Бесплатно готовьтесь к ОГЭ и ЕГЭ
С пробным доступом к курсам MAXIMUM Education
Реклама: ООО «Юмакс», ИНН 7730681080, ERID 2VtzqumyLJD
Картинка баннера

Сила тока: что это такое и как ее измерить

23.06.2024 Обновлено 23.06.2024 139
Максим Устюжанин
Преподаю физику по любви

Блок «Электродинамика» в ЕГЭ по физике считается одним из самых сложных — с ним не справляется больше 40% участников экзамена. Чтобы успешно справиться с заданиями по электродинамике, нужно проработать базу, и сила тока — одно из основных определений. В статье мы научимся определять эту величину и разберемся, как определить ток в цепи во время выполнения лабораторной работе на ОГЭ.

В этой статье:

Что такое сила токаСила тока и сопротивлениеВлияние температуры на сопротивлениеФормула силы токаПримеры расчета силы токаПрибор для измерения силы токаКак измерить силу постоянного токаГде сила тока встречается на ОГЭ и ЕГЭПримеры заданий на ОГЭ и ЕГЭ
чему равна сила тока

Что такое сила тока

Сила тока характеризует, как много электрического заряда может пройти через поперечное сечение проводника за секунду. Силу тока измеряют в амперах (А). 

Простыми словами, это скорость перемещения заряда. Сила тока может показать, как быстро электрические заряды перемещаются в проводнике. 

Электрический ток появляется из-за движения свободных заряженных частиц под влиянием электрического поля. В металлах движущимися зарядами являются электроны, в электролитах — ионы, а в полупроводниках — как электроны, так и дырки. 

Сила тока и сопротивление

Сила тока связана с сопротивлением проводника и напряжением на его концах. Это соотношение описывается законом Ома, который гласит:

сила тока формула

Влияние температуры на сопротивление

Сопротивление проводника может зависеть от температуры. Для металлических проводников сопротивление увеличивается с повышением температуры. Увеличивается амплитуда колебаний атомов решетки, что затрудняет движение электронов. Для полупроводников сопротивление обычно уменьшается с повышением температуры, поскольку увеличивается количество носителей заряда.

Формула силы тока

Формула силы тока определяется законом Ома. Он помогает понять, как взаимосвязаны сила тока, напряжение и сопротивление в электрической цепи.

Как рассчитать, чему равна сила тока? Для этого используют формулу, которая является определением этой величины:

Как определить ток

Этот закон показывает, что сила тока пропорциональна заряду и обратно пропорциональна времени.

Примеры расчета силы тока

Рассмотрим несколько примеров, чтобы понять, как применять эту формулу на практике.

Пример 1. Если напряжение в цепи составляет 12 вольт, а сопротивление — 6 ом, то сила тока будет равна

силу тока измеряют

Пример 2. Если напряжение равно 24 вольта, а сопротивление — 8 ом, то сила тока составит

как рассчитать силу тока

Прибор для измерения силы тока

Силу тока измеряют с помощью амперметра. Этот прибор подключают в цепь последовательно с нагрузкой, через которую необходимо измерить ток. Современные амперметры могут быть как аналоговыми, так и цифровыми, предоставляя высокую точность измерений.

Принцип работы амперметра

Амперметр должен иметь очень низкое внутреннее сопротивление, чтобы не искажать измеряемую величину силы тока. Прибор фиксирует количество заряженных частиц, проходящих через него за определенное время, и отображает эту информацию на шкале или дисплее.

Аналоговые амперметры используют механическую стрелку и шкалу для отображения показаний. Они работают на основе отклонения стрелки под действием электрического тока, проходящего через катушку внутри прибора.

Цифровые амперметры отображают измеренное значение на электронном дисплее. Они обычно более точные и удобные в использовании, так как легко читаются и часто имеют дополнительные функции, например фиксацию максимальных и минимальных значений.

Виды амперметров

Существует несколько типов амперметров, каждый из которых имеет свои особенности и применяется в различных условиях:

  1. Портативные амперметры используются для мобильных измерений. Они часто обладают функцией мультиметра, то есть измерения напряжения, сопротивления и силы тока.
  2. Панельные амперметры встраиваются в щиты и панели управления, используются в стационарных установках.
  3. Клещи амперметры позволяют измерять ток, не разрывая цепь, что удобно для быстрых проверок и диагностики.

Как измерить силу постоянного тока

  1. Подготовка прибора. Убедитесь, что амперметр находится в рабочем состоянии и выставлен на нужный диапазон измерений.
  2. Подключение прибора. Включите амперметр последовательно с элементом цепи, через который хотите измерить ток. Это означает, что ток должен проходить через амперметр.
  3. Измерение. Включите цепь и снимите показания амперметра.

При измерении силы тока важно соблюдать полярность подключения амперметра в случае с постоянным током. Неправильное подключение может привести к ошибочным показаниям или повреждению прибора.

Пример измерения силы постоянного тока

Рассмотрим пример измерения силы постоянного тока в простой электрической цепи, состоящей из батареи, резистора и амперметра.

  1. Подготовьте амперметр, выбрав соответствующий диапазон измерений, например 0-10 А.
  2. Отключите цепь и подключите амперметр последовательно с резистором.
  3. Включите цепь и наблюдайте за показаниями амперметра. Если амперметр показывает, например, 2 А, это и есть сила тока в цепи.

Где сила тока встречается на ОГЭ и ЕГЭ

Вопросы на эту тему часто встречаются на ОГЭ и ЕГЭ по физике. Типичные задания включают:

  • расчет силы тока по определению;
  • изменение силы тока при последовательном и параллельном соединении;
  • использование закона Ома для решения заданий;
  • рассмотрение графиков зависимости силы тока от напряжения.

Примеры заданий на ОГЭ и ЕГЭ

ОГЭ

как узнать силу тока

Решение: 

чему равна сила тока

ЕГЭ

Пример 1

сила тока формула

Решение. Сначала находим общее сопротивление цепи: 

как определить ток

Теперь используем закон Ома: 

силу тока измеряют

Пример 2

как рассчитать силу тока

Решение. Сначала переведем минуты в секунды: 

3 минуты = 3 ∙ 60 = 180 секунд.

Теперь используем формулу 

как узнать силу тока

Понимание силы тока и умение ее измерять — ключевые навыки в изучении электричества. Знание закона Ома и формулы I = q/t​, а также правильное использование амперметра помогут не только в учебе, но и в реальных практических ситуациях.

Эта статья помогла вам лучше понять, что такое сила тока, как она связана с сопротивлением, напряжением и зарядом, а также как узнать силу тока. Углубить свои знания и подготовиться к экзаменам по физике вы сможете на курсах ОГЭ и ЕГЭ в MAXIMUM Education. Опытный преподаватель, который сам сдал экзамен на высокий балл, простым языком объяснит вам теорию, а отработать ее на практике вы сможете на заданиях экзаменационного формата, которые наши методисты составляют по рекомендациям ФИПИ. Места в группах еще есть!

guest
0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments