§23. Сила струму. Амперметр

• До змісту

💭 Поміркуйте і дайте відповідь

1. Запишіть у порядку спадання значення сили струму, заздалегідь перетворивши їх на одиниці системи СІ:

Спочатку переводимо всі значення в ампери (А):

$20 \text{ А}$ (залишається без змін);

$0{,}015 \text{ кА} = 0{,}015 \cdot 1000 = 15 \text{ А}$;

$3000 \text{ мА} = 3000 \cdot 0{,}001 = 3 \text{ А}$;

Розташовуємо отримані значення від найбільшого до найменшого:

Чи зміняться показники амперметра (мал. 23.6), якщо його увімкнути в коло між електричною лампочкою та вимикачем?

Ні, показники не зміняться. Оскільки амперметр під’єднують послідовно, а в такому колі сила струму однакова в будь-якій його точці, місце вмикання приладу не впливає на результат вимірювання.

🔄 Перевірте себе

1. Запишіть у порядку спадання значення сили струму. Визначте ціну поділки шкали лабораторного амперметра (мал. 23.4) і вкажіть межі його вимірювання.

Межі вимірювання: Шкала амперметра починається від 0 і закінчується цифрою 2. Отже, прилад вимірює силу струму в межах від 0 до 2 А.

Ціна поділки: Візьмемо дві сусідні позначки з цифрами, наприклад 0 і 0,5. Кількість поділок між ними — 10.

Розрахунок:

$\dfrac{0{,}5 - 0}{10} = 0{,}05$.

Отже, ціна поділки шкали становить 0,05 А.

2. Безпечним для людини є струм, менший за 0,001 А. Яким міліамперметром (мал. 23.8) його доцільніше вимірювати? Визначте ціну поділки шкали амперметрів та показник правого міліамперметра заздалегідь перетворивши їх на одиниці системи СІ:

Доцільніше використовувати правий міліамперметр (б).

Безпечний струм $0{,}001 \text{ А} = 1 \text{ мА}$. Шкала правого приладу розрахована саме на $1 \text{ мА}$ (межа вимірювання), що дозволяє отримати найточніші покази в цьому діапазоні. Лівий прилад (а) має шкалу до $15 \text{ мА}$, на ній $1 \text{ мА}$ буде ледь помітним відхиленням стрілки.

Ціна поділки:

• Лівий (а): $\dfrac{5}{10} = 0{,}5 \text{ мА}$.
• Правий (б): $\dfrac{0{,}4 - 0{,}2}{4} = 0{,}05 \text{ мА}$.

Показник правого міліамперметра:

Стрілка відхилилася після значення $0{,}6$ на 1 поділку (стрілка трохи більше відхилилася, але там немає позначки, тому ближню позначку приймаємо).

Отже:

$0{,}6 + 0{,}05 = 0{,}65 \text{ мА}$.

3. Електричний скат (мал. 23.9) може короткочасно створити електричний розряд силою струму 50 А, а вугор (мал. 23.10) — 800 мА. Хто з них створює струм більшої сили і в скільки разів?

Дано:
$I_{\text{скат}} = 50 \text{ А}$
$I_{\text{вугор}} = 800 \text{ мА} = 0,8 \text{ А}$
$\dfrac{I_{\text{скат}}}{I_{\text{вугор}}} - ?$
Розв’язання:
Порівняємо сили струму, звівши їх до одних одиниць (Амперів)
$I_{\text{вугор}} = 800 \text{ мА} = 800 \cdot 0,001 \text{ А} = 0,8 \text{ А}$
$\text{Оскільки } 50 \text{ А} > 0,8 \text{ А}, \text{ то скат створює струм більшої сили.}$
Знайдемо відношення струмів:
$n = \dfrac{I_{\text{скат}}}{I_{\text{вугор}}} = \dfrac{50 \text{ А}}{0,8 \text{ А}} = 62,5$
Відповідь: Електричний скат створює струм більшої сили у 62,5 раза.

4. Батарея мобільного телефону заряджалася впродовж 20 хв. Сила струму в колі була 1,67 А. Скільки електронів перемістилося за цей час на батарею?

Дано:
$t = 20 \text{ хв} = 1200 \text{ с}$
$I = 1,67 \text{ А}$
$e = 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$
$N - ?$
Розв’язання:
Сила струму визначається за формулою:
$I = \dfrac{q}{t} \Rightarrow q = I \cdot t$
Загальний заряд q також можна виразити через кількість електронів N та елементарний заряд e:

$q = N \cdot e \Rightarrow N = \dfrac{q}{e}$
Підставимо вираз для заряду у формулу для кількості електронів:
$N = \dfrac{I \cdot t}{e}$
Підставимо числові значення:
$N = \dfrac{1,67 \text{ А} \cdot 1200 \text{ с}}{1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = \dfrac{2004 \text{ Кл}}{1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = 1252,5 \cdot 10^{19} \approx 1,25 \cdot 10^{22}$
Відповідь: За цей час перемістилося $1,25 \cdot 10^{22}$ електронів.