8 класс
§ 37. Сила тока. Единицы силы тока
Действия электрического тока, которые были описаны в § 35 "Действия электрического тока", могут проявляться в разной степени — сильнее или слабее. Опыты показывают, что интенсивность (степень действия) электрического тока зависит от заряда, проходящего по цепи в 1 с.
Когда свободная заряженная частица — электрон в металле или ион в растворе кислот, солей или щелочей — движется по электрической цепи, то вместе с ней происходит и перемещение заряда. Чем больше частиц переместится от одного полюса источника тока к другому или просто от одного конца участка цепи к другому, тем больше общий заряд q, перенесённый частицами.
Электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника в 1 с, определяет силу тока в цепи.
Значит, сила тока равна отношению электрического заряда q, прошедшего через поперечное сечение проводника, ко времени его прохождения t, т. е. I = q / t, где I — сила тока.
На Международной конференции по мерам и весам в 1948 г. было решено в основу определения единицы силы тока положить явление взаимодействия двух проводников с током. Ознакомимся сначала с этим явлением на опыте.
На рисунке 60 изображены два гибких прямых проводника, расположенных параллельно друг другу. Оба проводника подсоединены к источнику тока. При замыкании цепи по проводникам протекает ток, вследствие чего они взаимодействуют — притягиваются или отталкиваются, в зависимости от направления токов в них.
Силу взаимодействия проводников с током можно измерить. Эта сила, как показывают расчёты и опыты, зависит от длины проводников, расстояния между ними, среды, в которой находятся проводники, и, что самое важное для нас, от силы тока в проводниках. Если одинаковы все условия, кроме силы токов, то, чем больше сила тока в каждом проводнике, тем с большей силой они взаимодействуют между собой.
Представим теперь себе, что взяты очень тонкие и очень длинные параллельные проводники. Расстояние между ними 1 м, и находятся они в вакууме. Сила тока в них одинакова.
За единицу силы тока принимают силу тока, при которой отрезки таких параллельных проводников длиной 1 м взаимодействуют с силой 2 • 10-7 H (0,0000002 Н).
Эту единицу силы тока называют ампером (А). Так она названа в честь французского учёного Андре Ампера.
Французский физик и математик, создал первую теорию, которая выражала связь электрических и магнитных явлений. Ввёл в физику понятие «электрический ток»
Применяют также дольные и кратные единицы силы тока: миллиампер (мА), микроампер (мкА), килоампер (кА).
1 мA = 0,001 А;
1 мкА = 0,000001 А;
1 кА = 1000 А.
Чтобы представить себе, что такое ампер, приведём примеры: сила тока в спирали лампы карманного фонаря 0,25 А = 250 мА. В осветительных лампах, используемых в наших квартирах, сила тока составляет от 7 до 400 мА (в зависимости от мощности лампы).
Через единицу силы тока — IA определяется единица электрического заряда — 1 Кл, о которой было сказано в § 28 "Делимость электрического заряда. Электрон".
Так как I = q / t, то q = It. Полагая I = 1 А, t = 1 с, получим единицу электрического заряда — 1 Кл.
1 кулон = 1 ампер х 1 секунду,
или
1 Кл = 1А • 1с = 1А • с.
За единицу электрического заряда принимают электрический заряд, проходящий сквозь поперечное сечение проводника при силе тока 1 A за время 1 с.
Из формулы q = It следует, что электрический заряд, проходящий через поперечное сечение проводника, зависит от силы тока и времени его прохождения. Например, в осветительной лампе, в которой сила тока равна 400 мА, сквозь поперечное сечение спирали за 1 мин проходит электрический заряд, равный 24 Кл.
Электрический заряд имеет также другое название — количество электричества.
Вопросы:
1. От чего зависит интенсивность действий электрического тока?
2. Какой величиной определяется сила тока в электрической цепи?
3. Как выражается сила тока через электрический заряд и время?
4. Что принимают за единицу силы тока? Как называется эта единица?
5. Какие дольные и кратные амперу единицы силы тока вы знаете?
6. Как выражается электрический заряд (количество электричества) через силу тока в проводнике и время его прохождения?
Упражнения:
Упражнение № 24
1. Выразите в амперах силу тока, равную 2000 мА; 100 мА; 55 мА; 3 кА.
2. Сила тока в цепи электрической плитки равна 1,4 А. Какой электрический заряд проходит через поперечное сечение её спирали за 10 мин?
3. Сила тока в цепи электрической лампы равна 0,3 А. Сколько электронов проходит через поперечное сечение спирали за 5 мин?
