Презентация на тему: Законы постоянного тока

Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ 2010: Элементы содержания, проверяемые на ЕГЭ 2010: Электрический ток. Сила тока, напряжение, электрическое сопротивление Закон Ома для участка цепи Электродвижущая сила Закон Ома для полной электрической цепи Параллельное и последовательное соединение проводников Работа электрического тока. Закон Джоуля–Ленца Мощность электрического тока Носители электрического заряда в различных средах Полупроводники. Собственная и примесная проводимость полупроводников. Полупроводниковый диод

Непрерывное упорядоченное движение свободных носителей электрического заряда называется электрическим током. Непрерывное упорядоченное движение свободных носителей электрического заряда называется электрическим током. Сила тока I – скалярная физическая величина, равная отношению заряда Δq, переносимого через поперечное сечение проводника (рис. 1.8.1) за интервал времени Δt, к этому интервалу времени: В Международной системе единиц СИ сила тока измеряется в амперах (А). Напряжение — это отношение работы тока на определенном участке электрической цепи к заряду, протекающему по этому же участку цепи. Единицей измерения напряжения станет 1 вольт 1 Дж/Кл = 1В. За направление тока принимается направление движения положительных зарядов

Электрическое сопротивление — скалярная физическая величина, характеризующая свойства проводника и равная отношению напряжения на концах проводника к силе электрического тока, протекающему по нему; Электрическое сопротивление — скалярная физическая величина, характеризующая свойства проводника и равная отношению напряжения на концах проводника к силе электрического тока, протекающему по нему; где ρ — удельное сопротивление вещества проводника, l — длина проводника, S — площадь сечения.

Закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Закон Ома для однородного участка цепи: сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника. Назван в честь его первооткрывателя Георга Ома.

Для существования постоянного тока необходимо наличие в электрической цепи устройства, способного создавать и поддерживать разности потенциалов на участках цепи за счет работы сил неэлектростатического происхождения. Такие устройства называются источниками постоянного тока. Для существования постоянного тока необходимо наличие в электрической цепи устройства, способного создавать и поддерживать разности потенциалов на участках цепи за счет работы сил неэлектростатического происхождения. Такие устройства называются источниками постоянного тока. Силы неэлектростатического происхождения, действующие на свободные носители заряда со стороны источников тока, называются сторонними силами. Физическая величина, равная отношению работы Aст сторонних сил при перемещении заряда q от отрицательного полюса источника тока к положительному к величине этого заряда, называется электродвижущей силой источника (ЭДС): Электродвижущая сила, как и разность потенциалов, измеряется в вольтах (В).

Обобщенный закон Ома (Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС): сила тока в полной цепи равна электродвижущей силе источника, деленной на сумму сопротивлений однородного и неоднородного участков цепи Обобщенный закон Ома (Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС): сила тока в полной цепи равна электродвижущей силе источника, деленной на сумму сопротивлений однородного и неоднородного участков цепи IR = U12 = φ1 – φ2 +  = Δφ12 + ε  Ток короткого замыкания: Сила тока короткого замыкания – максимальная сила тока, которую можно получить от данного источника с электродвижущей силой и внутренним сопротивлением r.

I1 = I2 = I I1 = I2 = I U = U1 + U2 = IR R = R1 + R2 При последовательном соединении полное сопротивление цепи равно сумме сопротивлений отдельных проводников

Работа электрического тока: Работа электрического тока: ΔA = UIΔt Закон Джоуля–Ленца: ΔQ = ΔA = RI2Δt

Мощность электрического тока: Мощность электрического тока: Мощность выражается в ваттах (Вт). Полная мощность источника Мощность во внешней цепи Коэффициентом полезного действия источника

Электрический ток может протекать в пяти различных средах: Электрический ток может протекать в пяти различных средах: Металлах Вакууме Полупроводниках Жидкостях Газах

Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля. Электрический ток в металлах – это упорядоченное движение электронов под действием электрического поля. Опыты показывают, что при протекании тока по металлическому проводнику не происходит переноса вещества, следовательно, ионы металла не принимают участия в переносе электрического заряда. Носителями заряда в металлах являются электроны; Процесс образования носителей заряда – обобществление валентных электронов; Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника – выполняется закон Ома; Техническое применение электрического тока в металлах: обмотки двигателей, трансформаторов, генераторов, проводка внутри зданий, сети электропередачи, силовые кабели.

Вакуум - сильно разреженный газ, в котором средняя длина свободного пробега частицы больше размера сосуда, то есть молекула пролетает от одной стенки сосуда до другой без соударения с другими молекулами. Вакуум - сильно разреженный газ, в котором средняя длина свободного пробега частицы больше размера сосуда, то есть молекула пролетает от одной стенки сосуда до другой без соударения с другими молекулами. В результате в вакууме нет свободных носителей заряда, и электрический ток не возникает. Для создания носителей заряда в вакууме используют явление термоэлектронной эмиссии. ТЕРМОЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ – это явление «испарения» электронов с поверхности нагретого металла

При нагревании или освещении некоторые электроны приобретают возможность свободно перемещаться внутри кристалла, так что при приложении электрического поля возникает направленное перемещение электронов. При нагревании или освещении некоторые электроны приобретают возможность свободно перемещаться внутри кристалла, так что при приложении электрического поля возникает направленное перемещение электронов. полупроводники представляют собой нечто среднее между проводниками и изоляторами. У полупроводников с понижением температуры сопротивление возрастает и вблизи абсолютного нуля они практически становятся изоляторами.

носители заряда – электроны и дырки; носители заряда – электроны и дырки; процесс образования носителей заряда – нагревание, освещение или внедрение примесей; закон Ома не выполняется; техническое применение – электроника.

При повышении температуры или увеличении освещенности в кристалле возникнут свободные электроны (электроны проводимости). При повышении температуры или увеличении освещенности в кристалле возникнут свободные электроны (электроны проводимости). одновременно в местах разрыва связей образуются вакансии, которые не заняты электронами. Эти вакансии получили название «дырок». Проводимость полупроводников при наличии примесей называется примесной проводимостью. Различают два типа примесной проводимости – электронную и дырочную проводимости.

Если примесь имеет валентность большую, чем чистый полупроводник, то появляются свободные электроны. Если примесь имеет валентность большую, чем чистый полупроводник, то появляются свободные электроны. Проводимость –электронная, примесь донорная, полупроводник n – типа.

Электронно-дырочный переход (или n–p-переход) – это область контакта двух полупроводников с разными типами проводимости. Электронно-дырочный переход (или n–p-переход) – это область контакта двух полупроводников с разными типами проводимости. При контакте двух полупроводников n- и p-типов начинается процесс диффузии: дырки из p-области переходят в n-область, а электроны, наоборот, из n-области в p-область. Пограничная область раздела полупроводников с разными типами проводимости (так называемый запирающий слой) обычно достигает толщины порядка десятков и сотен межатомных расстояний.

Если n–p-переход соединить с источником так, чтобы положительный полюс источника был соединен с p-областью, а отрицательный с n-областью, то напряженность электрического поля в запирающем слое будет уменьшаться. Если n–p-переход соединить с источником так, чтобы положительный полюс источника был соединен с p-областью, а отрицательный с n-областью, то напряженность электрического поля в запирающем слое будет уменьшаться. Дырки из p-области и электроны из n-области, двигаясь навстречу друг другу, будут пересекать n–p-переход, создавая ток в прямом направлении. Сила тока через n–p-переход в этом случае будет возрастать при увеличении напряжения источника.

Если полупроводник с n–p-переходом подключен к источнику тока так, что положительный полюс источника соединен с n-областью, а отрицательный – с p-областью, то напряженность поля в запирающем слое возрастает. Если полупроводник с n–p-переходом подключен к источнику тока так, что положительный полюс источника соединен с n-областью, а отрицательный – с p-областью, то напряженность поля в запирающем слое возрастает. Дырки в p-области и электроны в n-области будут смещаться от n–p-перехода, увеличивая тем самым концентрации неосновных носителей в запирающем слое. Ток через n–p-переход практически не идет. Напряжение, поданное на n–p-переход в этом случае называют обратным.

