Зависимость силы тока от напряжения

На предыдущих уроках мы уже рассмотрели различные действия тока, которые, разумеется, зависели от силы тока.

Также, мы выяснили, что ток возникает только тогда, когда возникает электрическое поле, которое, в свою очередь, характеризуется напряжением. Значит,  сила тока зависит от напряжения. Самый простой способ проверить, как сила тока зависит от напряжения — это измерить силы тока в одной и той же цепи при разном напряжении. Для этого, к цепи подключаются вольтметр, амперметр и разные источники тока. Интуитивно мы догадываемся, что чем больше, напряжение, тем больше сила тока. Но мы можем получить более подробную информацию. Например, если подключить к той же цепи две одинаковых батарейки, вместо одной, то ток увеличится вдвое. Так мы можем создавать различные напряжения и следить за изменениями силы тока.

Для каждого значения напряжения записывается соответствующая сила тока, а потом строится график. Мы знаем, как стоить графики: нужно просто отметить точки с соответствующими координатами и правильно соединить эти точки.

Получившийся график является прямой линией, из чего мы делаем вывод, что ток находится в линейной зависимости от напряжения. Также, мы видим, что во сколько бы раз ни увеличивалось напряжение, во столько же раз увеличивается и сила тока. Значит, сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению на концах проводника: I ∼ U.

Упражнения.

Задача 1. На графике по горизонтальной оси отложено напряжение в вольтах. По вертикальной оси нам дано одно из значений силы тока. Можем ли мы найти остальные значения?

Конечно. Ведь мы только что выяснили, что сила тока увеличивается во столько же раз, во сколько увеличивается напряжение. Следовательно, если напряжение в 4 В соответствует 0,2 А, то напряжение в 6 В будет соответствовать силе тока в полтора раза больше, чем 0,2 А, т.е. 0,3 А. Стало быть, напряжение в 2 В соответствует 0,1 А, а напряжение в 8 В — 0,4 А.

Задача 2.  На графике даны три линии. Могут ли они все соответствовать зависимости силы тока от напряжения в одной и той же цепи?

Нет, поскольку в одной и той же цепи одна и та же зависимость, и сколько бы измерений мы ни сделали, все соответствующие точки будут лежать на одной прямой. Значит, линии 1 и 2 — могут показывать зависимость силы тока от напряжения в разных цепях. Линия 3 вообще не является прямой, а, следовательно, не может показывать линейную зависимость. Поэтому, данная линия является графиком какой-то другой функции.

Задача 3.  Когда напряжение увеличили на 3 В, сила тока в цепи возросла вдвое, и ток совершил работу в 3 Дж за 1 с. Найдите значения силы тока до и после увеличения напряжения.