Проект по физике на тему законы ома. Обобщенный закон ома. Министерство образования республики беларусь

План 1) Введение 2) Электрический ток 3) Источники постоянного тока 4) Электрическая цепь постоянного тока 5) Закон Ома для участка цепи 6) Последовательное и параллельное соединение проводников. 7) Работа и мощность электрического тока. 8) Внутреннее сопротивление источника тока. 9) Электродвижущая сила. 10) Закон Ома для полной цепи. 11) Литература

Введение Закон Ома (открыт в 1826 году) это физический закон, определяющий связь между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи. Назван в честь его первооткрывателя Геогра Ома. Закон Ома гласит: Сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка. (Сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению) И записывается формулой: Где: I сила тока(А), U напряжение(В), R сопротивление(Ом).

Электрический ток Электрическим током называется упорядоченное движение электрических зарядов. Электрические заряды могут двигаться упорядоченно под действием электрического поля Электрическое поле может быть создано, например, двумя разноименно заряженными телами. Соединяя проводником разноименно заряженные тела, можно получить электрический ток, протекающий в течение короткого интервала времени.

Источники постоянного тока Для того чтобы в проводнике существовал электрический ток длительное время, необходимо поддерживать неизменными условия, при которых возникает электрический ток. Если в начальный момент времени потенциал точки А проводника выше потенциала точки В (рис. 148), то перенос положительного заряда q из точки А к точке В приводит к уменьшению разности потенциалов между ними.

Электрическая цепь постоянного тока На внешнем участке цепи электрические заряды движутся под действием сил электрического поля. Перемещение зарядов внутри проводника не приводит к выравниванию потенциалов всех точек проводника, так как в каждый момент времени источник тока доставляет к одному концу электрической цепи точно такое же число заряженных частиц, какое из него перешло к другому концу внешней электрической цепи. Поэтому сохраняется неизменным напряжение между началом и концом внешнего участка электрической цепи; напряженность электрического поля внутри проводников в этой цепи отлична от нуля и постоянна во времени.

Последовательное и параллельное соединение проводников. Проводники в электрических цепях постоянного тока могут соединяться последовательно и параллельно. При последовательном соединении проводников конец первого проводника соединяется с началом второго и т. д. U = U 1 + U 2 + U 3 По закону Ома для участка цепи U 1 = IR 1, U 2 = IR 2, U 3 = IR 3 и U = IR При последовательном соединении проводников их общее электрическое сопротивление равно сумме электрических сопротивлений всех проводников.,

Закон Ома для участка цепи. Немецкий физик Георг Ом () в 1826 г. обнаружил, что отношение напряжения U между концами металлического проводника, являющегося участком электрической цепи, к силе тока I в цепи есть величина постоянная: Единица электрического сопротивления в СИ ом (Ом). Электрическим сопротивлением 1 Ом обладает такой участок цепи, на котором при силе тока 1 А напряжение равно 1 В:

Закон Ома для участка цепи. Опыт показывает, что электрическое сопротивление проводника прямо пропорционально его длине l и обратно пропорционально площади S поперечного сечения: Экспериментально установленную зависимость силы тока I от напряжения U и электрического сопротивления R участка цепи называют законом Ома для участка цепи:

Работа и мощность электрического тока. Работу сил электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока. Работа А сил электрического поля или работа электрического тока на участке цепи с электрическим сопротивлением R за время равна Мощность электрического тока равна отношению работы тока А ко времени, за которое эта работа совершена:

Работа и мощность электрического тока. Если на участке цепи под действием электрического поля не совершается механическая работа и не происходят химические превращения веществ, то работа электрического поля приводит только к нагреванию проводника. (43.12) Закон (43.12) был экспериментально установлен английским ученым Джеймсом Джоулем () и русским ученым Эмилием Христиановичем Ленцем (), поэтому носит название закона Джоуля Ленца.

