Bir keçiricidə elektrik cərəyanının keçməsi üçün zəruri və kifayət qədər şərtlər. Elektrik. Bir cərəyanın mövcudluğu üçün şərtlər. Əsas anlayışlar. Elektrik cərəyanı nədir
Bir dövrə bölməsi üçün Ohm qanunu cərəyanın gərginliklə düz mütənasib, müqavimətlə tərs mütənasib olduğunu bildirir.
Təsir edən gərginliyi bir neçə dəfə artırsaq elektrik dövrəsi, onda bu dövrədə cərəyan eyni faktorla artacaq. Və dövrənin müqavimətini bir neçə dəfə artırsanız, cərəyan eyni miqdarda azalacaq. Eynilə, borudakı suyun axını daha böyükdür, təzyiq nə qədər böyükdür və borunun suyun hərəkətinə daha az müqavimət göstərir.
Elektrik müqaviməti- keçidin qarşısını almaq üçün keçiricinin xüsusiyyətlərini xarakterizə edən fiziki kəmiyyət elektrik cərəyanı və keçiricinin uclarındakı gərginliyin ondan keçən cərəyanın gücünə nisbətinə bərabərdir.
Elektrik cərəyanının keçdiyi hər hansı bir cisim ona müəyyən müqavimət göstərir.
Elektron nəzəriyyə metal keçiricilərin elektrik müqavimətinin mahiyyətini belə izah edir. Sərbəst elektronlar bir keçirici boyunca hərəkət edərkən, yollarında saysız-hesabsız atomlarla və digər elektronlarla qarşılaşır və onlarla qarşılıqlı əlaqədə olduqda, istər-istəməz enerjilərinin bir hissəsini itirirlər. Elektronlar hərəkətlərinə qarşı sanki müqavimət göstərirlər. Müxtəlif metal keçiricilər fərqlidir atom quruluşu, elektrik cərəyanına fərqli müqavimətə malikdir.
Dirijorun müqaviməti dövrədə və gərginlikdə cərəyan gücündən asılı deyil, yalnız dirijorun forması, ölçüsü və materialı ilə müəyyən edilir.
Dirijorun müqaviməti nə qədər böyükdürsə, o, elektrik cərəyanını bir o qədər pis keçirir və əksinə, keçiricinin müqaviməti nə qədər aşağı olarsa, elektrik cərəyanının bu keçiricidən keçməsi bir o qədər asan olar.
2 sual. Səma cisimlərinin görünən hərəkətləri. Planetlərin hərəkət qanunları.
AMMA) Qaranlıq bir gecədə biz səmada parlaqlığı və rəngi ilə fərqlənən 2500-ə yaxın ulduz görə bilərik (görünməz yarımkürə 5000 nəzərə alınmaqla). Belə görünür ki, onlar səma sferasına bağlıdırlar və onunla birlikdə Yer ətrafında fırlanırlar. Onların arasında hərəkət etmək üçün səma 88 bürclərə bölündü. Bürclər arasında xüsusi yeri Günəşin illik yolunun keçdiyi 12 bürc - ekliptika tuturdu. astronomlar ulduzlar arasında naviqasiya etmək üçün istifadə edirlər müxtəlif sistemlər göy koordinatları. Onlardan biri ekvatorial koordinat sistemidir (şək. 15.1). O, göy ekvatoruna - yerin ekvatorunun göy sferasına proyeksiyasına əsaslanır. Ekliptika və ekvator iki nöqtədə kəsişir: yaz və payız bərabərlikləri. Hər hansı bir ulduzun iki koordinatı var: α - sağa yüksəlmə (saatlarla ölçülür), b - sapma (dərəcə ilə ölçülür). Altair ulduzunun aşağıdakı koordinatları var: α = 19 saat 48 m 18 s; b = +8° 44 '. Ulduzların ölçülmüş koordinatları kataloqlarda saxlanılır, onlardan astronomların düzgün ulduzları axtararkən istifadə etdikləri ulduz xəritələrini yaratmaq üçün istifadə olunur. Qarşılıqlı tənzimləmə səmadakı ulduzlar dəyişmir, öhdəlik götürürlər gündəlik fırlanma birlikdə göy sferası. Planetlər gündəlik fırlanma ilə birlikdə ulduzlar arasında yavaş-yavaş hərəkət edir və onlara sərgərdan ulduz deyilir.
