnost situacije opasne po zdravlje i život. Za sigurnost doma moraju se pridržavati slijedeće jednostavno ali važna pravila:

1. Mrežna izolacija mora uvijek biti u dobrom stanju kako bi se izbjegla preopterećenja ili mogućnost kratkih spojeva.
2. Vlaga ne bi trebalo da dospe na električne uređaje, žice, štitove itd. Takođe, vlažno okruženje izaziva kratke spojeve.
3. Obavezno napravite uzemljenje za sve električne uređaje.
4. Neophodno je izbjegavati preopterećenje električnih instalacija, jer postoji opasnost od zapaljenja žica.

Sigurnosne mjere pri radu sa električnom energijom uključuju upotrebu gumiranih rukavica, rukavica, prostirki, uređaja za pražnjenje, uređaja za uzemljenje radnih područja, prekidača ili osigurača sa termičkom i strujnom zaštitom.

Iskusni električari, kada postoji mogućnost strujnog udara, rade jednom rukom, a druga im je u džepu. Dakle, strujni krug iz ruke u ruku se prekida u slučaju nehotičnog kontakta sa štitom ili drugom uzemljenom opremom. U slučaju zapaljenja opreme priključene na mrežu, požar gasiti isključivo aparatima za gašenje prahom ili ugljičnim dioksidom.

Primjena električne struje

Električna struja ima mnoga svojstva koja joj omogućavaju da se koristi u gotovo svim sferama ljudske aktivnosti. Načini korištenja električne struje:

Električna energija je danas ekološki najprihvatljiviji oblik energije. U uslovima savremene privrede, razvoj elektroprivrede je od planetarnog značaja. U budućnosti, ukoliko dođe do nestašice sirovina, električna energija će zauzeti vodeću poziciju kao nepresušni izvor energije.

Prije svega, vrijedno je saznati šta je električna struja. Električna struja je uređeno kretanje nabijenih čestica u vodiču. Da bi on nastao, prvo se mora stvoriti električno polje pod čijim će se utjecajem gore spomenute nabijene čestice početi kretati.

Prve informacije o elektricitetu, koje su se pojavile prije mnogo stoljeća, odnosile su se na električne "naboje" dobivene trenjem. Već u davna vremena ljudi su znali da ćilibar, nošen na vunu, stječe sposobnost privlačenja laganih predmeta. Ali tek krajem 16. veka engleski lekar Gilbert je detaljno proučavao ovaj fenomen i otkrio da mnoge druge supstance imaju potpuno ista svojstva. Tijela sposobna, poput ćilibara, nakon trljanja da privuku lagane objekte, nazvao je naelektriziranim. Ova riječ je izvedena od grčkog elektrona - "ćilibar". Trenutno kažemo da na tijelima u ovom stanju postoje električni naboji, a sama tijela se nazivaju "nabijena".

Električni naboji uvijek nastaju kada su različite tvari u bliskom kontaktu. Ako su tijela čvrsta, onda je njihov bliski kontakt spriječen mikroskopskim izbočinama i nepravilnostima koje postoje na njihovoj površini. Stiskanjem i trljanjem takvih tijela spajamo njihove površine koje bi se bez pritiska dodirivale samo u nekoliko tačaka. U nekim tijelima električni naboji se mogu slobodno kretati između različitih dijelova, dok u drugim to nije moguće. U prvom slučaju, tijela se nazivaju "provodnici", au drugom - "dielektrici ili izolatori". Provodnici su svi metali, vodeni rastvori soli i kiselina itd. Primeri izolatora su ćilibar, kvarc, ebonit i svi gasovi koji su u normalnim uslovima.

Ipak, treba napomenuti da je podjela tijela na provodnike i dielektrike vrlo proizvoljna. Sve tvari provode električnu energiju u većoj ili manjoj mjeri. Električni naboji su ili pozitivni ili negativni. Ova vrsta struje neće dugo trajati, jer će naelektrisano tijelo ostati bez naboja. Za kontinuirano postojanje električne struje u provodniku potrebno je održavati električno polje. U te svrhe koriste se izvori električne struje. Najjednostavniji slučaj pojave električne struje je kada je jedan kraj žice spojen na naelektrizirano tijelo, a drugi na uzemljenje.

