Практическая работа
Электрический ток в различных средах.
Цель занятия: Научиться применять основные формулы
Пояснение к занятию:
Постоянный электрический ток – ток, значение и направление которого не изменяется с течением времени.
Сила тока – величина, характеризующая быстроту переноса заряда в проводнике через поперечное сечение.
I = 
[I] = А; Плотность тока - j = 
j = [A/м2]
Сопротивление проводника – величина, характеризующая противодействие электрическому току в проводнике, которое обусловлено внутренним строением проводника.
R = ρ 
[R] = Ом
R = R0(1+α·t)- зависимость сопротивления проводника от его температуры.
R0 – сопротивление проводника при 00С, α – температурный коэффициент сопротивления.
ЭДС – величина, характеризующая отношение работы сторонних сил к значению положительного заряда, переносимого внутри источника.
ε = 
[ε] = В
Закон Ома для участка цепи: сила тока на участке цепи прямо пропорциональна напряжению на концах этого участка и обратно пропорционально его сопротивлению.
I = 
Мощность тока - P = U·I [P] = Вт
Закон Ома для полной цепи: сила тока в цепи прямо пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна сумме сопротивлений внешней и внутренней цепей.
I = 
Закон Фарадея: масса выделившегося вещества на электроде прямо пропорциональна заряду, прошедшего через электролит.
m=k·I·t (кг), где k -электрохический эквивалент, [ k ] = кг/Кл
Полупроводники – вещества, занимающие промежуточную позицию между проводниками и диэлектриками, отличаются от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от концентрации примесей, температуры и различных видов излучения.
Задание на выполнение работы:
Необходимо найти все величины указанные в таблице знаком «?», если в таблице стоит знак «- » то эту величину находить ненужно.
1. По предложенным данным необходимо найти величины Ӏ, q, U, R и ℓ
| Вариант | I, мА | q, Кл | t, мин | U, В | R, Ом | ℓ,см | ρ, Ом·м | S, см2 |
| 1. | ? | ? | ? | 5,6·10-8 | 2 | |||
| 2. | ? | ? | ? | 2,6·10-8 | 3 | |||
| 3. | ? | ? | ? | 1,59·10-8 | ||||
| 4. | ? | ? | ? | 1·10-6 | 1,5 |
2. По предложенным данным необходимо найти величины R, Αст, и q.
| Вариант | R, Ом | R0, Ом | α, 0С-1 | t, 0C | ε, В | Αст, Дж | q, Кл |
| 1. | ? | 0,0045 | ? | 0,02 | |||
| 2. | ? | 0,0068 | 0,36 | ? | |||
| 3. | ? | 0,0048 | ? | 0,05 | |||
| 4. | ? | 0,0004 | 0,56 | ? |
3. По предложенным данным необходимо найти величины R,и r.
| Вариант | R, Ом | Ӏ, мА | ε, В | r, Ом |
| 1. | ? | 4,5 | 0,3 | |
| 2. | 6,5 | 5,6 | ? | |
| 3. | ? | 0,2 | ||
| 4. | ? |
Решить задачу на электролиз.
В-1. Электрическая плитка мощностью 1 кВт с нихромовой спиралью предназначена для включения в сеть с напряжением U = 220 В. Сколько метров проволоки радиусом 0,3 мм надо взять для изготовления спирали. Температура нити равна 7000С? (
=1 мкОм·м, 
=0,4·10-3 К-1)
В-2. При электролизе раствора серной кислоты с сопротивлением 0,4 Ом за 50 мин выделилось 3,3 л водорода при нормальных условиях. Определить мощность, расходуемую на нагревание электролита.
В-3. При электролизе раствора серной кислоты за 2 ч 23 мин выделилось 5 л водорода при нормальных условиях. Определить сопротивление раствора, если мощность тока 32,5 Вт.
В-4. Определить толщину h слоя меди, выделившейся за время t = 5 ч при электролизе медного купороса, если плотность тока j = 80 А/м2.
Ответить на вопросы:
В-1. Как возникает электрический ток в газах? В чем отличие самостоятельного и несамостоятельного разряда в газах?
В-2. До каких пор будет происходить электролиз медного купороса, если оба электрода медные? Оба электрода угольные?
В-3. Что такое собственная проводимость полупроводника? Как зависит проводимость полупроводника от температуры? Чем отличается донорная примесь от акцепторной?
В-4. Почему диод не пропускает ток в обоих направлениях? Какая характеристика диода является основной?