Planetlərin və Günəşin görünən hərəkəti Nikolay Kopernik tərəfindən təsvir edilmişdir geosentrik sistem sülh.
B) Planetlərin və digər göy cisimlərinin Günəş ətrafında hərəkəti Keplerin üç qanununa uyğun olaraq baş verir:
Keplerin birinci qanunu- cazibə qüvvəsinin təsiri altında bir göy cismi digər göy cisminin qravitasiya sahəsində konik hissələrdən biri - dairə, ellips, parabola və ya hiperbola boyunca hərəkət edir.
Keplerin ikinci qanunu- hər bir planet elə hərəkət edir ki, planetin radius vektoru bərabər zaman intervallarında bərabər sahələri əhatə edir.
Keplerin üçüncü qanunu- cismin orbitinin yarım böyük oxunun onun çevrilmə dövrünün kvadratına və cisimlərin kütlələrinin cəminə bölünən kubu sabit qiymətdir.
və 3 / [T 2 * (M 1+ M 2)] = G / 4P 2 G qravitasiya sabitidir.
ayətrafında hərəkət edir Yer elliptik orbitdə. Ayın fazalarının dəyişməsi ayın tərəfinin işıqlandırma növünün dəyişməsi ilə müəyyən edilir. Ayın yer ətrafında hərəkəti Ay və ilə izah olunur günəş tutulmaları. Ebbs və axın hadisələri Ayın cəlb edilməsi və Yerin böyük ölçüləri ilə əlaqədardır.
Əvvəlcə elektrik cərəyanı nədir sualına cavab verək. Masanın üstündə duran sadə batareya öz-özünə cərəyan yaratmır. Stolun üstündə uzanan fənər heç bir səbəb olmadan öz LED-ləri vasitəsilə cərəyan yaratmayacaq. Bir cərəyanın görünməsi üçün bir yerdə bir şey axmalı, ən azı hərəkətə başlamalıdır və bunun üçün fənərin və batareyanın LED-lərinin dövrəsi bağlanmalıdır. Əbəs yerə deyil, köhnə günlərdə elektrik cərəyanı müəyyən bir yüklü mayenin hərəkəti ilə müqayisə edildi.
Əslində, indi elektrik cərəyanının yüklü hissəciklərin istiqamətli hərəkəti olduğunu və daha real bir analoqun elektrik sahəsinin təsiri altında hərəkət edən yüklü hissəciklərin qazı olan yüklü qaz olacağını bilirik. Ancaq ilk şeylər.
Elektrik cərəyanı yüklü hissəciklərin yönəldilmiş hərəkətidir
Deməli, elektrik cərəyanı yüklü zərrəciklərin hərəkətidir, lakin hətta yüklü hissəciklərin xaotik hərəkəti də hərəkətdir, lakin hələ cərəyan deyil. Eynilə, daim istilik hərəkətində olan mayenin molekulları cərəyan yaratmır, çünki mayenin bütün həcminin tam yerdəyişməsi tam sıfırdır.
Mayenin axması üçün tam yerdəyişmə baş verməlidir, yəni maye molekullarının ümumi hərəkəti istiqamətləndirilməlidir. Beləliklə, molekulların xaotik hərəkəti bütün həcmin yönəldilmiş hərəkəti ilə birləşdiriləcək və mayenin bütün həcminin axını yaranacaqdır.
Elektrik cərəyanı ilə vəziyyət oxşardır - elektrik yüklü hissəciklərin yönəldilmiş hərəkəti - elektrik cərəyanı var. Yüklənmiş hissəciklərin istilik hərəkətinin sürəti, məsələn, bir metalda, saniyədə yüzlərlə metrlə ölçülür, lakin yönəldilmiş hərəkətlə, dirijorda müəyyən bir cərəyan təyin edildikdə, hissəciklərin ümumi hərəkət sürəti saniyədə fraksiya və millimetr vahidləri ilə ölçülür.
