Да, действительно, среди прочих характеристик электричества постоянный ток выделяется тем, что не слишком сложный для понимания. Но давай сначала вспомним, что мы знаем об электричестве в целом (кроме любимых всеми мер безопасности).

Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц (электронов) в проводниках. 

Представь, что частицы несутся потоком по проводам, и это их движение создает некую энергию, которая и заставляет работать все электрические приборы.

Постоянный электрический ток — это тоже самое движение электронов, которое имеет особенность: оно остается одинаковым по величине и по направлению на протяжении всего времени протекания потока.

Ты мог видеть такое обозначение: DC. И нет, мы сейчас не о серии комиксов! Это обозначение — сокращение от английского direct current (постоянный ток). Мы можем представить это как поток заряженных частиц с постоянным единственным направлением от минуса к плюсу. 

Как ты понимаешь, все показатели в этом случае остаются постоянными, поэтому очень просто можно проводить расчеты на каждом участке цепи с таким потоком.

А что же мы будем считать? Когда по проводнику бегут частицы, этот поток всегда имеет определенную силу и зависит от напряжения. И сейчас разберемся, как они связаны.

Сила тока

Сила тока (в физике используют букву I для обозначения величины) измеряет количество зарядов, проходящих через проводник за единицу времени. Чем больше наших шустрых зарядов пробегает по проводнику за секунду, тем сила будет больше. 

Единицей измерения этого показателя являются амперы (А).

Напряжение

Напряжение (для этой величины используют букву U) — это численный показатель разницы потенциалов между двумя точками в электрической цепи.

Проще говоря, это давление от источника тока, которое позволяет всем нашим зарядам путешествовать по проводнику и выполнять свои основные задачи.

Напряжение измеряется в вольтах (В).

Связать эти характеристики тока между собой удалось ученому Георгу Ому. Он проводил опыты и вывел закономерности. Подробно мы рассказывали об этих открытиях ученого в статье об этом законе.

Вспомним, о чем там говорится и какой формулой он представлен.

Закон Ома — это фундаментальный закон электричества, который описывает взаимосвязь между силой тока, напряжением и сопротивлением (R) на участке электрической цепи. 

Он гласит, что сила тока через участок цепи прямо пропорциональна напряжению на этом участке и обратно пропорциональна сопротивлению этого участка.

Формулу ученый представил миру в таком виде: I = U / R.

И мы напомним, что в этом виде она действует только для постоянного тока!

Конечно, не только герр Ом работал с электрическими цепями. Эта область физики интересует многих ученых до сих пор. И вот с разницей в один год господа Джоуль и Ленц выявили, как определить количественную меру теплового действия постоянного электрического тока.

Постоянный ток выполняет работу (А), когда преодолевает сопротивление в электрической цепи. Эта работа преобразуется в тепло (Q). И это явление описывается законом от наших двух ученых, которые считают, что имеет место равенство А = Q.

Работа на участке цепи зависит от силы тока, напряжения и времени следующим образом: А = IUt.

И снова возвращаемся к Джоулю и Ленцу. Преобразовав формулу для работы с помощью сопротивления, они поняли, что количество тепла пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени (t), в течение которого заряды бегут по проводнику. 

Формула: Q = I²R𝞓t.

Таким образом, чем больше сила и сопротивление, тем больше тепла выделяется.

Измеряются обе величины в джоулях (Дж), и мы надеемся, что господину Ленцу не было обидно!

Когда речь идет о мощности (Р), важно понимать, что это численный показатель того, как быстро электрический ток выполняет работу.

P = A / t.

И так как мы знаем, что работа у нас характеризуется показателями напряжения и силы, то можем сказать, что мощность вычисляется по формуле:

 P = UI.

Мощность измеряется в ваттах (Вт).

Что такое постоянный ток?

– это когда в доме всегда есть электричество;

– упорядоченное движение заряженных частиц, которое не меняется по направлению и величине с течением времени;

– движение заряженных частиц, которое иногда может менять направление.

Как выглядит формула закона Ома для постоянного тока?

– I = U / R;

– I = UR;

– I = U2R.

Если сила тока станет больше, что будет с теплом?

– количество тепла станет меньше;

– количественная мера тепла не изменится;

– тепла будет выделяться больше.