Gsadryer.ru

Промышленное оборудование
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сила тока в лампочке фонарика равна 200

Сила тока в лампочке фонарика равна 200

Уже более ста лет человек использует электрический ток для своих нужд. Заряженные частицы, из которых он состоит, невидимы, их нельзя потрогать, понюхать, сложить в мешок и перенести в другое место. Возможно из-за этого его сложно понять. Но, несмотря на это, электрический ток можно измерить.

Эта статья была опубликована в журнале OYLA №2(18). Оформить подписку на печатную и онлайн-версию можно здесь.

Как следует из определения, электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике. Для наглядности электрическую цепь можно сравнить с водопроводом, где текущая в нём жидкость играет роль электрического тока. Какой параметр водопровода был бы важен для нас? Наверное, сколько воды за определённое время может через него протекать. Зная этот параметр, можно, например, рассчитать время наполнения резервуара для воды. Точно также и с электричеством в цепи, только на языке физики этот параметр принято называть силой тока.

Как измерить этот параметр? Нужно посчитать, сколько электронов (отрицательно заряженных частиц) пройдёт через проводник за единицу времени. На практике выяснилось, что через проводник проходит астрономически большое число электронов. Поэтому идею приняли, но решили пользоваться более крупной единицей — кулоном (Кл), который равен 6,24 квинтиллионам зарядам электрона (квинтиллион — это миллиард миллиардов).

Сила тока обозначается буквой I и определяется по формуле:

Физический смысл

Сила тока равна 1 амперу, если через проводник (его поперечное сечение) каждую секунду проходят частицы с общим зарядом 1 кулон. При увеличении общего заряда частиц, проходящих через проводник, пропорционально увеличивается сила тока и наоборот.

Вам интересно, каким образом малюсенькие заряженные частицы, из которых состоит электрический ток, могут зажигать лампы, нагревать электроплиты, поднимать лифты, вращать колёса электровозов и лопасти подводных лодок? Попробуем понять это на примере фонарика.

Читайте так же:
Проходной выключатель с двумя клавишами с одной лампой

Напомним, что электрическая цепь нужна для передачи электрического тока от источника к потребителю и состоит она из трёх основных элементов:

  • источника тока — элемента, который создаёт в цепи электрическое поле и двигает заряженные частицы;
  • потребителя тока — это лампочка, фонарик, компьютер, холодильник и т. п.;
  • проводов (проводников) — элементов, способных проводить электрический ток и соединяющих источник тока и потребителей тока.

Итак, чтобы загорелась лампочка, нужно щёлкнуть выключатель фонарика. Тем самым мы замыкаем электрическую цепь. Электрический ток, то есть заряженные частицы, начинают двигаться от отрицательного полюса батарейки к лампочке, затем от лампочки к положительному полюсу батарейки.

Но сами по себе заряженные частицы (в данном случае электроны) не могут двигаться по проводам. Нужно, чтобы их «кто-то» двигал. Этим занимается источник тока — гальваническая батарейка. Она создаёт электрическое поле, при котором отрицательный электрод батарейки «выталкивает» электроны, а положительный электрод «притягивает» их. Эта способность источника тока «выталкивать» и «притягивать» электроны, перемещая их по цепи, называется электродвижущей силой (ЭДС) и характеризуется величиной, которая называется напряжением или разностью потенциалов между началом и концом цепи.

Попробуем разобраться с этим на примере водопровода. Для того, чтобы вода побежала по трубе, необходимо создать разность уровней источника воды и потребителя. Тогда вода побежит к другому концу трубы. В электрическом проводнике этим занимается гальваническая батарейка.

Электрическое напряжение обозначается буквой U, измеряется в вольтах (В) и определяется по формуле:

Физический смысл

Напряжение показывает работу, которую совершает электрическое поле при перемещении заряда в 1 кулон из одной точки в другую. Так, известная надпись на домашних приборах «220 V» означает, что на участке цепи совершается работа в 220 Дж по перемещению заряда в 1 кулон.

Читайте так же:
Подключение две лампы через выключатель

Итак, электрический ток начинает движение по цепи под действием напряжения. Но, оказывается, электроны не могут двигаться по электрической цепи беспрепятственно: они сталкиваются между собой и с атомами, то есть, встречают на своём пути сопротивление. Из-за этих ударов и столкновений часть энергии движущихся электронов превращается в тепло (так же, как превращается в тепло часть энергии молота, ударившего по наковальне).

Напряжение и сопротивление — это важные характеристики электрической цепи, с которыми необходимо считаться. Напряжение цепи, создаваемое источником тока, даёт толчок (скорость) электронам, заставляя двигаться их в определённом направлении, а сопротивление цепи забирает у движущихся электронов энергию и превращает её в другие виды энергии. Таким образом, человеку важен не электрический ток как таковой, а энергия его движущихся заряженных частиц.

Знаете ли вы, почему соединительные провода (кабели, шнуры) в электрических цепях делают чаще всего из меди? Потому что этот металл слабо «сопротивляется» электрическому току, и электроны легко передвигаются по нему от источника к потребителю.

Если же провода сделать, например, из стали, у которой сопротивление в 7 раз больше, чем у меди, то такие провода, «сопротивляясь» движущимся электронам, будут отбирать у них энергию, сильно нагреваться, и могут даже расплавиться.

Стоит отметить, что сопротивление провода (проводника) зависит не только от вещества, из которого он сделан. Экспериментально установлено, что сопротивление провода растёт при увеличении длины и уменьшении его диаметра — чем длиннее и тоньше проводник, тем труднее электронам двигаться по нему. Именно поэтому нить накаливания в лампочке делают не только тонкой, но и длинной за счёт того, что ей придают спиралевидную форму.

Сопротивление обозначается буквой R и рассчитывается по формуле:

Читайте так же:
Постоянный ток питание ламп накаливания

Физический смысл

Электрическое сопротивление характеризует способность проводника противо­действовать электрическому току.

Лампы накаливания

Лампа накаливания (ЛОН) появилась еще в середине 19 в., став первым источником электрического света. С тех пор ее конструкция практически не изменилась: лампа состоит из вакуумного стеклянного баллона, цоколя с контактами и предохранителем, а также светоизлучающей нити накаливания.

Спираль накаливания производится из сплавов на основе вольфрама, выдерживающих температуру горения +3200 градусов. Нить не перегорает мгновенно, поскольку баллон заполняют инертным газом.

Принцип работы ЛОН простой: проводник малого сечения и низкой проводимости пропускает ток, часть энергии идет на разогрев проводящей спирали, за счет чего она начинает светиться.

Лампочки накаливания бывают нескольких видов:

  1. Декоративные – имеют форму свечи, используются в бра.
  2. Окрашенные – применяются в декоративных целях.
  3. Зеркальные – направляют свет вниз, используются в потолочных светильниках.
  4. Местного освещения – применяются для аварийного освещения, фонариков.

Плюсы ламп накаливания – дешевизна и простота монтажа. Основные минусы – короткий срок службы (500-1000 ч) и низкий КПД, составляющий до 3% от потребляемой энергии. Кроме того, ЛОН небезопасны: если положить на лампочку газету, через 20 минут она загорится. Поэтому лампы накаливания нельзя использовать в небольших абажурах из пластика и дерева.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector