Главная страница » Что такое тао в физике

Что такое тао в физике

  • автор:

Температура в физике — основные понятия, формулы и определение с примерами

Перед тем как, например, пойти на пляж, многие интересуются прогнозом погоды. И если ожидается температура воздуха 10 °С, то, скорее всего, планы будут изменены. А стоит ли отказываться от прогулки, если прогнозируется температура 300 К (кельвинов)? И что на самом деле вкладывают физики в понятие «температура»?

Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами

Что такое температура

Эксперименты показывают, что макроскопическая система может переходить из одного состояния в другое. Например, если в морозный день занести в комнату шарик, наполненный гелием, то гелий в шарике будет нагреваться и при этом будут изменяться давление, объем и некоторые другие параметры газа. После того как шарик пробудет в комнате некоторое время, изменения прекратятся. Один из постулатов молекулярной физики и термодинамики — его еще называют нулевое начало термодинамики — гласит: любое макроскопическое тело или система тел при неизменных внешних условиях самопроизвольно переходит в термодинамическое равновесное состояние (состояние теплового равновесия), после достижения которого все части системы имеют одинаковую температуру. Нулевое начало термодинамики фактически вводит и определяет понятие температуры.

Температура — физическая величина, характеризующая состояние теплового равновесия макроскопической системы.

Состояние теплового равновесия — это такое состояние макроскопической системы, при котором все макроскопические параметры системы остаются неизменными сколь угодно долго.

В состоянии теплового равновесия все части системы имеют одинаковую температуру; другие макроскопические параметры неизменны, но могут быть разными. Вспомните пример с шариком: после того как установится тепловое равновесие, температура окружающего воздуха и температура гелия в шарике будут одинаковыми, а давление, плотность и объем — разными.

Как работают термометры

Температура — это физическая величина, и ее можно измерять. Для этого нужно установить шкалу температур. Самые распространенные температурные шкалы — шкалы Цельсия, Кельвина, Фаренгейта (рис. 29.1).

Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами

Построение шкалы температур начинается с выбора реперных (опорных) точек, которые должны быть однозначно связаны с какими-либо физическими процессами, которые легко воспроизвести. Например, за нулевую точку температурной шкалы Цельсия принята температура таяния льда при нормальном атмосферном давлении ( t = 0 °С). Температуре кипения воды при нормальном атмосферном давлении приписывают значение t =100 °С. Единица температуры по шкале Цельсия — градус Цельсия:

Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами.

Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами

Рис. 29.2. различные виды термометров: а — жидкостный (принцип действия: изменение объема жидкости при изменении температуры); б — термометр сопротивления (изменение электрического сопротивления проводника при изменении температуры); в — биметаллический деформационный (изменение длин двух разных металлических пластин при изменении температуры)

Приборы для измерения температуры — термометры (рис. 29.2). Основные части любого термометра — термометрическое тело (ртуть или спирт в жидкостном термометре, биметаллическая пластина в металлическом деформационном термометре и т. д.) и шкала. Если термометрическое тело привести в контакт с телом, температуру которого нужно измерить, система придет в неравновесное состояние. При переходе в равновесное состояние будут изменяться некоторые параметры термометрического тела (объем, сопротивление и т. п.). Зная, как эти параметры зависят от температуры, определяют температуру тела.

  • Термометр фиксирует собственную температуру, равную температуре тела, с которым термометр находится в термодинамическом равновесии.
  • Термометрическое тело не должно быть массивным, иначе оно существенно изменит температуру тела, с которым контактирует.
Температура и средняя кинетическая энергия молекул

То, что температура тела должна быть связана с кинетической энергией его молекул, следует из простых соображений. Например, с увеличением температуры увеличивается скорость движения броуновских частиц, ускоряется диффузия, повышается давление газа, а это значит, что молекулы движутся быстрее и их кинетическая энергия становится больше. Можно предположить: если газы находятся в состоянии теплового равновесия, средние кинетические энергии молекул этих газов одинаковы. Но как это доказать, ведь непосредственно измерить эти энергии невозможно?

Обратимся к основному уравнению МКТ идеального газа: Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами. По определению Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами, поэтому Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами. После преобразований получим: Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами.

Таким образом, чтобы экспериментально убедиться в равенстве средних кинетических энергий молекул различных газов при одинаковой температуре, нужно измерить объемы (V), давления (p) и массы (m) газов и, зная их молярную массу (M), найти число молекул каждого газа (N) по формуле Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами.