Внутреннее сопротивление источника тока. В электрической цепи, состоящей из источника тока и проводников с электрическим сопротивлением R, электрический ток совершает работу не только на внешнем, но и на внутреннем участке цепи. Электрическое сопротивление источника тока называется внутренним сопротивлением. В электромагнитном генераторе внутренним сопротивлением является электрическое сопротивление провода обмотки генератора. На внутреннем участке электрической цепи выделяется количество теплоты, равное: Полное количество теплоты, выделяющееся при протекании постоянного тока в замкнутой цепи, внешний и внутренний участки которой имеют сопротивления, соответственно равные R и r, равно

Электродвижущая сила. Полная работа сил электростатического поля при движении зарядов по замкнутой цепи постоянного тока равна нулю. Следовательно, вся работа электрического тока в замкнутой электрической цепи оказывается совершенной за счет действия сторонних сил, вызывающих разделение зарядов внутри источника и поддерживающих постоянное напряжение на выходе источника тока.

Закон Ома для полной цепи. Если в результате прохождения постоянного тока в замкнутой электрической цепи происходит только нагревание проводников, то по закону сохранения энергии полная работа электрического тока в замкнутой цепи, равная работе сторонних сил источника тока, равна количеству теплоты, выделившейся на внешнем и внутреннем участках цепи:

Литература 1) Учебник физики за 10 класс. Авторы: Г. Я. Мякишев 2) Интернет сайт «Закон Ома»(om_content&view=article&id=215#q10)

Слайд 2

Биография Георга Ома История закона Формулировка ЗАКОНА График зависимости силы тока от напряжения Зависимость силы тока от сопротивления Закон Ома в интегральной форме Закон Ома для участка цепи Закон Ома в дифференциальной форме Закон Ома для переменного тока Вывод Содержание

Слайд 3

Родился в Эрлангере, в семье бедного слесаря. Мать Георга - Мария Елизавет, умерла при родах, когда мальчику исполнилось десять лет. Отец его - Иоганн Вольфганг, весьма развитой и образованный человек, с детства внушал сыну любовь к математике и физике, и поместил его в гимназию, которая курировалась университетом; по окончании курса в 1806 г. Наиболее известные работы Ома касались вопросов о прохождении электрического тока и привели к знаменитому «закону Ома», связывающему сопротивление цепи гальванического тока, электродвижущей в нём силы и силы тока, и лежащему в основе всего современного учения об электричестве.

Слайд 4

Георг Ом, проводя эксперименты с проводником, установил, что сила тока I в проводнике пропорциональна напряжению U, приложенному к его концам: или Коэффициент пропорциональности назвали электропроводностью, а величину принято именовать электрическим сопротивлением проводника. Закон Ома был открыт в 1827 году. История Закона Ома

Слайд 5

Закон Ома - это физический закон, определяющий связь между напряжением, силой тока и сопротивлением проводника в электрической цепи. Назван в честь его первооткрывателя Георга Ома. Суть закона проста: сила тока в участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорциональна его сопротивлению I~U, I~

Слайд 6

График зависимости силы тока от напряжения

Сила тока пропорциональна напряжению I~U График – линейная зависимость I,А U,В 2 4 8 5 10 20 0

Слайд 7

Зависимость силы тока от сопротивления

Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению График – ветвь гиперболы I,А R,Ом 0 3 2 1 1 2 5

Слайд 8

Закон Ома в интегральной форме Диаграмма, помогающая запомнить закон Ома. Нужно закрыть нужную величину, и два других символа дадут формулу для ее вычисления Закон Ома для участка электрической цепи имеет вид: U = RI где: U - напряжение I - сила тока, R - сопротивление.

