У попередніх темах було зроблено висновок, що напрямлений рух заряджених частинок (тобто електричний струм) можливий завдяки дії на ці частинки сили з боку електричного поля. Із курсу фізики 7 класу відомо, якщо тіло рухається під дією певної сили і напрям руху тіла збігається з напрямом дії цієї сили, то сила виконує роботу. Отже, коли в певній ділянці кола існує струм, то електричне поле виконує роботу. Цю роботу прийнято називати роботою струму.
Робота, яку може виконувати або виконує електричне поле, переміщуючи заряд на певній ділянці кола, визначається електричною напругою.
Електрична напруга на певній ділянці кола — це фізична величина, що чисельно дорівнює роботі електричного поля з переміщенням одиничного позитивного заряду на цій ділянці.
Напругу позначають символом U.
У системі СІ одиницею напруги є вольт (1В) на честь італійського вченого Вольта.
Алессандро Джузеппе Вольта (1745-1827) — італійський фізик і фізіолог.
Сконструював першу електричну батарею — Вольтів стовп. Винайшов і сконструював перше хімічне джерело постійного електричного струму, електричну батарею, низку електричних приладів (конденсатор, електрофор, електроскоп). Відкрив явище взаємної електризації різнорідних металів при їх контакті. Виявив і дослідив газ метан. Засновник електродинаміки. На його честь названо одиницю напруги вольт, а також астероїд головного поясу 8208 Вольта. Створив перше найпростіше хімічне джерело струму, яке назвав гальванічним елементом.
Алессандро Джузеппе Вольта
Мал. 117. Вольтметри
1 B — це така напруга на ділянці кола, за якої електричне поле виконує роботу 1 Дж, переміщуючи цією ділянкою заряд, що дорівнює 1 Кл: 1В = 
.
Використовують також довільні і кратні одиниці напруги:
1 мкВ = 0,000001 В,
1 мВ = 0,001 В,
1 кВ = 1000 В.
Приклади. Електрична напруга на клітинній мембрані становить кілька мікровольтів, а між хмарами під час грози — сотні кіловольтів. Напруга на джерелі електричного струму, від якого живиться лампа кишенькового ліхтаря, може бути 1,5 В; 4,5 В; 9 В.
Для вимірювання напруги використовують прилад вольтметр (мал. 117). Зовні вольтметр дуже схожий на амперметр. Його сконструйовано таким чином, що в разі включення вольтметра в електричне коло значення напруги на цій ділянці кола практично не змінюється.
На малюнку 118, а показано умовне позначення вольтметра.
Мал. 118: а — умовне позначення вольтметра; б — схема включення вольтметра в електричне коло
Правила включення вольтметра в електричне коло:
• вольтметр приєднують паралельно до тієї ділянки кола, на якій необхідно виміряти напругу;
• вмикати треба, зберігаючи полярність;
• для вимірювання напруги на полюсах джерела струму вольтметр приєднують безпосередньо до клем джерела.
Підсумки
• Фізичну величину, яка характеризує роботу електричного поля з переміщення одиничного позитивного заряду на ділянці поля, називають напругою.
• Напругу позначають символом U і вимірюють у вольтах (1 В).
• Напругу вимірюють вольтметром.
• Вольтметр підключають паралельно до ділянки, де вимірюють напругу.
Перевір свої знання
1. Які спільні ознаки мають амперметр і вольтметр? Чим вони відрізняються?
2. Якою має бути сила струму, що проходить через вольтметр, порівняно із силою струму в колі?
3. За проходження однакової кількості електрики в одному з провідників була виконана робота 100 Дж, а в другому — 200 Дж. На якому з провідників напруга більша і в скільки разів?
Завдання
1. Якою є напруга на обмотці електродзвоника, якщо під час проходження через неї заряду 2 Кл, електричне поле виконує роботу 10 Дж?
2. Який заряд пройшов через переріз провідника в колі живлення лампи розжарення, якщо лампа працює за напруги 220 В, а електричне поле за час проходження виконало роботу 13,2 кДж?
3. Накресли схему електричного кола, яке складається з акумулятора, лампи, вимикача, амперметра і вольтметра для випадку, коли вольтметром вимірюють напругу на полюсах акумулятора.
4. На малюнку 119 зображено шкали різних вольтметрів. Визнач ціну поділки кожного вольтметра.
Мал. 119. Шкали вольтметрів
Немає коментарів:
Дописати коментар