Чтобы обеспечить одинаковую температуру, можно, например, погрузить баллоны с различными газами в сосуд с водой и дождаться состояния теплового равновесия (рис. 29.3).

Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами

Рис. 29.3. опыт, позволяющий установить связь между температурой и средней кинетической энергией поступательного движения молекул газа. Газы в сосудах находятся в состоянии теплового равновесия со средой, а следовательно, и друг с другом

Эксперименты показывают, что для всех газов в состоянии теплового равновесия отношение Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерамиодинаково, а следовательно, одинаковыми являются и средние кинетические энергии молекул газов. (Отношение Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерамичасто обозначают символом θ (тета).)

Например, при температуре 0 °С (сосуды с газами погрузили в тающий лед) Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами, Дж, то есть Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерамиДж; при температуре 100 °С (сосуды погрузили в кипящую воду) Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерамиТемпература в физике - основные понятия, формулы и определение с примерамиДж. Так как в состоянии теплового равновесия значение θ для любых газов одинаково, то температуру можно измерять в джоулях.

Абсолютная шкала температур

Понятно, что в джоулях представлять температуру неудобно (прежде всего потому, что значения θ очень малы), к тому же неудобно полностью отказываться от шкалы Цельсия. В 1848 г. английский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин) (1824–1907) предложил абсолютную шкалу температур (сейчас ее называют шкалой Кельвина).

Температуру Т, измеренную по шкале кельвина, называют абсолютной температурой.

Единица абсолютной температуры — кельвин — основная единица СИ: [T] = 1 К (К).

Шкала Кельвина построена следующим образом:

  • изменение температуры по шкале Кельвина равно изменению температуры по шкале Цельсия: ∆ = T t ∆ , то есть цена деления шкалы Кельвина равна цене деления шкалы Цельсия: 1 °С = 1 К; температуры, измеренные по шкалам Кельвина и Цельсия, связаны соотношениями: Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами
  • температура по шкале Кельвина связана с величиной Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерамисоотношением θ = kT, где k — постоянная Больцмана — коэффициент пропорциональности, не зависящий ни от температуры, ни от состава и количества газа: Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами
  • абсолютная температура имеет глубокий физический смысл: средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа прямо пропорциональна абсолютной температуре: Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами(1) То есть, если газ охладить до температуры T= 0 К, движение его молекул должно прекратиться (Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами). Таким образом, нулевая точка шкалы Кельвина — это самая низкая теоретически возможная температура. На самом деле движение молекул не прекращается никогда, поэтому достичь температуры 0 К (–273 °С) невозможно.

Абсолютный нижний предел температуры, при котором движение молекул и атомов должно прекратиться, называют абсолютным нулем температуры. Давление p газа полностью определяется его абсолютной температурой T и концентрацией n молекул газа: p=nkT (2).

  • Физическая величина, характеризующая состояние теплового равновесия макроскопической системы, называется температурой. Абсолютный нижний предел температуры, при котором движение молекул и атомов должно прекратиться, называют абсолютным нулем температуры. Шкала, за нулевую точку которой взят абсолютный нуль температуры, называется абсолютной шкалой температур (шкалой Кельвина). Единица абсолютной температуры — кельвин (К) — основная единица СИ. Температуры по шкале Кельвина и Цельсия связаны соотношением: T=t + 273; t=T – 273.
  • Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа прямо пропорциональна абсолютной температуре, а давление газа определяется абсолютной температурой и концентрацией молекул газа:Температура в физике - основные понятия, формулы и определение с примерами— постоянная Больцмана.

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Telegram и логотип telegram являются товарными знаками корпорации Telegram FZ-LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Математики хотят упразднить число Пи

Некоторые математики считают, что всем, начиная со школьников и заканчивая академиками, следует отказаться от использования при математических расчетах числа Пи. И вовсе не потому, что оно не точное, а из-за того, что им неудобно пользоваться. Гораздо выгоднее, с их точки зрения, использовать другую математическую константу — число Тау…

Математики хотят упразднить число Пи

Что и говорить, математика — наука достаточно консервативная и степенная. Опровержение старых теорий,

  • смена парадигм
  • и прочие подобные события,

которые достаточно часто случаются у

  • физиков,
  • химиков,
  • биологов,
  • историков и т.п.,

обходят эту отрасль человеческого знания стороной. Может быть, именно поэтому иногда математики начинают скучать и предлагать весьма оригинальные «реформы» своей дисциплины. Например, недавно группа ученых предложила упразднить известное всем со средней школы число… Пи.

