Apakah arus elektrik dalam istilah mudah?

Setiap orang mempunyai konsep abstrak arus elektrik. Untuk peranti elektrik, sumber kuasa adalah sesuatu seperti sumber udara untuk mana-mana organisma pernafasan. Tetapi pada perbandingan ini pemahaman mengenai sifat fenomena ini adalah terhad, dan hanya pakar yang memahami intipati dengan lebih mendalam.

Perkataan mudah mengenai arus elektrik

Definisi standard dari buku teks sekolah mengenai fisika menggambarkan fenomena arus elektrik. Tetapi terus terang, ia dapat difahami sepenuhnya jika anda mengkaji subjek lebih mendalam. Lagipun, maklumat itu dibentangkan dalam bahasa yang lain - saintifik. Lebih mudah untuk memahami sifat fenomena fizikal, jika anda menerangkan segala sesuatu dalam bahasa yang biasa yang boleh difahami oleh sesiapa sahaja. Sebagai contoh, semasa dalam logam.

Kita harus bermula dengan hakikat bahawa segala yang kita anggap tegas dan tidak bergerak hanya dalam pandangan kita. Sekeping logam yang berbaring di atas tanah adalah badan yang tidak bergerak monolitik dalam pemahaman manusia. Untuk analogi, bayangkan planet kita di ruang angkasa, melihatnya dari permukaan Marikh. Bumi seolah-olah menjadi keseluruhan, badan tetap. Sekiranya anda lebih dekat dengan permukaannya, ia menjadi jelas bahawa ini bukan satu perkara yang monolitik, tetapi pergerakan yang berterusan: air, gas, makhluk hidup, piring lithospheric - semuanya bergerak tanpa henti, walaupun ini tidak dapat dilihat dari jarak jauh.

Mari kita kembali ke sekeping logam yang berbaring di atas tanah. Ia tidak bergerak, kerana kita melihatnya dari sisi sebagai objek monolitik. Di peringkat atom, ia terdiri daripada unsur-unsur terkecil yang sentiasa bergerak. Mereka berbeza, tetapi di antara semua, kita berminat dengan elektron, yang menghasilkan logam dalam medan elektromagnet yang menghasilkan arus yang sangat. Perkataan "semasa" mesti difahami secara literal, kerana apabila unsur-unsur dengan cas elektrik bergerak, iaitu, "aliran", dari satu objek yang dikenakan kepada yang lain, maka "arus elektrik" berlaku.

Setelah berurusan dengan konsep asas, kita dapat memperoleh definisi umum:

Arus elektrik adalah aliran zarah yang dipindahkan dari badan dengan caj yang lebih tinggi kepada badan dengan caj yang lebih rendah.

Untuk lebih tepat memahami intipati, anda perlu menyelidiki butiran dan mendapatkan jawapan kepada beberapa soalan asas.

Jawapan kepada soalan utama mengenai arus elektrik

Selepas perumusan definisi, beberapa soalan logik timbul.

  1. Apa yang membuat "aliran" semasa, iaitu, untuk bergerak?
  2. Jika unsur logam terkecil sentiasa bergerak, maka mengapa ia tidak cacat?
  3. Jika sesuatu mengalir dari satu objek ke yang lain, adakah jisim objek tersebut berubah?

Jawapan kepada soalan pertama adalah mudah. Oleh kerana aliran air dari titik yang tinggi ke yang rendah, maka elektron akan mengalir dari badan caj tinggi ke badan yang rendah, mematuhi undang-undang fizik. "Caj" (atau potensi) adalah bilangan elektron dalam badan, dan lebih banyak daripada mereka - semakin tinggi caj itu. Sekiranya kenalan dibuat antara dua badan dengan caj yang berlainan, elektron dari badan yang lebih tinggi akan mengalir ke dalam yang kurang dikenakan. Oleh itu, terdapat arus yang akan berakhir apabila tuduhan kedua-dua badan hubungan menyamakan kedudukan.

Untuk memahami mengapa wayar tidak mengubah struktur, walaupun pada hakikatnya ia sentiasa bergerak, anda perlu membayangkannya sebagai sebuah rumah besar di mana orang hidup. Saiz rumah tidak akan mengubah berapa banyak orang masuk dan meninggalkannya, serta bergerak ke dalam. Lelaki dalam kes ini adalah analog elektron dalam logam - dia bergerak dengan bebas dan tidak mempunyai jisim khas berbanding dengan seluruh bangunan.

Sekiranya elektron berpindah dari satu badan ke yang lain - kenapa jisim badan tidak berubah? Faktanya ialah berat elektron sangat kecil walaupun semua elektron dikeluarkan dari badan, jisimnya tidak akan berubah.

