Электрическое напряжение

Мы уже познакомились с действиями электрического тока. При тех или иных действиях ток совершал работу, причём эта работа зависела не только от самой силы тока, но и от электрического поля. У электрического поля есть характеристика, которую называют электрическим напряжением. Находясь в помещении при электрическом свете, мы иногда замечаем, что лампы начинают тускнеть, а потом снова становятся яркими. Мы говорим, что это был скачок напряжения. Чем объяснить то, что лампочки тускнеют? Ведь через них проходит ток одинаковой величины, но они светят по-разному. Дело в том, что ток совершает разную работу при разном напряжении, поэтому при понижении напряжения лампочка отдаёт меньше энергии, т.е. светит менее ярко и от неё исходит меньше тепла.

Итак, поскольку ток одинаковый, мы знаем, что за одинаковое время через лампочку проходит одинаковый заряд, но совершается различная работа. Значит, напряжение показывает, какую работу совершает электрическое поле при перемещении единичного положительного заряда из одной точки в другую.

Электрическое напряжение — это отношение работы тока на данном участке к электрическому заряду, прошедшему по этому участку:

Напряжение измеряется в вольтах:

Напряжение можно сравнить с давлением в трубах, ток — с течением, а заряд — с количеством воды: для подачи одного и того же количества воды на первый и на пятый этажи требуется совершить различную работу, т.е. давление должно быть больше, чтобы подать воду на пятый этаж. Поэтому, когда в трубах нет давления, вода не течет, так же как и ток не будет течь в электрической цепи без напряжения.

Упражнения.

Задача 1. При перемещении заряда, равного 5 Кл, током была совершена работа 300 Дж. Каково напряжение на данном участке цепи?

Задача 2. В цепи, находящейся под напряжением 220 В, электрический ток совершил работу 8 кДж за 3 мин. Какова сила тока в этой цепи?

Задача 3. Известно, что цепь построена так, что электрический ток совершает одинаковую работу в каждый момент времени. Как изменится напряжение, если ток увеличить вдвое?