Что предлагают изменить учёные, исключив число Пи из расчетов?

При этом «реформаторы» заявляют, что отменить эту математическую константу, выражающую отношение длины окружности к длине ее диаметра, следует вовсе не потому, что она «не справляется со своими обязанностями» (то есть не точна), а потому, что этим числом просто неудобно пользоваться. Но как же тогда вычислять длину окружности, спросите вы? Очень просто, ответят реформаторы. Вместо неудобного числа Пи следует использовать число Тау, которое выражает отношение длины окружности к ее радиусу. То есть, как вы понимаете, его значение в два раза больше числа Пи — если последнее приблизительно определяется как 3,14, то число Тау равно (тоже приблизительно) 6,28.

Что не нравится учёным в числе Пи?

За что же ученые мужи так взъелись на в общем-то не только безобидное, но и весьма полезное число Пи? Об этом может поведать один из самых непримиримых противников использования данной константы, бывший физик-теоретик, а ныне педагог Майкл Хартл из США:

«Несмотря на то, что прибегать к использованию числа Пи — путь ошибочный, непосредственно в самом определении этой постоянной никакой ошибки нет. Данная буква означает именно то, что вы хотите — так называемое отношение длины окружности к диаметру. Однако посудите сами — ведь окружность не диаметром задается, а радиусом. В соответствии со стандартным определением, окружностью называется фигура, которая состоит из всех точек плоскости, отнесенных от некоего центра на конкретную длину — то есть на радиус».

Итак, по мнению Хартла, вина числа Пи заключается всего лишь в том, что оно просто «неестественное». При этом ученый утверждает, что использование данной константы может сказаться на формировании сознания юных математиков.

«Когда вы начинаете задавать геометрическую постоянную круга посредством отношения длины окружности к ее диаметру, то это можно считать ни чем иным, как делением ее на удвоенный радиус, и данная двойка станет преследовать ваш ум в процессе всех вычислений», — предостерегает Хартл.

По мнению ученого, использование числа Тау избавит психику математика от этой самой «преследующей двойки» и сделает многие расчеты параметров окружности и круга

  • проще,
  • быстрее
  • и удобнее.

Кроме того, применение в расчетах именно этого числа таит в себе еще одну выгоду. Если измерять окружность не в градусах, а в радианах (радианом называется центральный угол, длина дуги которого равна радиусу окружности), то для того, чтобы выразить в данном случае полную окружность через Пи, нужно умножить радиус на два Пи, а при использовании числа Тау — потребуется умножить всего лишь на одно Тау.

Сначала (с 2001 года, когда профессор Университета Юты (США) Боб Пале опубликовал первую статью, в которой доказывал ошибочность применения числа Пи) данное предложение рассматривалось большинством математиков как некая блажь коллег из Западного полушария. Но со временем у него нашлось много сторонников и среди ученых Старого Света.

«Это одна из самых странных вещей, которые мне пришлось увидеть, но она имеет смысл. Удивительно, как люди раньше этого не поняли. Почти все, что мы делаем с числом Пи, мы можем делать и с числом Тау, но когда мы противопоставляем Пи и Тау, то Тау выигрывает — оно гораздо более натурально», — говорит британец Кевин Хьюстон, математик из Университета Лидса.

Итак, количество приверженцев числа Тау среди математиков неуклонно растет, хотя некоторые из них сомневаются в том, что его конкурента число Пи удастся так вот сразу упразднить. Ведь традиция использования данного числа имеет долгую историю.

Есть сведения, что этой константой пользовались еще

  • древнеегипетские,
  • вавилонские
  • и древнеиндийские

математики. Самое раннее из известных приближенных значений этого числа датируется 1900 годом до нашей эры. Причем вавилоняне определяли его как 25/8, а египтяне — как 256/8. Интересно, что оба значения отличаются от истинного не более, чем на один процент. А ведический текст «Шатапатха-брахмана» указывает значение Пи как 339/108 (приблизительно равно 3,139), что тоже довольно близко к истине.

