Электричество шаг за шагом

Т-54. Единица электрического напряжения — вольт (В). Единицу для оценки электрического напряжения ввести нетрудно — это тот же вольт, с помощью которого мы оценивали электродвижущую силу (Т-52). Проблема в том, чтобы пояснить саму характеристику напряжение, а для этого придётся немного оглянуться назад.

Давайте в электрическую цепь, в которой один гальванический элемент Б₁, включим три лампочки Л₁, Л₂ и Л₃, соединённые последовательно. Электроны, отправившись в путь с «минуса» батареи, последовательно проходят сначала Л₁,затем Л₂ и, наконец, Л₃,после чего уходят в «плюс» батареи. Будем считать, что сопротивление нити у всех лампочек одинаковое, например по 5 Ом. Процессы в этой схеме настолько интересны и важны, что вскоре мы рассмотрим их очень подробно (Т-68, Т-69). А пока вооружимся ещё незнакомым нам прибором для измерения э.д.с. — вольтметром. Для начала подключим его к самому нашему генератору — к гальваническому элементу Б₁. Прибор, как и следовало ожидать, покажет электродвижущую силу элемента (батареи) 1,5 В — на то он и вольтметр. Если окажется, что вольтметр покажет несколько меньшую величину, не спешите с диагнозом о его неисправности — при включении электрической цепи бывает, что некоторая часть электродвижущей силы остаётся в самом генераторе.

Теперь поочередно будем подключать вольтметр к лампочкам Л₁, Л₂ и Л₃ — во всех трёх случаях прибор покажет одну и ту же величину 0,5 В. Это значит, что генератор Б₁, продвигая электроны по цепи, поровну распределил свои усилия между тремя одинаковыми потребителями энергии (у всех трёх одно и то же сопротивление — 5 Ом). Поскольку их три и они одинаковы, то каждому досталась третья часть той энергии, которую затрачивает генератор, продвигая электроны по всей последовательной цепи. И в каждой лампочке при накаливании её нити выполняется третья часть той работы, которая выполняется во всей цепи. Зная Э.Д.С., можно сказать, что при прохождении одного кулона во всей цепи выполняется работа 1,5 джоуля, и третья часть (0,5 Дж) приходится на долю каждой лампочки. Эта третья часть общей работы и есть напряжение на лампочке. Поэтому к какой бы лампочке мы ни подключили вольтметр, он покажет 0,5 В — третью часть электродвижущей силы генератора.

Коротко говоря, напряжение на каком-либо участке электрической цепи есть часть э.д.с., которая досталась этому участку. Или, что то же самое, напряжение в вольтах — это работа в джоулях, которая выполняется на участке цепи, когда по нему проходит заряд 1 кулон.

В заключение знакомства с первым нашим комплектом единиц измерения (метр, килограмм, секунда, кулон, ампер, ньютон, джоуль, ватт, вольт, ом) уточним, как было обещано, определение единицы сопротивления 1 ом. Чуть выше говорилось, что это такое сопротивление, в котором под действием э.д.с. 1 В идёт ток 1 А. Можно сказать об этом более спокойно: в проводнике сопротивлением 1 Ом идёт ток 1 А, если напряжение на концах этого проводника 1 В.

ВК-68.Если ток создают оба вида свободных зарядов — положительные и отрицательные, то, определяя силу тока, нужно учитывать и те и другие. Потому что оба вида зарядов одинаково хорошо работают, упорядоченно двигаясь (хоть и в разные стороны) под действием электрических сил. И те и другие заряды ударяются о неподвижные атомы, что удобно считать причиной появления тепла. И те и другие заряды в районе химических реакций участвуют в создании электрических сил генератора.