Полупроводниковые приборы не с одним, а с двумя n–p-переходами называются транзисторами. Полупроводниковые приборы не с одним, а с двумя n–p-переходами называются транзисторами. Название происходит от сочетания английских слов: transfer – переносить и resistor – сопротивление. Обычно для создания транзисторов используют германий и кремний. Транзисторы бывают двух типов: p–n–p-транзисторы и n–p–n-транзисторы. В транзисторе n–p–n-типа основная германиевая пластинка обладает проводимостью p-типа, а созданные на ней две области – проводимостью n-типа. Пластинку транзистора называют базой (Б), одну из областей с противоположным типом проводимости – коллектором (К), вторую – эмиттером (Э). В условных обозначениях разных структур стрелка эмиттера показывает направление тока через транзистор.

Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Электролитами принято называть проводящие среды, в которых протекание электрического тока сопровождается переносом вещества. Носителями свободных зарядов в электролитах являются положительно и отрицательно заряженные ионы. Электролитами являются водные растворы неорганических кислот, солей и щелочей, расплавы Сопротивление электролитов падает с ростом температуры, так как с ростом температуры растёт количество ионов.

Положительно заряженные ионы (анионы) под действием электрического поля стремятся к отрицательному катоду, Положительно заряженные ионы (анионы) под действием электрического поля стремятся к отрицательному катоду, а отрицательно заряженные ионы (катионы) - к положительному аноду.

носители заряда – положительные и отрицательные ионы; носители заряда – положительные и отрицательные ионы; процесс образования носителей заряда – электролитическая диссоциация; электролиты подчиняются закону Ома; Применение электролиза : получение цветных металлов (очистка от примесей - рафинирование); гальваностегия - получение покрытий на металле (никелирование, хромирование, золочение, серебрение и т.д. ); гальванопластика - получение отслаиваемых покрытий (рельефных копий).

ЕГЭ 2001-2010 (Демо, КИМ) ЕГЭ 2001-2010 (Демо, КИМ) ГИА-9 2008-2010 (Демо)

2/3 Ом 2/3 Ом 1,5 Ом 3 Ом 6 Ом

увеличилась в 2 раза увеличилась в 2 раза увеличилась в 4 раза уменьшилась в 2 раза уменьшилась в 4 раза

0,5 В 0,5 В 1,5 В 2 В 2,5 В

0,125 Ом 0,125 Ом 2 Ом 16 Ом 8 Ом

только ионами только ионами электронами и «дырками» электронами и ионами только электронами

12 В 12 В 6 В 4 В 2 В

2 А 2 А 3 А 5 А 10 А

8Q 8Q 4Q 2Q Q

Берков, А.В. и др. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ 2010, Физика [Текст]: учебное пособие для выпускников. ср. учеб. заведений / А.В. Берков, В.А. Грибов. – ООО "Издательство Астрель", 2009. – 160 с. Берков, А.В. и др. Самое полное издание типовых вариантов реальных заданий ЕГЭ 2010, Физика [Текст]: учебное пособие для выпускников. ср. учеб. заведений / А.В. Берков, В.А. Грибов. – ООО "Издательство Астрель", 2009. – 160 с. Касьянов, В.А. Физика, 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / В.А. Касьянов. – ООО "Дрофа", 2004. – 116 с. Мякишев, Г.Я. и др. Физика. 11 класс [Текст]: учебник для общеобразовательных школ / учебник для общеобразовательных школ Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев . –" Просвещение ", 2009. – 166 с. Открытая физика [текст, рисунки]/ http://www.physics.ru Подготовка к ЕГЭ /http://egephizika Федеральный институт педагогических измерений. Контрольные измерительные материалы (КИМ) Физика //[Электронный ресурс]// http://fipi.ru/view/sections/92/docs/ Электрическое сопротивление, Материал из Википедии — свободной энциклопедии /http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B5_%D1%81%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%82%D0%B8%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5 Электрический ток. Электричество в доме и на даче   / http://www.mukhin.ru/stroysovet/electro/001.html Физика. Персональный сайт Лукиновой Е.Н. Таблицы / http://fizluk.lunatic.kz/index.php?option=com_content&view=article&id=27&Itemid=30&lang=ru Мир ума, Развитие способностей человека. / Видео, Физика   Электрический ток в различных средах / http://www.miruma.ru/elektricheskiy-tok-v-razlichnyih-sredah/