Способ вычисления числа Пи: история появления

Первый же математический способ вычисления числа Пи предложил великий греческий математик и физик Архимед. Он был достаточно прост — ученый вписывал в окружность и описывал около нее правильные многоугольники. Принимая диаметр окружности за единицу, Архимед рассматривал периметр вписанного многоугольника как нижнюю оценку длины окружности, а периметр описанного многоугольника как верхнюю оценку. В итоге, рассматривая правильный 96-угольник, Архимед пришел к выводу, что число Пи должно вычисляться как среднее между значениями выражений 3+10/71 и 3+1/7. В итоге получилось, что искомое число равно 3,1419. Конечно, это не совсем точное значение, но все-таки весьма и весьма близкое.

Чуть позже, в 265 году нашей эры китайский математик Лю Хуэй из царства Вэй предложил свой алгоритм расчета числа Пи. Согласно ему, эта константа равна 3,14159. А в 480 году его коллега Цзу Чунчжи продемонстрировал, что Пи приблизительно равно 355/113, и показал, что Пи больше 3,1415926, но меньше 3,1415927. Любопытно, что данное значение этой константы считалось самым точным последующие 900 лет. Однако впоследствии ее значение неоднократно уточнялось.

Интересно еще и то, что в течение долгого времени эта важнейшая математическая константа была фактически безымянной. Впервые это число греческой буквой Пи обозначил британский математик Джонс в 1706 году, а общепринятым оно стало после работ Леонарда Эйлера в 1737 году. Согласно общепринятой версии, данное обозначение происходит от начальной буквы греческих слов περιφέρεια (окружность, периферия) и περίμετρος (периметр).

Так что, как видите, у числа Пи достаточно долгая и насыщенная история. Поэтому вряд ли его поклонники сдадутся без боя. Однако противники данной константы заявляют, что не собираются вытеснять Пи насильственными методами.

«Я не призываю к реальному насилию — ведь, согласитесь, это было бы уже дикостью, не так ли?» — заявляет самый непримиримый Пи-ненавистник Майкл Хартл.

Он даже выражает озабоченность по поводу того, что «…в процессе обращения в нашу веру многие люди становятся злы на Пи, чуть ли не как на своего личного врага. У них возникает ощущение, будто всю жизнь их обманывали, так что удивительно, какие гневные слова люди находят против этого числа — часто совсем уж неприличные».

Поэтому Хартл и его коллеги призывают к мирному вытеснению числа Пи из математической реальности и заменой его на число Тау. Они говорят, что следует постоянно пропагандировать абсурдность применения первого и удобство использования последнего. По их словам, людей нужно не заставлять отказываться от использования Пи, а убеждать в том, что Тау куда лучше. И тогда, по предположению Хартла, в конце концов число Пи тихо удалится из современной математики и займет свое место в архиве на полке «Математические константы прошлых веков».

Будет ли это так, или нет — сказать сложно. Как было сказано выше, математика — наука консервативная, и не было еще случая, чтобы кто-то из ее адептов отказался от использования традиционных констант. Но, может быть, число Пи станет первой из тех констант, которые сдали «в утиль» за ненадобностью…

Добавьте Pravda в свои источники в Яндекс.Новости или News.Google

Также будем рады вам в наших сообществах в Дзене, ВКонтакте, Одноклассниках.

Электрический ток. Все о силе тока в физике

Прежде чем выяснять, что такое сила тока и от чего она зависит, нужно дать определение электрическому току как движению заряженных частиц.

Что такое электрический ток

Слово «ток» обозначает течение, а электрический ток — это течение заряда. Какие же частицы обладают зарядом?

В металлах имеются свободные электроны, а в растворах солей, кислот или щелочей — положительно и отрицательно заряженные ионы. Все эти частицы могут участвовать в создании электрического тока. Но сами по себе заряженные частицы не создают электрический ток.

Чтобы в проводнике возник электрический ток, движение заряженных частиц должно быть упорядоченным. В соединительном проводнике свободные электроны перемещаются под действием электрического поля.

Итак, электрический ток — это упорядоченное (направленное) движение заряженных частиц под действием электрического поля.

Источники электрического тока

Чтобы получить электрический ток в проводнике, необходимо привести заряженные частицы в направленное движение. Но как получить ток, который существовал бы длительное время?

Возьмем два заряженных тела А и В, заряды которых равны по модулю, но противоположны по знаку, и соединим их проводником.

На отрицательно заряженном теле находится избыток электронов, на положительно заряженном теле — недостаток электронов. В проводнике на короткое время возникнет электрический ток. Он будет существовать до тех пор, пока не исчезнет электрическое поле.