Električni krugovi koji snabdijevaju sijalice za rasvjetu i elektromotore pojavili su se tek nakon izuma baterija, koji datira oko 1800. godine. Nakon toga, razvoj doktrine elektriciteta je išao toliko brzo da je za manje od jednog stoljeća postao ne samo dio fizike, već je formirao osnovu nove električne civilizacije.

Glavne količine električne struje

Količina električne energije i jačina struje. Efekti električne struje mogu biti jaki ili slabi. Jačina električne struje ovisi o količini naboja koja teče kroz kolo u određenoj jedinici vremena. Što se više elektrona pomiče s jednog pola izvora na drugi, to je veći ukupni naboj koji elektroni nose. Ovaj ukupni naboj naziva se količina električne energije koja prolazi kroz provodnik.

Količina električne energije ovisi, posebno, o kemijskom učinku električne struje, odnosno, što je veći naboj prošao kroz otopinu elektrolita, to će se supstanca više taložiti na katodi i anodi. S tim u vezi, količina električne energije može se izračunati vaganjem mase tvari nanesene na elektrodu i poznavanjem mase i naboja jednog jona ove tvari.

Jačina struje je veličina koja je jednaka omjeru električnog naboja koji je prošao kroz poprečni presjek provodnika i vremena njegovog protoka. Jedinica za punjenje je kulon (C), vrijeme se mjeri u sekundama (s). U ovom slučaju, jedinica jačine struje izražava se u C/s. Ova jedinica se zove amper (A). Za mjerenje jačine struje u kolu koristi se električni mjerni uređaj koji se zove ampermetar. Za uključivanje u krug, ampermetar je opremljen sa dva terminala. Uključen je u kolo serijski.

električni napon. Već znamo da je električna struja uređeno kretanje nabijenih čestica - elektrona. Ovo kretanje se stvara uz pomoć električnog polja, koje obavlja određenu količinu posla. Ova pojava se naziva rad električne struje. Da bi pomjerilo više naboja kroz električni krug za 1 sekundu, električno polje mora obaviti veći rad. Na osnovu toga ispada da bi rad električne struje trebao ovisiti o jačini struje. Ali postoji još jedna vrijednost o kojoj ovisi rad struje. Ova vrijednost se naziva napon.

Napon je omjer rada struje u određenom dijelu električnog kola i naboja koji teče kroz isti dio strujnog kola. Rad struje se mjeri u džulima (J), naboj se mjeri u privjescima (C). U tom smislu, jedinica mjerenja napona će biti 1 J/C. Ova jedinica se zove volt (V).

Da bi se napon pojavio u električnom kolu, potreban je izvor struje. U otvorenom kolu, napon je prisutan samo na terminalima izvora struje. Ako je ovaj izvor struje uključen u kolo, napon će se pojaviti i u određenim dijelovima kola. S tim u vezi, u krugu će biti i struja. Odnosno, ukratko možemo reći sljedeće: ako u kolu nema napona, nema struje. Za mjerenje napona koristi se električni mjerni uređaj koji se zove voltmetar. Po svom izgledu podsjeća na prethodno spomenuti ampermetar, s tom razlikom što je na voltmetarskoj skali slovo V (umjesto A na ampermetru). Voltmetar ima dva terminala, s kojima je spojen paralelno na električni krug.

Električni otpor. Nakon spajanja svih vrsta vodiča i ampermetra u električni krug, možete primijetiti da kada koristite različite vodiče, ampermetar daje različita očitanja, odnosno u ovom slučaju je struja dostupna u električnom krugu različita. Ovaj fenomen se može objasniti činjenicom da različiti provodnici imaju različit električni otpor, što je fizička veličina. U čast njemačkog fizičara, nazvana je Ohm. Po pravilu se u fizici koriste veće jedinice: kiloom, megaom itd. Otpor provodnika se obično označava slovom R, dužina provodnika je L, površina poprečnog presjeka S. U ovom slučaju otpor može biti napisano kao formula:

R = R * L/S

gdje se koeficijent p naziva otpornost. Ovaj koeficijent izražava otpor vodiča dužine 1 m s površinom poprečnog presjeka od 1 m2. Otpornost se izražava u Ohm x m. Budući da žice, u pravilu, imaju prilično mali poprečni presjek, njihove površine se obično izražavaju u kvadratnim milimetrima. U ovom slučaju, jedinica otpornosti će biti Ohm x mm2/m. U tabeli ispod. 1 pokazuje otpornost nekih materijala.