Слайд 9

Магический треугольник: I U R I=U/R R=U/I U=IR Закон Ома для участка цепи

Слайд 10

Если цепь содержит не только активные, но и реактивные компоненты а ток является синусоидальным с циклической частотой ω, то закон Ома обобщается; величины, входящие в него, становятся комплексными: где: U - напряжение или разность потенциалов, I - сила тока, Z - комплексное сопротивление (импеданс), R - полное сопротивление, Rr - реактивное сопротивление (разность индуктивного и емкостного), Rа - активное (омическое) сопротивление, не зависящее от частоты, δ - сдвиг фаз между напряжением и силой тока. Закон Ома для переменного тока

Закон Ома

Электрическое сопротивление проводника не зависит от поданного на него напряжения.

Что такое электрическое сопротивление? Проще всего объяснить это по аналогии с водопроводной трубой. Представьте себе, что вода - некое подобие электрического тока, образуемого направленным движением электронов в проводнике, а напряжение - аналог давления (напора) воды. Сопротивление - это та сила противодействия среды их движению, которую электронам или воде приходится преодолевать, в результате чего производится работа и выделяется теплота. Именно такая модель представлялась в 1820-е годы Георгу Ому, когда он занялся исследованием природы происходящего в электрических цепях.

В водопроводной трубе всё обстоит так, что чем выше давление воды, тем относительно большая доля энергии расходуется на преодоление сопротивления в трубах, поскольку в них усиливается турбулентность потока. Из этого исходил Ом, приступая к опытам по измерению зависимости силы тока от напряжения. И очень скоро выяснилось, что ничего подобного в электрических проводниках не происходит: сопротивление вещества электрическому току вовсе не зависит от приложенного напряжения. В этом, по сути, и заключается закон Ома, который (для отдельного участка цепи) записывается очень просто:

U = IR

где U - напряжение, приложенное к участку цепи, I - сила тока, а R - электрическое сопротивление участка цепи.

Сегодня мы понимаем, что электрическая проводимость обусловлена движением свободных электронов, а сопротивление - столкновением этих электронов с атомами кристаллической решетки (см. Электронная теория проводимости). При каждом таком столкновении часть энергии свободного электрона передается атому, который, в результате, начинает колебаться более интенсивно, и в результате мы наблюдаем нагревание проводника под действием электрического тока. Повышение напряжения в цепи никак не сказывается на доле тепловых потерь такого рода, и соотношение напряжения и электрического тока остается постоянным.

Однако, когда Георг Ом экспериментально открыл свой закон, атомная теория строения вещества находилась в зачаточном состоянии, а до открытия электрона оставалось несколько десятилетий. Таким образом, для него формула U = IR была чисто экспериментальным результатом. Сегодня мы имеем достаточно стройную и, одновременно, сложную теорию электропроводности и понимаем, что закон Ома в его первозданном виде - всего лишь грубое приближение. Однако это не мешает нам с успехом использовать его для расчета самых сложных электрических цепей, использующихся в промышленности и быту. Единица электрического сопротивления системы СИ называется Ом в честь этого выдающегося ученого.

Георг Симон ОМ

Georg Simon Ohm, 1789 – 1854

Немецкий физик. Родился в Эрлангене в 1789 году (по другим источникам - в 1787-м). Окончил местный университет. Преподавал математику и естественные науки. Признание в академических кругах получил достаточно поздно, лишь в 1849 году став профессором Мюнхенского университета, хотя уже в 1827 году опубликовал закон, который теперь носит его имя. Помимо электричества занимался акустикой и изучением человеческого слуха.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://elementy.ru/

Реферат

Закон Ома. История открытия. Различные виды закона Ома.

1. Общий вид закона Ома.

2. История открытия закона Ома, краткая биография ученого.

3. Виды законов Ома.

Закон Ома устанавливает зависимость между силой тока I в проводнике и разностью потенциалов (напряжением) U между двумя фиксированными точками (сечениями) этого проводника:

Коэффициент пропорциональности R , зависящий от геометрических и электрических свойств проводника и от температуры, называется омическим сопротивлением или просто сопротивлением данного участка проводника. Закон Ома был открыт в 1826 нем. физиком Г. Омом.