Процесс разделения зарядов осуществляют источники электрического тока.

В источнике тока благодаря химическим или иным процессам (в зависимости от принципа его действия) происходит разделение положительно и отрицательно заряженных частиц.

Эти разделенные частицы накапливаются на так называемых полюсах источника тока.

Примерами источников тока являются аккумуляторы. Они могут быть свинцовыми(кислотными), а также широкое применение получили железно-никелевые(щелочные).

В последние десятилетия наряду с традиционными источниками тока стали широко применяться источники, изготовленные на основе химического элемента лития.

Впечатляет также разнообразие габаритов источников электричества: от миниатюрныхбатареек для питания ручных часов и до мощных аккумуляторных батарей, устанавливаемых на подводных лодках.

Что такое сила тока

Подобно автомобилям разных конструкций и оснащения, заряженные частицы перемещаются в прямом или обратном направлении, быстрее или медленнее. Их скорость и концентрация создают «движение», только не на шоссе, а в проводнике.

Для количественной характеристики электрического тока в цепи вводится понятие силы тока. Силу тока обочначают буквой І.

Сила тока

Сила тока — физическая величина, равная отношению количества заряда к величине этого промежутка времени.

Это физическая величина, равная количеству заряда, проходящего за единицу времени через поперечное сечение проводящего материала-проводника. Его носители могут быть как отрицательно, так и положительно заряженные.

В первом случае, это электроны или отрицательные ионы-анионы, во втором — положительные ионы-катионы или «дырки» (пустоты в кристаллической решетке полупроводника, которые ведут себя как положительно заряженные частицы).

Электрическое напряжение

Нетрудно представить, что электрический ток подобен потоку воды в шланге. Если удерживать оба конца шланга на одном уровне, то никакого течения воды не будет.

Если же один из концов опустить вниз, то вода потечет с более высокого уровня на низкий. Разность уровней воды аналогична напряжению источника тока.

Чем выше напряжение (чем больше разница в уровнях воды), тем больше сила тока в цепи (тем быстрее движется вода в шланге).
Работу электрического поля, создающего электрический ток, называют работой тока Аэл.

Работа тока зависит от напряжения.
Напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного электрического заряда из одной точки в другую и обозначают буквой U.

Единица электрического напряжения называют вольтом.

Прибор, с помощью которого измеряют напряжение на полюсах источника тока или на каком-нибудь участке цепи, называют вольтметром. По внешнему виду и устройству вольтметр очень похож на амперметр.

На электрических схемах вольтметр изображают в виде кружка с буквой V.

Электрическое сопротивление

Если включать в цепь различные проводники, то сила тока будет различной.

Посмотрим на зависимость силы тока от вида проводника, включенного в цепь. Соберем цепь, состоящую из источника тока, ключа, лампочки и амперметра. Будем последовательно подсоединять проводники одинакового размера, но сделанные из разного материала: железа, меди, никеля.

Свечение лампочки и сила тока больше при подключении железного проводника, чем при включении никелевого, но меньше, чем при включении медного.

Разные проводники обладают различным сопротивлением электрическому току из-за особенностей в строении их кристаллической решетки.

Такая зависимость остается справедливой не только для металлов, но и для проводников другой природы, например электролитов.
Электрическое сопротивление – это физическая величина характеризующая способность проводника препятствовать протеканию электрического тока в этом проводнике.

Сопротивление обозначают буквой R.

Единицу сопротивления называют Ом (1 Ом). 1 Ом – это сопротивление такого проводника, в котором при напряжении на концах 1В сила тока равна 1А:

Как возникает сила тока

Сила тока возникает из-за разности значений напряжения (или потенциалов) в начале и на конце проводника. Для поддержания разности потенциалов нужен источник энергии.

В зависимости от устойчивости показателя и направления протекания, ток бывает постоянным или переменным. Постоянный может существовать только в замкнутом контуре, в котором есть непрерывное круговое движение заряженных частиц. Например, в гальванических элементах — батарейках и аккумуляторах. В этих устройствах энергия вырабатывается благодаря химическим процессами.

Возникновение силы тока

Для возникновения постоянного электрического тока в веществе необходимо наличие свободных заряженных частиц.

Постоянный ток получают не только от батареек и аккумуляторов, но и путем выпрямления переменного, в частности, производимого генераторами.

Работа электронной аппаратуры от сети переменного источника в квартирах осуществляется посредством дополнительных приборов: блоков питания с выпрямителями сигналов, стабилизаторов напряжения.