Tabela 1. Električna otpornost nekih materijala
Materijal	p, Ohm x m2/m	Materijal	p, Ohm x m2/m
Bakar	0,017	Legura platine iridijuma	0,25
Zlato	0,024	Grafit	13
Brass	0,071	Ugalj	40
Tin	0,12	Porcelan	1019
Olovo	0,21	Ebonit	1020
Metal ili legura
Srebro	0,016	manganin (legura)	0,43
Aluminijum	0,028	Constantan (legura)	0,50
Tungsten	0,055	Merkur	0,96
Iron	0,1	nikrom (legura)	1,1
nikl (legura)	0,40	fechral (legura)	1,3
		kromel (legura)	1,5

Prema tabeli. 1, postaje jasno da bakar ima najmanju električnu otpornost, a legura metala najveću. Osim toga, dielektrici (izolatori) imaju visoku otpornost.

Električna kapacitivnost. Već znamo da dva provodnika izolirana jedan od drugog mogu akumulirati električne naboje. Ovaj fenomen karakterizira fizička veličina, koja se naziva električni kapacitet. Električni kapacitet dva vodiča nije ništa drugo do omjer naboja jednog od njih i potencijalne razlike između ovog vodiča i susjednog. Što je niži napon kada se provodnici napune, to je veći njihov kapacitet. Farad (F) se uzima kao jedinica za električni kapacitet. U praksi se koriste frakcije ove jedinice: mikrofarad (µF) i pikofarad (pF).

Ako uzmete dva provodnika izolirana jedan od drugog, postavite ih na maloj udaljenosti jedan od drugog, dobićete kondenzator. Kapacitet kondenzatora zavisi od debljine njegovih ploča i debljine dielektrika i njegove permeabilnosti. Smanjenjem debljine dielektrika između ploča kondenzatora, moguće je uvelike povećati kapacitet potonjeg. Na svim kondenzatorima, pored njihovog kapaciteta, mora biti naznačen napon za koji su ovi uređaji projektovani.

Rad i snaga električne struje. Iz prethodnog je jasno da električna struja obavlja određenu količinu posla. Kada su elektromotori povezani, električna struja pokreće sve vrste opreme, pokreće vozove po šinama, osvetljava ulice, greje dom, a proizvodi i hemijski efekat, odnosno omogućava elektrolizu itd. Možemo reći da rad struje u određenom dijelu kola jednak je struji proizvoda, naponu i vremenu tokom kojeg je rad obavljen. Rad se mjeri u džulima, napon u voltima, struja u amperima, a vrijeme u sekundama. U tom smislu, 1 J = 1V x 1A x 1s. Iz ovoga proizlazi da za mjerenje rada električne struje treba koristiti tri uređaja odjednom: ampermetar, voltmetar i sat. Ali ovo je glomazno i ​​neefikasno. Stoga se rad električne struje obično mjeri električnim brojilima. Uređaj ovog uređaja sadrži sve gore navedene uređaje.

Snaga električne struje jednaka je omjeru rada struje i vremena za koje je izvedena. Snaga je označena slovom "P" i izražena je u vatima (W). U praksi se koriste kilovati, megavati, hektavati itd. Da biste izmjerili snagu kola potrebno je uzeti vatmetar. Električni rad se izražava u kilovat-satima (kWh).

Osnovni zakoni električne struje

Ohmov zakon. Napon i struja se smatraju najpogodnijim karakteristikama električnih kola. Jedna od glavnih karakteristika korištenja električne energije je brz transport energije s jednog mjesta na drugo i prijenos do potrošača u željenom obliku. Umnožak razlike potencijala i jačine struje daje snagu, tj. količinu energije koja se daje u kolu u jedinici vremena. Kao što je gore spomenuto, za mjerenje snage u električnom kolu bila bi potrebna 3 uređaja. Da li je moguće napraviti s jednim i izračunati snagu iz njegovih očitanja i neke karakteristike kola, kao što je njegov otpor? Mnogima se ova ideja dopala, smatrali su je plodonosnom.