Георг Симон Ом родился 16 марта 1787 года в Эрлангене, в семье потомственного слесаря. После окончания школы Георг поступил в городскую гимназию. Гимназия Эрлангена курировалась университетом. Занятия в гимназии вели четыре профессора. Георг, закончив гимназию, весной 1805 года приступил к изучению математики, физики и философии на философском факультете Эрлангенского университета.

Проучившись три семестра, он принял приглашение занять место учителя математики в частной школе швейцарского городка Готтштадта.

В 1811 году он возвращается в Эрланген, заканчивает университет и получает степень доктора философии. Сразу же по окончании университета ему была предложена должность приват-доцента кафедры математики этого же университета.

В 1812 году Ом был назначен учителем математики и физики школы в Бамберге. В 1817 году он публикует свою первую печатную работу, посвященную методике преподавания "Наиболее оптимальный вариант преподавания геометрии в подготовительных классах". Ом занялся исследованиями электричества. В основу своего электроизмерительного прибора Ом заложил конструкцию крутильных весов Кулона. Результаты своих исследований Ом оформил в виде статьи под названием "Предварительное сообщение о законе, по которому металлы проводят контактное электричество". Статья была опубликована в 1825 году в "Журнале физики и химии", издаваемом Швейггером. Однако выражение, найденное и опубликованное Омом, оказалось неверным, что стало одной из причин его длительного непризнания. Приняв все меры предосторожности, заранее устранив все предполагаемые источники ошибок, Ом приступил к новым измерениям.

Появляется в свет его знаменитая статья "Определение закона, по которому металлы проводят контактное электричество, вместе с наброском теории вольтаического аппарата и мультипликатора Швейггера", вышедшая в 1826 году в "Журнале физики и химии".

В мае 1827 года "Теоретические исследования электрических цепей" объемом в 245 страниц, в которых содержались теперь уже теоретические рассуждения Ома по электрическим цепям. В этой работе ученый предложил характеризовать электрические свойства проводника его сопротивлением и ввел этот термин в научный обиход. Ом нашел более простую формулу для закона участка электрической цепи, не содержащего ЭДС: "Величина тока в гальванической цепи прямо пропорциональна сумме всех напряжений и обратно пропорциональна сумме приведенных длин. При этом общая приведенная длина определяется как сумма всех отдельных приведенных длин для однородных участков, имеющих различную проводимость и различное поперечное сечение".

В 1829 году появляется его статья "Экспериментальное исследование работы электромагнитного мультипликатора", в которой были заложены основы теории электроизмерительных приборов. Здесь же Ом предложил единицу сопротивления, в качестве которой он выбрал сопротивление медной проволоки длиной 1 фут и поперечным сечением в 1 квадратную линию.

В 1830 году появляется новое исследование Ома "Попытка создания приближенной теории униполярной проводимости".

Только в 1841 году работа Ома была переведена на английский язык, в 1847 году - на итальянский, в 1860 году - на французский.

16 февраля 1833 года, через семь лет после выхода из печати статьи, в которой было опубликовано его открытие, Ому предложили место профессора физики во вновь организованной политехнической школе Нюрнберга. Ученый приступает к исследованиям в области акустики. Результаты своих акустических исследований Ом сформулировал в виде закона, получившего впоследствии название акустического закона Ома.

Раньше всех из зарубежных ученых закон Ома признали русские физики Ленц и Якоби. Они помогли и его международному признанию. При участии русских физиков, 5 мая 1842 года Лондонское Королевское общество наградило Ома золотой медалью и избрало своим членом.