Belə ki, 1 kv mm kəsiyi olan metal keçiricidə 10 A-a bərabər birbaşa cərəyan keçirsə, onda elektronların nizamlı hərəkətinin orta sürəti saniyədə 0,6 ilə 6 millimetr arasında olacaqdır. Bu elektrik cərəyanı olacaq. Elektronların bu yavaş hərəkəti bir dirijorun, məsələn, nikromdan yaxşı istiləşməsinə, tabe olması üçün kifayətdir.
Hissəciklərin sürəti elektrik sahəsinin yayılma sürəti deyil!
Qeyd edək ki, cərəyan dirijorda demək olar ki, bütün həcmdə başlayır, yəni bu "hərəkət" işıq sürəti ilə keçirici boyunca yayılır, lakin birbaşa yüklənmiş hissəciklərin hərəkəti 100 milyard dəfə yavaşdır. Bir mayenin axdığı bir boru ilə bənzətməni nəzərdən keçirə bilərsiniz.
1. Elektrik cərəyanı yüklü hissəciklər tələb edir
Metallarda və vakuumda olan elektronlar, elektrolit məhlullarında ionlar - yük daşıyıcısı kimi xidmət edir və müxtəlif maddələrdə cərəyanın olmasını təmin edir. Metallarda elektronlar çox hərəkətlidir, bəziləri qovşaqlar arasındakı boşluğu dolduran bir qaz kimi atomdan atoma sərbəst hərəkət edə bilir. kristal qəfəs.
Vakuum borularında elektronlar termion emissiya prosesində katodu tərk edərək, elektrik sahəsinin təsiri altında anoda doğru qaçırlar. Elektrolitlərdə molekullar suda müsbət və mənfi yüklü hissələrə parçalanır və elektrolitlərdə ionlara - sərbəst yük daşıyıcılarına çevrilir. Yəni, elektrik cərəyanının mövcud olduğu hər yerdə hərəkət edə bilən pulsuz yük daşıyıcıları var. Bu, elektrik cərəyanının mövcudluğu üçün ilk şərtdir - pulsuz yük daşıyıcılarının olması.
2. Elektrik cərəyanının mövcudluğunun ikinci şərti odur ki, yükə xarici qüvvələr təsir etməlidir
İndi keçiriciyə baxsaq, deyək ki, mis məftildir, onda özümüzə sual verə bilərik: onda elektrik cərəyanının yaranması üçün nə lazımdır? Yüklü hissəciklər, elektronlar var, onlar sərbəst hərəkət edə bilirlər.
Onları hərəkətə gətirən nədir? Məlumdur ki, elektrik yüklü hissəcik elektrik sahəsi ilə qarşılıqlı təsir göstərir. Buna görə keçiricidə bir elektrik sahəsi yaratmaq lazımdır, sonra dirijorun hər nöqtəsində bir potensial yaranacaq, keçiricinin ucları arasında potensial fərq yaranacaq və elektronlar sahə istiqamətində hərəkət edəcək - "-"-dən "+"-a qədər, yəni elektrik sahəsinin gücü vektoruna qarşı istiqamətdə. Elektrik sahəsi elektronları sürətləndirəcək, onların (kinetik və maqnit) enerjisini artıracaq.
Nəticədə, sadəcə olaraq keçiriciyə kənarda tətbiq olunan elektrik sahəsini nəzərə alsaq (keçirici güc xətləri boyunca elektrik sahəsinə yerləşdirdik), onda elektronlar telin bir ucunda toplanacaq və mənfi bir yük meydana çıxacaq. bu sonunda və elektronlar telin o biri ucundan yerdəyişdiyi üçün o, müsbət yükə malik olacaqdır.
Nəticədə xaricdən tətbiq olunan elektrik sahəsi ilə yüklənmiş keçiricinin elektrik sahəsi elə istiqamətdə olacaq ki, onun təsiri ilə xarici elektrik sahəsi zəifləsin.
Yüklərin yenidən bölüşdürülməsi prosesi demək olar ki, dərhal davam edəcək və başa çatdıqdan sonra dirijordakı cərəyan dayanacaq. Dirijorun içərisində yaranan elektrik sahəsi sıfıra bərabər olacaq və kənarlardakı intensivlik mütləq dəyərdə bərabər olacaq, lakin kənarda tətbiq olunan elektrik sahəsinə əks istiqamətdə olacaq.
Əgər keçiricidə elektrik sahəsi birbaşa cərəyan mənbəyi, məsələn, akkumulyator tərəfindən yaradılırsa, o zaman belə bir mənbə keçirici üçün xarici qüvvələr mənbəyinə çevriləcək, yəni keçiricidə sabit EMF yaradan mənbə və potensial fərqi qoruyacaq. Aydındır ki, cərəyanın xarici qüvvələr mənbəyi tərəfindən dəstəklənməsi üçün dövrə bağlanmalıdır.
Hərəkətdə şarj edin. Bu, ildırım kimi statik elektrikin qəfil boşalması şəklində ola bilər. Və ya bu, generatorlarda, batareyalarda, günəş enerjisi və ya yanacaq hüceyrələrində idarə olunan bir proses ola bilər. Bu gün biz "elektrik cərəyanı" anlayışını və elektrik cərəyanının mövcudluğu şərtlərini nəzərdən keçirəcəyik.
Elektrik enerjisi
İstifadə etdiyimiz elektrik enerjisinin çox hissəsi elektrik şəbəkəsindən alternativ cərəyan şəklində gəlir. Faraday induksiya qanununa uyğun işləyən generatorlar tərəfindən yaradılmışdır, bunun sayəsində dəyişən bir maqnit sahəsi keçiricidə elektrik cərəyanı yarada bilər.
Generatorlarda fırlanan zaman maqnit sahələrindən keçən teldən fırlanan rulonlar var. Bobinlər fırlandıqca, nisbətən açılır və bağlanırlar maqnit sahəsi və hər dönüşdə istiqaməti dəyişən elektrik cərəyanı yaradır. Cərəyan keçir tam dövr saniyədə 60 dəfə irəli və geri.
Generatorlar kömür, təbii qaz, neft və ya istiliklə qızdırılan buxar turbinləri ilə işləyə bilər nüvə reaktoru. Generatordan cərəyan bir sıra transformatorlardan keçir, burada onun gərginliyi artır. Naqillərin diametri həddindən artıq istiləşmədən və enerji sərf etmədən keçirə biləcəkləri cərəyanın miqdarını və gücünü müəyyən edir və gərginlik yalnız xətlərin yerdən nə qədər yaxşı izolyasiya edildiyi ilə məhdudlaşır.
Maraqlıdır ki, cərəyan iki deyil, yalnız bir tel tərəfindən aparılır. Onun iki tərəfi müsbət və mənfi olaraq təyin olunur. Bununla belə, alternativ cərəyanın polaritesi saniyədə 60 dəfə dəyişdiyindən, onların başqa adları var - qaynar (əsas elektrik xətləri) və torpaqlanmış (dövrəni tamamlamaq üçün yeraltından keçir).
Elektrik enerjisi niyə lazımdır?
Elektrik enerjisinin bir çox istifadəsi var: o, evinizi işıqlandıra, paltarlarınızı yuyub quruda, qarajın qapısını qaldıra, çaynikdə su qaynadıb həyatımızı asanlaşdıran digər məişət əşyalarına güc verə bilər. Bununla belə, cərəyanın məlumat ötürmə qabiliyyəti getdikcə daha çox əhəmiyyət kəsb edir.
İnternetə qoşulduqda kompüter elektrik cərəyanının yalnız kiçik bir hissəsini istifadə edir, lakin bu, müasir insanın həyatını təsəvvür edə bilməyəcəyi bir şeydir.
