эквиваленты сопротивлений
R34=r3*r4/(r3+r4)=14*11/(14+11)=6.16 Ом
R56=r5*r6/(r5+r6)=8*9/(8+9)=4.24 Ом
R23456=R34+R56+r2=6.16+4.24+13=23.4 Ом
Общее сопротивление
R=R23456*r1/(R23456+r1)=23.4*19/(23.4+19)=10.49 Ом
Общий ток
I=U/R=120/10.49=11.44 А
Общая мощность.
P=I*U=11.44*120=1372.8 Bt
Найдем токи, напряжения и мощности каждого сопротивления
U1=120 B
I1=U1/r1=120/19=6.32 A
P1=U1*I1=120*6.32=758.4 Bt
I2=I-I1=11.44-6.32= 5.12 A
U2=r2*I2=5.12*13=66.56 B
P2=U2*I2=66.56*5.12=340.79 Bt
U3=U4=I2*R34=5.12*6.16=31.54 B
I3=U3/R3=31.54/14=2.25 A
I4=U4/R4=31.54/11=2.87 A
P3=U3*I3=31.54*2.25=70.97 Bt
P4=U3*I4=31.54*2.87=90.52 Bt
U5=U6=U1-U3-U2=120-31.54-66.56=21.9 B
I5=U5/r5=21.9/8=2.74 A
I6=U6/r6=21.9/9=2.43 A
P5=U5*I5=21.9*2.74=60 Bt
P6=U6*I6=21.9*2.43=52.2 Bt
составим баланс мощностей
Pob=P1+P2+P3+P4+P5+P6=758.4+340.79+70.97+90.52+60+52.2=1372.8Bt
P=Pob
1372.8Bt=1372.8Bt
Электрический ток в жидкостях
Как известно, химически чистая (дистиллированная) вода является плохим проводником. Однако при растворении в воде различных веществ (кислот, щелочей, солей и др.) раствор становится проводником, из-за распада молекул вещества на ионы. Это явление называется электролитической диссоциацией, а сам раствор электролитом проводить ток.
В отличие от металлов и газов прохождение тока через электролит сопровождается химическими реакциями на электродах, что приводит к выделению на них химических элементов, входящих в состав электролита.
Первый закон Фарадея: масса вещества, выделяющегося на каком-либо из электродов, прямо пропорциональна заряду через электролит
Электрохимический эквивалент вещества - табличная величина.
Второй закон Фарадея:
Протекание тока в жидкостях сопровождается выделением теплоты. При этом выполняется закон Джоуля-Ленца.
Электрический ток в металлах
При прохождении тока металлы нагреваются. В результате чего ионы кристаллической решетки начинают колебаться с большей амплитудой вблизи положений равновесия. В результате этого поток электронов чаще соударяется с кристаллической решеткой, а следовательно возрастает сопротивление их движению. При увеличении температуры растет сопротивление проводника.
Каждое вещество характеризуется собственным температурным коэффициентом сопротивления - табличная величина. Существуют специальные сплавы, сопротивление которых практически не изменяется при нагревании, например манганин и константан.
Явление сверхпроводимости. При температурах близких к абсолютному нулю (-2730C) удельное сопротивление проводника скачком падает до нуля. Сверхпроводимость - микроскопический квантовый эффект.
Применение электрического тока в металлах
Лампа накаливания производит свет за счет электрического тока, протекающего по нити накала. Материал нити накала имеет высокую температуру плавления (например, вольфрам), так как она разогревается до температуры 2500 – 3250К. Нить помещена в стеклянную колбу с инертным газом.
Электрический ток в газах
Газы в естественном состоянии не проводят электричества (являются диэлектриками), так как состоят из электрически нейтральных атомов и молекул. Проводником может стать ионизированный газ, содержащий электроны, положительные и отрицательные ионы.
Ионизация может возникать под действием высоких температур, различных излучений (ультрафиолетового, рентгеновского, радиоактивного), космических лучей, столкновения частиц между собой.
Ионизированное состояние газа получило название плазмы. В масштабах Вселенной плазма - наиболее распространенное агрегатное состояние вещества. Из нее состоят Солнце, звезды, верхние слои атмосферы.
Прохождение электрического тока через газ называется газовым разрядом.
В "рекламной" неоновой трубке протекает тлеющий разряд. Светящийся газ представляет собой "живую плазму".
Между электродами сварочного аппарата возникает дуговой разряд.
Дуговой разряд горит в ртутных лампах - очень ярких источниках света.
Искровой разряд наблюдаем в молниях. Здесь напряженность электрического поля достигает пробивного значения. Сила тока около 10 МА!
Для коронного разряда характерно свечение газа, образуя "корону", окружающую электрод. Коронный разряд - основной источник потерь энергии высоковольтных линий электропередачи.
Электрический ток в вакууме
А возможно ли распространение электрического тока в вакууме (от лат. vacuum - пустота)? Поскольку в вакууме нет свободных носителей зарядов, то он является идеальным диэлектриком. Появление ионов привело бы к исчезновению вакуума и получению ионизированного газа. Но вот появление свободных электронов обеспечит протекание тока через вакуум. Как получить в вакууме свободные электроны? С явления термоэлектронной эмиссии - испускания веществом электронов при нагревании.
Вакуумный диод, триод, электронно-лучевая трубка (в старых телевизорах) - приборы, работа которых основана на явлении термоэлектронной эмиссии. Основной принцип действия: наличие тугоплавкого материала, через который протекает ток - катод, холодный электрод, собирающий термоэлектроны - анод.
