Natężenie prądu - Fizyka w gimnazjum wzory,teoria,definiecje,zasady

Fizyka ABC ucznia gimnazjum

21.06.2019r Koniec roku szkolnego

Do końca roku szkolnego pozostało....

Fizyka ABC ucznia gimnazjum
Przejdź do treści

Natężenie prądu

Prąd elektryczny

Natężenie prądu to ładunek podzielony przez czas.


Wynika z tego, że chodzi w tym przypadku o ładunek który przepłynął przez przewodnik, a ściślej przez jego wybrany poprzeczny przekrój. Jeśli przez czas t płynie prąd o natężeniu I, to w tym czasie przepływa ładunek q=It.
Natężenie prądu mierzymy w amperach.


Amper to najważniejsza jednostka elektryczna układu SI.

W obwodach elektrycznych prąd płynie zawsze od plusa do minusa.


Tak przedstawia się najprostszy obwód elektryczny który składa się ze źródła zasilania, wyłącznika i odbiornika. Po zamknięciu wyłącznika prąd w obwodzie popłynie w umownym kierunku od plusa do minusa źródła zasilania.

Pierwsze prawo Kirchhoffa

Suma natężeń prądów wpływających do węzła obwodu jest równa sumie prądów wypływających z tego węzła.


Suma natężeń prądów wpływających do węzła jest równa sumie natężeń prądów wypływających z tego węzła.
Dla przypadku przedstawionego na rysunku I prawo Kirchhoffa można więc zapisać w postaci:

I1+I2-(I3+I4+I5)=0

przyjmując konwencję, że prądy wpływające do węzła są dodatnie, zaś wypływające są ujemne i traktując je jak wielkości algebraiczne lub w postaci:

I1+I2=I3+I4+I5

biorąc pod uwagę tylko wartości prądów i zapisując prądy wpływające po jednej, a prądy wypływające po drugiej stronie równania.


Połączenia baterii równoległe i szeregowe.
Górny schemat przedstawia połączenie równoległe baterii gdzie nie zwiększamy napięcia ale zwiększamy dostępne natężenie prądu.




Dolny schemat przedstawia szeregowe połączenie baterii gdzie napięcie poszczególnych ogniw sumują się dając nam napięcie 6 woltów.

Ogólnie prąd dzielimy na: 

  • Prąd stały ma stałe napięcie i natężenie.
  • Prąd zmienny ma zmienne napięcie i natężenie.
  • Prąd przemienny na przemian zmienia swoją biegunowość i jest on rodzajem prądu zmiennego.


Prawo Ohma


Natężenie prądu elektrycznego jest wprost proporcjonalne do przyłożonego napięcia, a odwrotnie proporcjonalne do oporu.


W praktyce warto nauczyć się przekształcać powyższy wzór:






Każdy element elektryczny ma jakiś opór.

Elementy metalowe (np: druty w przewodach elektrycznych) mają z reguły mały opór. Duży opór mają elementy wykonane z izolatorów - a także próżnia.

Opornik (rezystor) ma za zadanie wprowadzić do obwodu elektrycznego jakiś określony opór.

Jeśli opór w obwodzie jest odpowiednio dobrany, to przez poszczególne gałęzie obwodu popłynie prąd o takim natężeniu, jak chcemy. W gałęzi gdzie znajduje się duży opór popłynie mały prąd i odwrotnie, tam gdzie znajduje się mały opór prąd będzie duży.

Oporniki możemy łączyć szeregowo:


i wtedy stosujemy wzór na obliczenie ich oporu zastępczego:


W tym przypadku opór zastępczy jest równy sumie wartości poszczególnych oporów w obwodzie.
Oraz równolegle:


i wtedy stosujemy wzór na obliczenie ich oporu zastępczego:


a dla dwóch oporów:


W połączeniu równoległym opór zastępczy jest mniejszy niż wartość oporu najmniejszego opornika w obwodzie.

Urządzenia elektryczne, przez które płynie prąd, działają na różne sposoby ale przeważnie służą do przetwarzania energii. Każde z nich posiada jakąś moc.
Moc prądu to iloczyn napięcia i natężenia.


Korzystając z prawa Ohma, można napisać dwa równoważne wzory.




Prąd płynący przez opornik wytwarza ciepło.

Ciepło wydzielone na oporniku można łatwo obliczyć. Można skorzystać , że jednostki pracy, ciepła i energii są takie same. Ponieważ praca to moc razy czas (W=Pt), to jeśli pomnożysz powyżej podane wzory na moc urządzenia elektrycznego przez t, to otrzymasz ogólną ilość wytworzonego ciepła w tym czasie.







Trzy powyższe wzory są równoważne. Możesz korzystać z takiego który w danym momencie najlepiej odpowiada. Jeśli do tych wzorów dane zostaną podstawione w układzie SI to otrzymasz wynik w dżulach. W zadaniach często spotykamy jednostkę kilowatogodzina wtedy stosujemy przelicznik.





COPYRIGHT © FIZYKA W GIMNAZJUM
Wróć do spisu treści