Dakle, koliki je otpor žice ili kola u cjelini? Da li žica, poput cijevi za vodu ili cijevi u vakuumskom sistemu, ima konstantno svojstvo koje bi se moglo nazvati otporom? Na primjer, u cijevima, omjer razlike tlaka koji stvara protok podijeljen sa brzinom protoka je obično konstantna karakteristika cijevi. Na isti način, tok topline u žici podliježe jednostavnom odnosu, koji uključuje temperaturnu razliku, površinu poprečnog presjeka žice i njenu dužinu. Otkriće takvog odnosa za električna kola rezultat je uspješne pretrage.

1820-ih, njemački učitelj Georg Ohm bio je prvi koji je počeo tražiti gornji omjer. Prije svega, težio je slavi i slavi, što bi mu omogućilo da predaje na univerzitetu. To je bio jedini razlog zašto je odabrao oblast studija koja je nudila posebne prednosti.

Om je bio sin bravara, pa je znao izvući metalnu žicu različitih debljina, koja mu je bila potrebna za eksperimente. Budući da je u to vrijeme bilo nemoguće kupiti odgovarajuću žicu, Om ju je napravio vlastitim rukama. Tokom eksperimenata, isprobao je različite dužine, različite debljine, različite metale, pa čak i različite temperature. Sve ove faktore on je menjao redom. U Ohmovo vrijeme, baterije su još uvijek bile slabe, dajući struju promjenjive veličine. S tim u vezi, istraživač je koristio termoelement kao generator, čiji je vrući spoj stavljen u plamen. Osim toga, koristio je sirovi magnetni ampermetar i mjerio potencijalne razlike (Ohm ih je nazvao "naponi") promjenom temperature ili broja toplinskih spojeva.

Doktrina električnih kola je upravo dobila svoj razvoj. Nakon izuma baterija oko 1800. godine, počeo se razvijati mnogo brže. Dizajnirali su se i proizvodili različiti uređaji (često ručno), otkrivali su se novi zakoni, pojavljivali pojmovi i pojmovi itd. Sve je to dovelo do dubljeg razumijevanja električnih pojava i faktora.

Obnavljanje znanja o elektricitetu, s jedne strane, uslovilo je nastanak nove oblasti fizike, s druge strane, bila je osnova za nagli razvoj elektrotehnike, odnosno baterija, generatora, sistema za napajanje rasvjete i izmišljeni su električni pogon, električne peći, elektromotori itd.

Ohmova otkrića bila su od velike važnosti kako za razvoj teorije elektriciteta tako i za razvoj primijenjene elektrotehnike. Oni su olakšali predviđanje svojstava električnih kola za jednosmernu, a kasnije i za naizmeničnu struju. Godine 1826. Ohm je objavio knjigu u kojoj je iznio teorijske zaključke i eksperimentalne rezultate. Ali njegove nade nisu bile opravdane, knjiga je naišla na podsmijeh. To se dogodilo zato što se metoda grubog eksperimentiranja činila malo privlačnom u eri kada su mnogi ljudi voljeli filozofiju.

Omu nije imao izbora nego da napusti svoju poziciju učitelja. Iz istog razloga nije dobio imenovanje na univerzitetu. Naučnik je 6 godina živio u siromaštvu, bez povjerenja u budućnost, doživljavajući osjećaj gorkog razočaranja.

Ali postepeno su njegova djela stekla slavu prvo izvan Njemačke. Om je bio poštovan u inostranstvu, njegovo istraživanje je korišćeno. S tim u vezi, sunarodnici su bili prisiljeni da ga priznaju u svojoj domovini. Godine 1849. dobio je zvanje profesora na Univerzitetu u Minhenu.

Ohm je otkrio jednostavan zakon koji uspostavlja odnos između struje i napona za komad žice (za dio kola, za cijelo kolo). Osim toga, napravio je pravila koja vam omogućavaju da odredite što će se promijeniti ako uzmete žicu druge veličine. Ohmov zakon je formuliran na sljedeći način: jačina struje u dijelu kola je direktno proporcionalna naponu u ovom dijelu i obrnuto proporcionalna otporu dijela.

Joule-Lenzov zakon. Električna struja u bilo kojem dijelu kruga obavlja određeni posao. Na primjer, uzmimo neki dio kola između čijih krajeva se nalazi napon (U). Prema definiciji električnog napona, rad obavljen pri pomicanju jedinice naboja između dvije tačke jednak je U. Ako je jačina struje u datom dijelu strujnog kola i, tada će naboj proći za vrijeme t, pa prema tome rad električne struje u ovoj sekciji će biti:

A = Uit

Ovaj izraz vrijedi za jednosmjernu struju u svakom slučaju, za bilo koji dio kola, koji može sadržavati provodnike, elektromotore itd. Snaga struje, odnosno rad u jedinici vremena, jednaka je:

P \u003d A / t \u003d Ui

Ova formula se koristi u SI sistemu za određivanje jedinice napona.

Pretpostavimo da je dio strujnog kola fiksni provodnik. U ovom slučaju, sav rad će se pretvoriti u toplinu, koja će se osloboditi u ovom vodiču. Ako je provodnik homogen i poštuje Ohmov zakon (ovo uključuje sve metale i elektrolite), tada:

U=ir

gdje je r otpor provodnika. U ovom slučaju:

A = rt2i

Ovaj zakon je prvi empirijski izveo E. Lenz i, nezavisno od njega, Joule.

Treba napomenuti da grijanje provodnika nalazi brojne primjene u inženjerstvu. Najčešći i najvažniji među njima su žarulje sa žarnom niti.

Zakon elektromagnetne indukcije. U prvoj polovini 19. veka engleski fizičar M. Faraday otkrio je fenomen magnetne indukcije. Ova činjenica, koja je postala vlasništvo mnogih istraživača, dala je snažan poticaj razvoju elektrotehnike i radiotehnike.

U toku eksperimenata, Faraday je otkrio da kada se promijeni broj linija magnetske indukcije koje prodiru u površinu ograničenu zatvorenom petljom, u njoj nastaje električna struja. Ovo je osnova možda najvažnijeg zakona fizike - zakona elektromagnetne indukcije. Struja koja se javlja u kolu naziva se induktivna. Zbog činjenice da se električna struja javlja u krugu samo u slučaju vanjskih sila koje djeluju na slobodna naelektrisanja, tada se s promjenjivim magnetskim fluksom koji prolazi preko površine zatvorenog kola, te iste vanjske sile pojavljuju u njemu. Djelovanje vanjskih sila u fizici se naziva elektromotorna sila ili indukcijska EMF.

Elektromagnetna indukcija se također pojavljuje u otvorenim provodnicima. U slučaju kada vodič prelazi linije magnetskog polja, na njegovim krajevima se pojavljuje napon. Razlog za pojavu takvog napona je indukcijski EMF. Ako se magnetni tok koji prolazi kroz zatvoreni krug ne promijeni, induktivna struja se ne pojavljuje.

Koristeći koncept “EMF indukcije”, može se govoriti o zakonu elektromagnetne indukcije, tj. EMF indukcije u zatvorenoj petlji je po apsolutnoj vrijednosti jednak brzini promjene magnetskog fluksa kroz površinu ograničenu petlja.

Lenzovo pravilo. Kao što već znamo, u vodiču se javlja induktivna struja. U zavisnosti od uslova svog izgleda, ima drugačiji pravac. Ruski fizičar Lenc je ovom prilikom formulisao sljedeće pravilo: indukcijska struja koja se javlja u zatvorenom kolu uvijek ima takav smjer da magnetsko polje koje stvara ne dozvoljava promjenu magnetskog toka. Sve to uzrokuje pojavu indukcijske struje.

Indukcijska struja, kao i svaka druga, ima energiju. To znači da se u slučaju indukcijske struje pojavljuje električna energija. Prema zakonu održanja i transformacije energije, gore navedena energija može nastati samo zbog količine energije neke druge vrste energije. Dakle, Lenzovo pravilo u potpunosti odgovara zakonu održanja i transformacije energije.

Osim indukcije, u zavojnici se može pojaviti i takozvana samoindukcija. Njegova suština je sljedeća. Ako se u zavojnici pojavi struja ili se njena snaga promijeni, tada se pojavljuje promjenjivo magnetsko polje. A ako se magnetski tok koji prolazi kroz zavojnicu promijeni, tada u njemu nastaje elektromotorna sila, koja se naziva EMF samoindukcije.

Prema Lenzovom pravilu, EMF samoindukcije kada je kolo zatvoreno ometa jačinu struje i ne dozvoljava joj da se poveća. Kada je EMF krug isključen, samoindukcija smanjuje jačinu struje. U slučaju kada jačina struje u zavojnici dostigne određenu vrijednost, magnetsko polje prestaje da se mijenja i EMF samoindukcije postaje nula.