Srovės stipris, įtampa ir varža yra tarpusavyje susiję fizikiniai dydžiai, kuriuos apibrėžia Omo dėsnis. Tiriant srovės stiprio priklausomybę nuo įtampos, pastovus dydis yra laidininko varža. Taigi srovės stipris laidininke yra tiesiogiai proporcingas laidininko galų įtampai.
Bazinės sąvokos
Srovės stipris priklauso nuo pratekėjusio krūvio. Srovės stiprio vienetu laikoma tokio stiprio srovė, kuriai tekant atitokiais laidais vieno laido kiekvienas metras veikia kito laido kiekvieną metrą 0,0000002 N jėga. Srovės stiprio matavimo vienetas pavadintas prancūzų mokslininko Andrė Mari Ampero garbei. Jis pirmasis pavartojo elektros srovės sąvoką.
Voltas - įtampos matavimo vienetas, pavadintas italų mokslininko Alessandro Voltos garbei. Voltas sutrumpintai žymimas raide V. 1 V yra 1 J/C.
Omo dėsnis grandinės daliai
Ką teigia Omo dėsnis? Keisdami elektros grandinės įtampą ir matuodami srovės stiprio vertes, galime nustatyti, kad kiek kartų padidėja laidininko įtampa, tiek pat kartų sustiprėja ir juo tekanti srovė. I ∼ U. Tiriant srovės stiprio priklausomybę nuo įtampos, pastovus dydis yra laidininko varža.
Iš grafiko matome, kad 2 > 1, nes 1 laidininko elektros srovės stipris yra didesnis už 2 laidininko prie tos pačios įtampos.
Taip pat skaitykite: Elektros srovės stiprio, įtampos ir varžos priklausomybė
Išvestinės formulės
Pagrindinė Omo dėsnio forma:
I = U / R
Kur I - srovės stipris (A), U - įtampa (V), R - varža (Ω). Taip pat galioja išvestinės formulės:
- U = I · R - įtampos apskaičiavimas pagal srovę ir varžą;
- R = U / I - varžos apskaičiavimas pagal įtampą ir srovę.
Matavimai ir eksperimento eiga
Prijungdami voltmetrą taip, kaip parodyta schemose, galima pamatuoti grandinės dalių įtampas, neardant grandinės. Voltmetru patogu matuoti grandinės dalis.
Sujunkite elektros grandinę pagal pavyzdinę schemą su baterija, lempute, spirale, jungikliu ir jungiamaisiais laidais. Prijungdami ampermetrą, matuojama srovės stiprio priklausomybė nuo grandinės konfigūracijos: keiskite ampermetro vietą grandinėje - kartą tarp srovės šaltinio ir jungiklio, kitą kartą tarp jungiklio ir lemputės. Kaskart užsirašykite ampermetro rodmenis ir nubraižykite atitinkamos grandinės schemas.
Taip pat skaitykite: Ampero dėsnis: srovės stiprio įtaka
Keisdami elektros grandinės įtampą, matavome srovės stiprio vertes ir pagal jas nubraižėme grafiką. Keisdami elektros grandinės varžą, matavome srovės stiprio vertes ir pagal jas nubraižėme grafiką.
Elektros srovė įvairiose terpėse
Elektros srovė skirtingose terpėse elgiasi skirtingai: metaluose srovė perduodama laisvaisiais elektronais, skysčiuose - jonų judėjimu, dujose - jonizacijos proceso metu, vakuume - elektronų emisija ar srautu, puslaidininkiuose - elektronų ir skylučių judėjimu. Šių terpėse srovės priklausomybė nuo įtampos gali skirtis: kai kurie laidininkai ir puslaidininkiai rodo praktiškai linijinę priklausomybę I ∼ U (kai varža pastovi), o kai kurie reiškiniai (pvz., dujų išlydis, puslaidininkių diodai) - nelinijinį elgesį.
Elektros srovė skysčiuose. Elektros srovė dujose (dujų jonizacija, savaiminis ir nesavaiminis išlydis). Elektros srovė vakuume. Elektros srovė puslaidininkiuose (savasis laidumas, priemaišinis laidumas, puslaidininkinė sandūra).
Praktiniai pastebėjimai
- Laidininko varža priklauso nuo medžiagos (savitąja varža), geometrinių matmenų (ilgio ir ploto) ir temperatūros.
- Elastingas, tiesiškas I-U santykis rodo Omo laidininką; kai santykis nelinijinis, reikia kitų modelių (pvz., diodų charakteristikų, plazmos reiškinių aprašymo).
- Matavimuose svarbu teisingai sujungti ampermetrą nuosekliai ir voltmetrą lygiagrečiai matuojamai grandinės daliai.
Uždavinys (pavyzdinis)
Turime laidininką, prie kurio prijungus 6 V bateriją ampermetras rodė 0,2 A. Apskaičiuokite laidininko varžą.
R = U / I = 6 V / 0,2 A = 30 Ω.
Taip pat skaitykite: Kaip dažnis veikia srovės stiprį?
Jeigu įtampą padidinsime dvigubai, srovė, esant pastoviai varžai, padidės taip pat dvigubai.
Grafikai ir interpretacija
Nubrėžus srovės stiprio priklausomybės nuo įtampos grafiką gauname tiesią liniją, jeigu varža pastovi. Iš grafiko matome skirtumus tarp laidininkų: pavyzdžiui, jei laidininko 1 srovės stipris prie tos pačios įtampos yra didesnis už laidininko 2, tai reiškia, kad pirmojo laidininko varža yra mažesnė.
Pastabos apie laboratorinius darbus
Laboratoriniuose darbuose tiriami tokie uždaviniai kaip: elektros srovės stiprio matavimas grandinėje; srovės priklausomybės nuo įtampos tyrimas; nuosekliojo ir lygiagrečiojo laidininkų jungimo tyrimai; elektros srovės magnetinio veikimo tyrimas; fotovaržos priklausomybė nuo apšvietos; puslaidininkinio diodo savybių tyrimas.
Trumpa lentelė: Išvestinės formulės ir vienetai
| Fizikinis dydis | Simbolis | Viena |
|---|---|---|
| Srovės stipris | I | amperas (A) |
| Įtampa | U | voltas (V) |
| Varža | R | omas (Ω) |
| Omo dėsnis | - | I = U / R |
Šiame skyriuje pateikti eksperimentai ir grafikai padeda suprasti, kaip srovės stipris priklauso nuo įtampos skirtingose terpėse ir kokią reikšmę turi medžiagos savybės bei grandinės konfigūracija.
tags: #sroves #stiprio #priklausomybes #nuo #itampos #ivairiose