В чем она измеряется и как посчитать

Сила тока измеряется в амперах — обозначение 1 А. Ампер — одна из семи основных единиц.

1А = 1Кл/c, где Кл (или С) — это кулон, единица измерения количества электрического заряда.

Сила тока обозначается символом I (согласно первой букве французского Intensite´ du courant).

Величина ее определяется по формуле I=qn Vср S cos a, где:

  • q — сумма зарядов;
  • n — концентрация частиц;
  • Vср — средняя скорость их упорядоченного движения;
  • S — площадь проводника;
  • a — угол между вектором направления движения и вектором нормали (перпендикуляра) к поверхности проводника.

Ампер

Ампер — единица измерения силы электрического тока.

Закон Ома

Экспериментально доказано, что во сколько раз увеличивается напряжение на участке цепи, во столько же раз увеличивается и сила тока на этом участке. То есть сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах этого проводника.

График зависимости силы тока от напряжения будет представлять собой прямую линию, проходящую через начало координат . Его называют вольт-амперной характеристикой цепи.

Зависимость силы тока от сопротивления показывает, что чем больше сопротивление проводника, тем меньше сила тока при одном и том же напряжении между концами проводника. Поэтому сила тока в проводнике обратно пропорциональна сопротивлению проводника

Для участка цепи величина I рассчитывается по формуле немецкого физика Георга Ома, открывшего в 1926 г. закон взаимосвязи между силой тока, напряжением и сопротивлением проводника:

  • U — напряжение (или падение напряжения, или разность потенциалов), измеряется в вольтах — обозначение В или V;
  • R — сопротивление проводника, измеряется в омах — обозначение Ом или W.

Или по формуле I=UG, где обозначение G — это проводимость или электропроводность (величина, обратная сопротивлению, измеряется в сименсах, обозначение — См или S).

Расчет для полной цепи происходит по формуле I=e/R+r, где:

  • e — ЭДС или электро-движущая сила в цепи, измеряется в вольтах;
  • R — суммарное сопротивление всех приборов, включенных в цепь;
  • r — внутреннее сопротивление источника напряжения.

Сила тока зависит от электрического напряжения (или разности потенциалов, или ЭДС). В случаях, когда r<>R, можно считать, что она обратно пропорциональна либо сопротивлению цепи, либо сопротивлению источника.

Закон Ома

Закон Ома для полной цепи.

Значение I связано с показателем скорости преобразования электрической энергии — мощностью P (единицы измерения ватты -обозначение Вт или W). Для линейной цепи, в которой соблюдается закон Ома, расчет P производится по формуле:

P=IU или P=I2R=U2/R.

Значение I прямо пропорционально мощности: I=P/U. В приборах большей мощности возникает ток большей силы.

Как измерить силу тока

Эту характеристику можно измерить с помощью амперметра. Прибор последовательно подключается к электрической сети (плюс к плюсу, минус к минусу). Чем ниже сопротивление амперметра, тем меньше его влияние на измерения, и тем они точнее. Если сопротивление амперметра стремится к нулю, он нейтрален и не влияет на показатели сети.

Работа амперметра основана на магнитном действии тока. Чем больше сила тока, проходящего по катушки, тем сильнее она взаимодействует с магнитом и тем больше угол поворота стрелки амперметра.

При измерении силы тока амперметр включается в цепь последовательно с тем прибором, силу тока в котором нужно измерить.

У каждой клеммы прибора стоит свой знак: «+» или «-«.

Клемму со знаком «+» нужно соединить с проводом, идущим от положительного полюса источника тока, а клемму со знаком «-» — с проводом, идущим от отрицательного полюса источника тока.

На электрических схемах амперметр изображают в виде кружка с буквой А.

Виды амперметров

По конструкции амперметры бывают:

  • аналоговые (со стрелочной измерительной головкой);
  • цифровые (с индикатором).

Амперметр

Амперметр — прибор для измерения силы тока в амперах.