Apakah unit pengukur semasa?

Untuk "mengira" arus elektrik, unit pengukuran yang berlainan digunakan, kita akan memeriksa tiga yang utama:

  • Kekuatan semasa
  • Voltan.
  • Rintangan

Sekiranya anda cuba menggambarkan konsep kekuatan semasa dengan kata-kata mudah, lebih baik bayangkan aliran kereta melalui terowong. Kereta adalah elektron, dan terowong adalah dawai. Semakin banyak kereta berlalu pada satu masa melalui bahagian rentas terowong - lebih besar ialah kekuatan semasa, yang diukur oleh peranti yang dipanggil "ammeter" di Amperes (A), dan dalam formula ia ditunjukkan oleh huruf (I).

Voltan adalah nilai relatif yang menyatakan perbezaan dalam tuduhan badan di antara aliran semasa. Jika satu objek mempunyai caj yang sangat tinggi dan yang lain adalah sangat rendah, maka akan ada voltan tinggi di antara mereka, untuk mengukur yang mana peranti "voltmeter" digunakan dan unit yang dipanggil Volt (V). Dalam formula ia dikenal pasti dengan huruf (U).

Rintangan mencirikan keupayaan konduktor, secara konvensional sebagai dawai tembaga, untuk melewati arus tertentu, iaitu, elektron. Konduktor melawan menghasilkan haba, membelanjakan sebahagian daripada tenaga arus yang melaluinya, dengan itu mengurangkan kekuatannya. Rintangan dikira dalam Ohms (Ohms), dan dalam formula menggunakan huruf (R).

Formula untuk mengira ciri-ciri semasa

Dengan menggunakan tiga kuantiti fizikal, seseorang boleh mengira ciri-ciri arus menggunakan Hukum Ohm. Ia dinyatakan dengan formula:

I = U / R

Di mana saya adalah kekuatan semasa, U adalah voltan pada bahagian litar, R adalah rintangan.

Daripada formula, kita melihat kekuatan semasa dikira dengan membahagikan nilai voltan dengan nilai rintangan. Dari sini kita ada perkataan undang-undang:

Arus adalah berkadar terus dengan voltan dan berkadar songsang dengan rintangan konduktor.

Daripada formula ini, anda boleh mengira secara matematik komponennya yang lain.

Rintangan:

R = U / I

Voltan:

U = I * R

Adalah penting untuk diperhatikan bahawa formula itu sah hanya untuk seksyen tertentu rantai. Untuk litar tertutup lengkap, serta kes-kes khas lain, terdapat undang-undang Ohm yang lain.

Kesan semasa pada bahan dan benda hidup yang berlainan

Unsur-unsur kimia yang berbeza di bawah tindakan semasa bertindak berbeza. Sesetengah superkonduktor tidak melawan elektron bergerak melalui mereka tanpa menyebabkan reaksi kimia. Logam dengan tekanan yang berlebihan bagi mereka boleh rosak, mencairkan. Dielektrik yang tidak menghantar arus tidak memasuki sebarang interaksi dengannya dan dengan itu melindungi alam sekitar daripada itu. Fenomena ini berjaya digunakan oleh lelaki dalam penebat kabel dengan getah.

Untuk organisma hidup, arus adalah fenomena yang samar-samar. Dia dapat mempunyai kedua-dua kesan yang bermanfaat dan merosakkan. Orang ramai telah lama menggunakan pelepasan terkawal untuk tujuan terapeutik: dari paru-paru yang merangsang aktiviti otak untuk dilepaskan, kepada kejutan elektrik yang kuat yang dapat memulakan jantung berhenti dan membawa seseorang kembali ke kehidupan. Pelepasan yang kuat boleh membawa kepada masalah kesihatan yang serius, luka bakar, kematian tisu dan juga kematian segera. Apabila bekerja dengan peralatan elektrik, anda perlu mematuhi peraturan keselamatan.

Secara alam semula jadi, anda boleh menemui banyak fenomena di mana elektrik memainkan peranan penting: dari makhluk laut dalam (sinaran elektrik), dapat mengalahkan dengan elektrik, kepada kilat semasa ribut petir. Manusia telah lama menguasai kuasa semulajadi dan menggunakannya dengan mahir, berkat yang semua kerja-kerja elektronik moden.

Perlu diingatkan bahawa fenomena alam semulajadi dapat bermanfaat dan membahayakan manusia. Belajar di sekolah dan pendidikan berterusan membantu orang menggunakan fenomena dunia dengan betul untuk kepentingan masyarakat.

Tonton video itu: Teori Dasar dan Komponen Rangkaian Kelistrikan (Disember 2019).

Tinggalkan Komen Anda