Czech flag Slovak flag English flag German flag Spanish flag Portuguese flag French flag Polish flag Ukrainian flag Russian flag

Krótki przewodnik po fizyce

Wzory z głównych działów

Prąd Stały

to prąd elektryczny, który nie zmienia kierunku i wartości w czasie. Naładowane cząstki poruszają się w jednym kierunku, tworząc stabilny przepływ energii elektrycznej.

1. Podstawowe Pojęcia i Prawo Ohma

Natężenie Prądu:

I = Δ q Δ t
Wyjaśnienie

I — natężenie prądu; Δq — ilość ładunku, która przepłynęła przez przewodnik; Δt — czas. Charakteryzuje intensywność ruchu ładunków w obwodzie.

Napięcie:

U = φ 1 - φ 2
Komentarz

Różnica potencjałów między dwoma punktami w obwodzie. Określa pracę wykonaną do przeniesienia ładunku między nimi.

Opór Przewodnika:

R = ρ ⋅ l / S
Wyjaśnienie

R — opór; ρ — rezystywność materiału; l — długość przewodnika; S — pole przekroju poprzecznego. Wpływa na prąd: im większe R, tym słabszy prąd przy stałym napięciu.

Prawo Ohma dla Odcinka Obwodu:

I = U R
Komentarz

Podstawowa zależność między prądem, napięciem i oporem. Stosowana w obliczeniach dla obwodu liniowego.

Całkowity Obwód z SEM:

I = ε R + r
Wyjaśnienie

ε — siła elektromotoryczna źródła; R — opór zewnętrznego obwodu; r — opór wewnętrzny źródła. Wzór uwzględnia straty wewnątrz źródła, ważne dla obliczeń sprawności.

2. Źródło Prądu i Napięcie

Napięcie na Zewnętrznym Obwodzie:

U = ε ⋅ I ⋅ r
Wyjaśnienie

ε — SEM źródła; I — prąd w obwodzie; r — opór wewnętrzny. Po podłączeniu obciążenia prąd powoduje spadek napięcia wewnątrz źródła. Im większe r, tym bardziej U odbiega od ε.

Komentarz:

Źródło prądu to urządzenie, które zamienia energię (chemiczną, mechaniczną itp.) na energię elektryczną. SEM ε charakteryzuje maksymalne napięcie dostępne bez obciążenia. Po podłączeniu obciążenia pojawia się prąd I, a część energii jest tracona z powodu oporu wewnętrznego r. Rzeczywiste napięcie U na zaciskach jest zawsze mniejsze niż ε.

3. Praca, Moc i Efekt Cieplny

Praca Prądu:

A = I ⋅ U ⋅ Δ t = Δ q ⋅ U
Wyjaśnienie

A — praca wykonana przez prąd elektryczny, gdy ładunek przechodzi przez przewodnik. Może być wyrażona jako iloczyn natężenia prądu, napięcia i czasu lub jako ładunek pomnożony przez napięcie.

Równoważne Wzory na Pracę:

A = U 2 ⋅ Δ t R = I 2 ⋅ R ⋅ Δ t
Komentarz

Stosowane przy rozwiązywaniu zadań, gdzie nie wszystkie parametry są znane. Przy stałym oporze i napięciu pozwalają szybko znaleźć rozproszoną energię.

Moc Prądu Elektrycznego:

P = A Δ t = I ⋅ U = U 2 R = I 2 ⋅ R
Komentarz

P — moc, charakteryzuje szybkość konwersji energii. W zadaniach ważne jest, aby wybrać właściwą formę: według napięcia, prądu lub oporu.

Ilość Ciepła:

Q = I ⋅ U ⋅ Δ t = I 2 ⋅ R ⋅ Δ t
Komentarz

Ciepło wydzielane w przewodniku, gdy przepływa przez niego prąd — jako efekt cieplny. Wzór Joule’a-Lenza wyjaśnia, jak energia elektryczna jest zamieniana na ciepło.

4. Sprawność Źródła Prądu

Sprawność Źródła:

η = U ε = R R + r
Wyjaśnienie

η — sprawność; ε — SEM źródła; U — napięcie na zewnętrznym obwodzie; R — opór zewnętrzny; r — opór wewnętrzny. Pokazuje, jaka część energii źródła trafia do obciążenia, a jaka jest tracona wewnętrznie.