По способу измерения:

  1. Магнитоэлектрические, в которых отклонение чувствительной стрелки и показатели зависят от силы взаимодействия полей постоянного магнита и поля электрического тока в алюминиевой рамке, и угла поворота последней.
  2. Электромагнитные, показатели которых меняются с подвижками железного сердечника под влиянием электромагнитного поля катушки.
  3. Электродинамические, в которых отклонение стрелки связано с притяжением или отклонением подвижной катушки относительно неподвижной, соединенных последовательно или параллельно.
  4. Тепловые, в которых при нагреве электрическим током происходит изменение длины металлической нити и положения связанной с нитью измерительной стрелки.
  5. Индукционные, в которых связанный со стрелкой металлический диск отклоняется под воздействием электромагнитного поля неподвижных катушек.
  6. Детекторные, в которых магнитоэлектрический прибор соединен с выпрямителем-детектором.
  7. Термоэлектрические, которые состоят из нагревателя и магнитоэлектрического измерительного механизма.
  8. Фотоэлектрические, в которых фотоэлектрический элемент преобразует световой поток в электрический.

Магнитоэлектрические приборы определяют только силу постоянного тока, индукционные и детекторные — переменного. Фотоэлектрические высокоточные приборы работают с постоянным током и током низкой и высокой частоты.

Остальные из перечисленных подходят для разных токов.

Приборы бывают многофункциональными, т.е. действующими в разных режимах. Например, мультиметр работает и как вольтметр, и как омметр, и как мегомметр (для высоких сопротивлений).

В всех современных измерительных приборах есть переключатель диапазона чувствительности.

Что такое R в законе всемирного тяготения?

Сила взаимодействия двух тел прямо пропорциональна массе каждого из этих тел и обратно пропорциональной квадрату расстояния между центрами этих тел: F = G m 1 m 2 R 2, где G = 6,67 ⋅ 10 − 11 Н ⋅ м 2 кг 2 — гравитационная постоянная, R — расстояние между центрами тел. 1.

Как найти R в физике закон всемирного тяготения?

Так как `g=GM/R^2`, то можем найти радиус Солнца: `R=sqrt((GM)/g)`.

Как зависит сила тяготения от расстояния r между телами?

Он звучит так: все тела притягиваются друг к другу, сила всемирного тяготения прямо пропорциональна произведению масс тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Что такое G в силе всемирного тяготения?

Гравитацио́нная постоя́нная, постоянная Ньютона (обозначается обычно G, иногда GN или γ) — фундаментальная физическая постоянная, константа гравитационного взаимодействия.

Чему равна сила тяготения?

Силы всемирного тяготения также называют гравитационными силами, а коэффициент пропорциональности G в законе всемирного тяготения называют гравитационной постоянной. Численно она равна G = 6,67428 · 10−11 Н·м2·кг−2.

Что означает сила тяжести?

Сила, с которой Земля притягивает к себе тело, называется силой тяжести. Сила тяжести обозначается буквой F с индексом: Fтяж.

Что означает R в физики?

R — в физике: обозначение электрического сопротивления.

Как вычислить r?

\(R=\frac\); 1 Ом = 1 В 1 А. Единицы измерения применяют с кратными приставками: миллиом (мОм), килоом (кОм), мегаом (МОм).

Как найти R формула?

R = L/2п, где L — длина окружности, п = 3,14. Найдем радиус окружности: r = 6,28: (2 * 3,14) = 6,28: 6,28 = 1 см — радиус окружности.

В чем измеряется сила тяжести?

Она измеряется в Ньютонах — это единица измерения названа в честь Исаака Ньютона.

Как найти м2 из закона всемирного тяготения?

Формула всемирного тяготения: F * R^2 = G*(m1*m2). Из этой формулы нужно выразить m2. m2 = (F * R^2) / (G * m1).

Как работает гравитация?

Одна из имеющихся в природе сил — сила гравитации. Она действует на любые тела. Сила гравитации проявляется как взаимное притяжение. Всемирное гравитационное взаимодействие проявляется в том, что все тела взаимно притягиваются с силой, которая зависит от масс тел и расстояния между телами.

Как называется коэффициент G в формуле закона всемирного тяготения?

Коэффициент пропорциональности G называется постоянной тяготения Ньютона, или гравитационной постоянной. Численное значение G было определено впервые английским физиком Г.

Как найти M в законе всемирного тяготения?

Нам нужно найти m2 по формуле закона всемирного тяготения. Формула всемирного тяготения: F * R^2 = G*(m1*m2). Из этой формулы нужно выразить m2. m2 = (F * R^2) / (G * m1).

Как направлена сила тяготения?

Сила тяжести направлена всегда вниз и приложена непосредственно к телу, которое действует на свою опору. Если говорить по-другому, то сила тяжести всегда направлена к центру Земли.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *