Теория: постоянный и переменный ток
Электрический ток – упорядоченное движение заряженных частиц (электронов, ионов). Характеризуется силой тока (I), напряжением (U) и сопротивлением (R).
Напряжение: U = A/q (Вольт)
Сопротивление: R = ρ·l/S (Ом)
🔋 ПОСТОЯННЫЙ ТОК (DC)
Постоянный ток – ток, направление и величина которого не изменяются со временем.
- Не меняет направление
- Постоянная величина
- Источники: батареи, аккумуляторы
- Используется в электронике, зарядке устройств
- График: прямая линия
⚡ ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК (AC)
Переменный ток – ток, направление и величина которого периодически изменяются со временем.
- Меняет направление 50 раз в секунду (50 Гц)
- Изменяющаяся величина (синусоида)
- Источники: генераторы, розетки
- Используется в промышленности, бытовых сетях
- График: синусоида
Графики постоянного и переменного тока
Не изменяется со временем
Синусоидальное изменение
Параметры переменного тока
| Параметр | Обозначение | Формула | Значение в сети 220В |
|---|---|---|---|
| Амплитудное напряжение | Um | Um = U·√2 | 311 В |
| Действующее напряжение | U | U = Um/√2 | 220 В |
| Частота | f | f = 1/T | 50 Гц |
| Период | T | T = 1/f | 0.02 с |
| Угловая частота | ω | ω = 2πf | 314 рад/с |
Основные законы электрического тока
Для решения задач ЕГЭ по физике 2026 необходимо знать три фундаментальных закона электрического тока.
Закон Ома
Для участка цепи: I = U/R
Для полной цепи: I = ε/(R + r)
Закон Джоуля-Ленца
Q = I²Rt
Количество теплоты, выделяемое проводником
Правила Кирхгофа
1. ΣIвх = ΣIвых
2. Σε = ΣIR
Закон Ома для участка цепи
I = U/R
где I – сила тока (А), U – напряжение (В), R – сопротивление (Ом)
Простая электрическая цепь
На схеме показана простейшая электрическая цепь: источник тока с ЭДС ε и внутренним сопротивлением r, нагрузка R
Закон Ома для полной цепи
I = ε/(R + r)
где ε – электродвижущая сила (В), R – сопротивление внешней цепи (Ом), r – внутреннее сопротивление источника (Ом)
Закон Джоуля-Ленца
Q = I²Rt
или (с учётом закона Ома):
Q = UIt = (U²/R)t
💡 Пример закона Джоуля-Ленца
Лампочка накаливания светит и нагревается именно благодаря закону Джоуля-Ленца: электрическая энергия превращается в тепловую и световую.
Формулы и электрические схемы
Основные формулы для решения задач по теме "Электрический ток".
🔌 МОЩНОСТЬ ТОКА
Работа тока: A = UIt = I²Rt = (U²/R)t
КПД источника: η = (U/ε)·100% = [R/(R+r)]·100%
Единицы измерения: Ватт (Вт) = Дж/с.
⚡ ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК
Действующее значение: I = Im/√2
Активное сопротивление: R
Реактивное (ёмкостное): XC = 1/(ωC)
Реактивное (индуктивное): XL = ωL
Полное сопротивление: Z = √(R² + (XL - XC)²)
Соединение проводников
| Тип соединения | Сопротивление | Напряжение | Сила тока |
|---|---|---|---|
| Последовательное | R = R₁ + R₂ + ... + Rₙ | U = U₁ + U₂ + ... + Uₙ | I = I₁ = I₂ = ... = Iₙ |
| Параллельное | 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + ... + 1/Rₙ | U = U₁ = U₂ = ... = Uₙ | I = I₁ + I₂ + ... + Iₙ |
Цепи переменного тока
Цепь с активным сопротивлением
Ток и напряжение совпадают по фазе. Закон Ома: I = U/R.
Цепь с ёмкостью
Ток опережает напряжение на π/2. Закон Ома: I = U/XC.
Цепь с индуктивностью
Ток отстаёт от напряжения на π/2. Закон Ома: I = U/XL.
Цепь RLC
Полное сопротивление: Z = √[R² + (ωL - 1/(ωC))²]. Резонанс при ωL = 1/(ωC).
Сравнение постоянного и переменного тока
Постоянный и переменный ток имеют принципиальные различия, которые важно понимать для решения задач ЕГЭ.
| Характеристика | Постоянный ток (DC) | Переменный ток (AC) |
|---|---|---|
| Направление | Не изменяется | Периодически изменяется |
| Величина | Постоянна | Изменяется по гармоническому закону |
| Частота | 0 Гц | 50 Гц (в России) |
| Получение | Химические источники, выпрямители | Генераторы, инверторы |
| Передача на расстояние | Большие потери | Малые потери (трансформация) |
| Применение | Электроника, зарядные устройства, электролиз | Промышленность, бытовые приборы, освещение |
| Преобразование напряжения | Сложно (инверторы) | Легко (трансформаторы) |
| Опасность для человека | Опасен при высоком напряжении | Более опасен (вызывает фибрилляцию сердца) |
💡 Почему в сетях используется переменный ток?
Переменный ток имеет ключевое преимущество: напряжение можно легко повышать и понижать с помощью трансформаторов. Это позволяет:
- Передавать электроэнергию на большие расстояния с малыми потерями (при высоком напряжении)
- Использовать в быту безопасное напряжение 220 В (пониженное с помощью трансформатора)
- Создавать трёхфазные системы для питания мощных электродвигателей
Интерактивные задачи
Закрепите теорию на практике. Решите задачи, проверьте ответы и получите подробные объяснения.
Закон Ома для участка цепи
Условие: Через резистор сопротивлением 10 Ом течёт ток 2 А. Какое напряжение приложено к резистору?
Выберите правильный ответ:
Закон Джоуля-Ленца
Условие: Электрический чайник мощностью 2 кВт работает 5 минут. Какое количество теплоты выделится? Потерями энергии пренебречь.
Выберите правильный ответ:
Последовательное соединение
Условие: Два резистора сопротивлением 4 Ом и 6 Ом соединены последовательно и подключены к источнику напряжения 20 В. Какова сила тока в цепи?
Выберите правильный ответ:
Действующее значение напряжения
Условие: Амплитудное значение напряжения в сети переменного тока составляет 311 В. Чему равно действующее напряжение?
Выберите правильный ответ:
Тест на определение уровня подготовки
Пройдите тест из 10 вопросов, чтобы оценить свой текущий уровень по теме «Законы постоянного и переменного тока» и получить персональные рекомендации.
Вопросы соответствуют формату ЕГЭ 2026 года.
Ваш результат
Рекомендации по подготовке:
При подготовке этой страницы использовались актуальные материалы для ЕГЭ 2026:
- Законы постоянного тока в ЕГЭ по физике.
- Переменный ток: формулы и задачи.
- Шкала перевода первичных баллов в тестовые по физике 2026.
- Сравнение постоянного и переменного тока.
- Примеры заданий ЕГЭ по теме "Электрический ток".
- Теория цепей переменного тока – учебник "Физика. 11 класс" Мякишев Г.Я. 2025 г.
Вся информация проверена и актуальна на 2026 год. Рекомендуем также ознакомиться с демоверсией ЕГЭ на официальном сайте ФИПИ.