Fizyka Prąd Elektryczny Sprawdzian 2

Prąd elektryczny to uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. Te ładunki najczęściej to elektrony. Przepływają one przez przewodnik, na przykład metalowy drut. Kierunek przepływu prądu jest umowny. Przyjęto, że płynie on od plusa (+) do minusa (-) obwodu.

Natężenie prądu (I) to ilość ładunku przepływającego przez poprzeczny przekrój przewodnika w jednostce czasu. Mierzymy je w amperach (A). 1 amper to przepływ 1 kulomba ładunku w ciągu 1 sekundy (1 A = 1 C/s). Do pomiaru natężenia prądu używamy amperomierza. Włączamy go szeregowo w obwód.

Napięcie elektryczne (U) to różnica potencjałów między dwoma punktami w obwodzie. Określa energię potrzebną do przeniesienia jednostkowego ładunku między tymi punktami. Mierzymy je w woltach (V). Do pomiaru napięcia używamy woltomierza. Włączamy go równolegle do elementu obwodu, na którym chcemy zmierzyć napięcie.

Prawo Ohma opisuje zależność między napięciem (U), natężeniem (I) i oporem (R) w obwodzie. Mówi ono, że natężenie prądu płynącego przez przewodnik jest wprost proporcjonalne do napięcia przyłożonego do jego końców i odwrotnie proporcjonalne do oporu tego przewodnika: U = I * R. Opór (R) mierzymy w omach (Ω).

Obwody elektryczne

Obwód elektryczny to zamknięta droga, po której może płynąć prąd. Składa się z różnych elementów. Należą do nich źródło napięcia (np. bateria), odbiorniki (np. żarówka), przewody i wyłączniki. Wyłącznik służy do otwierania i zamykania obwodu.

Elementy w obwodzie możemy połączyć szeregowo lub równolegle. W połączeniu szeregowym prąd płynie przez wszystkie elementy po kolei. Natężenie prądu jest takie samo we wszystkich punktach obwodu. Napięcie całkowite jest sumą napięć na poszczególnych elementach. Opór zastępczy jest sumą oporów poszczególnych elementów: R = R1 + R2 + R3...

W połączeniu równoległym prąd rozdziela się na różne gałęzie. Napięcie jest takie samo na wszystkich elementach. Natężenie całkowite jest sumą natężeń w poszczególnych gałęziach. Odwrotność oporu zastępczego jest sumą odwrotności oporów poszczególnych elementów: 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3...

Praca i moc prądu elektrycznego

Praca prądu elektrycznego (W) to energia, jaką prąd zużywa na wykonanie pracy. Obliczamy ją ze wzoru: W = U * I * t, gdzie t to czas. Jednostką pracy jest dżul (J).

Moc prądu elektrycznego (P) to praca wykonana przez prąd w jednostce czasu. Obliczamy ją ze wzoru: P = U * I. Jednostką mocy jest wat (W). 1 wat to 1 dżul na sekundę (1 W = 1 J/s). Znając moc urządzenia, możemy obliczyć koszt zużytej energii. Wystarczy pomnożyć moc przez czas używania i cenę za kilowatogodzinę (kWh).