В 1845 году его избирают действительным членом Баварской академии наук. В 1849 году ученого приглашают в Мюнхенский университет на должность экстраординарного профессора. В этом же году он назначается хранителем государственного собрания физико-математических приборов с одновременным чтением лекций по физике и математике. В 1852 году Ом получил должность ординарного профессора. Ом скончался 6 июля 1854 года. В 1881 году на электротехническом съезде в Париже ученые единогласно утвердили название единицы сопротивления - 1 Ом.

В общем случае зависимость между I и U нелинейна, однако на практике всегда можно в определенном интервале напряжений считать её линейной и применять закон Ома; для металлов и их сплавов этот интервал практически неограничен.

Закон Ома в форме (1) справедлив для участков цепи, не содержащих источников ЭДС. При наличии таких источников (аккумуляторов, термопар, генераторов и т. д.) закон Ома имеет вид:

где - ЭДС всех источников, включённых в рассматриваемый участок цепи. Для замкнутой цепи закон Ома принимает вид:

где - полное сопротивление цепи, равное сумме внешнего сопротивления r и внутреннего сопротивления источника ЭДС. Обобщением закона Ома на случай разветвлённой цепи является правило 2-е Кирхгофа.

Закон Ома можно записать в дифференциальной форме, связывающей в каждой точке проводника плотность тока j с полной напряжённостью электрического поля. Потенциальное. электрическое поле напряжённости Е , создаваемое в проводниках микроскопическими зарядами (электронами, ионами) самих проводников, не может поддерживать стационарное движение свободных зарядов (ток), т. к. работа этого поля на замкнутом пути равна нулю. Ток поддерживается неэлектростатическими силами различного происхождения (индукционного, химического, теплового и т.д.), которые действуют в источниках ЭДС и которые можно представить в виде некоторого эквивалентного непотенциального поля с напряженностью E СТ, называемого сторонним. Полная напряженность поля, действующего внутри проводника на заряды, в общем случае равна E + E СТ . Соответственно, дифференциальный закон Ома имеет вид:

или , (4)

где - удельное сопротивление материала проводника, а - его удельная электропроводность.

Закон Ома в комплексной форме справедлив также для синусоидальных квазистационарных токов:

где z - полное комплексное сопротивление: , r – активное сопротивление, а x - реактивное сопротивление цепи. При наличии индуктивности L и емкости С в цепи квазистационарного тока частоты

Существует несколько видов закона Ома.

Закон Ома для однородного участка цепи (не содержащего источника тока): сила тока в проводнике прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению проводника:

Закон Ома для замкнутой цепи: сила тока в замкнутой цепи равна отношению ЭДС источника тока к суммарному сопротивлению всей цепи:

где R - сопротивление внешней цепи, r – внутреннее сопротивление источника тока.

R - +

Закон Ома для неоднородного участка цепи (участка цепи с источником тока):

;

где - разность потенциалов на концах участка цепи, - ЭДС источника тока, входящего в участок.

Способность вещества проводить ток характеризуется его удельным сопротивлением либо проводимостью . Их величина определяется химической природой вещества и условиями, в частности температурой, при которых оно находится. Для большинства металлов удельное сопротивление растет с температурой приблизительно по линейному закону:.

У большой группы металлов и сплавов при температуре порядка нескольких градусов Кельвина сопротивление скачком обращается в нуль (кривая 2 на рисунке). Впервые это явление, названное сверхпроводимостью, было обнаружено в 1911 г. Камерлинг - Оннесом для ртути. В дальнейшем сверхпроводимость была обнаружена у свинца, олова, цинка, алюминия и других металлов, а также у ряда сплавов. Для каждого сверхпроводника имеется своя критическая температура Т к, при которой он переходит в сверхпроводящее состояние. При действии на сверхпроводник магнитного поля сверхпроводящее состояние нарушается. Величина критического поля H K , разрушающего сверхпроводимость, равна нулю при Т = Т к и растет с понижением температуры.

Полное теоретическое объяснение сверхпроводимости было дано в 1958 г. советским физиком Н. Н. Боголюбовым и его сотрудниками.

Зависимость электрического сопротивления от температуры положена в основу термометров сопротивления. Такой термометр представляет собой металлическую (обычно платиновую) проволоку, намотанную на фарфоровый или слюдяной каркас. Проградуированный по постоянным температурным точкам термометр сопротивления позволяет измерять с точностью порядка нескольких сотых градуса как низкие, так и высокие температуры.

Список использованной литературы:

Прохоров А. М. Физический энциклопедический словарь, М., 1983

Дорфман Я. Г. Всемирная история физики . М., 1979
Ом Г. Определение закона, по которому металлы проводят контактное электричество . – В кн.: Классики физической науки. М., 1989

Роджерс Э. Физика для любознательных , т. 3. М., 1971
Орир Дж. Физика , т. 2. М., 1981
Джанколи Д. Физика , т. 2. М., 1989

Судьба паровоза тоже была непростой. История развития тепловых машин. Изобретение автомобиля. Реактивные двигатели используются в самолетах, а ракетные – в ракетных снарядах и космических кораблях. Виды тепловых двигателей. Реактивный двигатель. Изобретение паровоза. Джеймс Уатт (1736-1819). Машины, преобразующие внутреннюю энергию топлива в механическую, называются тепловыми двигателями. Устройство ДВС.

«Паровой двигатель» - Силовые машины, которые редко останавливаются и не должны менять направление вращения. Коэффициент полезного действия. Первые промышленные двигатели. Презентация по физике на тему: История изобретения паровых машин. Преимущества паровых машин. Длина первой железной дороги составляла 850 м. Выполнил ученик 8”В” класса Янышев Владимир. Паровая машина на старой сахарной фабрике, Куба. Первым применением двигателя Ньюкомена была откачка воды из глубокой шахты.

«Механические волны 9 класс» - Сначала-блеск, За блеском-треск, За треском-плеск. В. Энергию. Источник совершает колебания вдоль оси ОХ. Природа. Форма фронта. Источник совершает колебания вдоль оси OY перпендикулярно ОХ. В е щ е с т в о. Длина волны, ?: ? = v ? Т или? = v: ? [?] = м. Механические волны -. Б. Заряд. Б. Процесс распространения колебаний в любой среде или вакууме. 2. Механические волны переносят в пространстве: А. Вещество. Ответьте на вопросы. Чему равна длина волны? Что «движется» в волне? В тихую погоду - нет нас нигде, А ветер подует - бежим по воде.

«Физика магнитного поля» - Объясним усиление магнитного поля. Поместив внутрь соленоида стальной стержень, мы получим простейший электромагнит. Создание электромагнита. Приблизительно сосчитаем количество примагнитившихся гвоздиков. Цели и задачи проекта: Автор проекта: Вагин Иван ученик 8 класса. Электромагнитные явления в технике. Магнитное поле соленоида. Источник магнитного поля. Использование электромагнитов в быту и технике.

«Урок Закон Джоуля-Ленца» - Подготовка к изучению нового материала. Изучение нового материала. Ленц Эмилий Христианович (1804-1865). Причина нагревания проводника электрическим током. Один из основоположников электротехники. Закон Джоуля- Ленца. Установил закон, определяющий тепловое действие электрического тока. Обосновал на опытах закон сохранения энергии. Вывод закона Джоуля- Ленца. Закон Джоуля-Ленца. Джоуль Джеймс Прескотт (1818-1889).

«Электроизмерительные приборы» - Приборы. Электроизмерительные приборы устроены на основе взаимодействия магнитных полей. 1)Амперметры – для измерения силы тока. Вольтметр: стрелка поворачивается в магнитном поле магнита. АМПЕРМЕТР – прибор для измерения тока, протекающего по участку цепи. Вильпан Анна 8Б. Классификация. 3)Омметры- для измерения электрического сопротивления. Имеет чувствительный элемент, называемый гальванометром. Электроизмерительные.