Elektrik cərəyanı anlayışı
Çay axını, su molekullarının axını kimi elektrik cərəyanı da yüklü hissəciklər axınıdır. Buna səbəb olan nədir və niyə həmişə eyni istiqamətdə getmir? Axan sözünü eşidəndə ağlınıza nə gəlir? Bəlkə də çay olacaq. Bu, yaxşı bir birləşmədir, çünki elektrik cərəyanının adının alınmasının səbəbi budur. Su axınına çox bənzəyir, yalnız kanal boyunca hərəkət edən su molekullarının əvəzinə yüklü hissəciklər keçirici boyunca hərəkət edir.
Elektrik cərəyanının mövcudluğu üçün zəruri şərtlər arasında elektronların mövcudluğunu təmin edən bir maddə var. Keçirici materialın atomlarında atomların ətrafında və arasında üzən bu sərbəst yüklü hissəciklərin çoxu var. Onların hərəkəti təsadüfi olur, ona görə də hər hansı bir istiqamətdə axın yoxdur. Elektrik cərəyanının mövcud olması üçün nə lazımdır?
Elektrik cərəyanının mövcudluğu şərtlərinə gərginliyin mövcudluğu daxildir. Bir keçiriciyə tətbiq edildikdə, bütün sərbəst elektronlar eyni istiqamətdə hərəkət edərək bir cərəyan yaradır.
Elektrik cərəyanı ilə maraqlanırsınız
Maraqlıdır ki, elektrik enerjisi bir keçirici vasitəsilə işıq sürəti ilə ötürüldükdə, elektronlar özləri daha yavaş hərəkət edirlər. Əslində, keçirici telin yanında yavaş-yavaş getsəniz, sürətiniz elektronların hərəkətindən 100 dəfə yüksək olardı. Bu, onların bir-birinə enerji ötürmək üçün böyük məsafələr qət etmələri ilə əlaqədardır.
Birbaşa və alternativ cərəyan
Bu gün iki müxtəlif növ cərəyan geniş istifadə olunur - birbaşa və alternativ. Birincidə elektronlar bir istiqamətdə, "mənfi" tərəfdən "müsbət" tərəfə doğru hərəkət edir. Alternativ cərəyan elektronları irəli və geri itələyir, axının istiqamətini saniyədə bir neçə dəfə dəyişir.
Elektrik stansiyalarında elektrik enerjisi istehsal etmək üçün istifadə olunan generatorlar alternativ cərəyan yaratmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Yəqin ki, siz evinizdəki işığın cari istiqamət dəyişdikcə həqiqətən yanıb-söndüyünü heç görməmisiniz, lakin bu, gözlərin tanıması üçün çox tez baş verir.
Birbaşa elektrik cərəyanının mövcudluğu üçün hansı şərtlər var? Niyə hər iki növə ehtiyacımız var və hansı daha yaxşıdır? Bunlar yaxşı suallardır. Hər iki cərəyan növündən hələ də istifadə etməyimiz onların hər ikisinin xüsusi məqsədlərə xidmət etdiyini göstərir. Hələ 19-cu əsrdə elektrik stansiyası ilə ev arasında uzun məsafələrə enerjinin səmərəli ötürülməsinin yalnız çox yüksək gərginliklərdə mümkün olduğu aydın idi. Ancaq problem onda idi ki, həqiqətən yüksək gərginlik göndərmək insanlar üçün son dərəcə təhlükəli idi.
Bu problemin həlli onu içəri göndərməzdən əvvəl evdən kənarda stressi azaltmaq idi. Bu günə qədər daimi elektrik cərəyanı, əsasən digər gərginliklərə asanlıqla çevrilə bilmə qabiliyyətinə görə uzun məsafələrə ötürmə üçün istifadə olunur.
Elektrik cərəyanı necə işləyir
Elektrik cərəyanının mövcudluğu şərtlərinə yüklü hissəciklərin, keçiricinin və gərginliyin olması daxildir. Bir çox alim elektriki tədqiq etmiş və onun iki növü olduğunu müəyyən etmişdir: statik və cərəyan.
Bunda mühüm rol oynayan sonuncudur Gündəlik həyat hər hansı bir şəxs, çünki dövrədən keçən elektrik cərəyanını təmsil edir. Evlərimizi və daha çoxunu enerji ilə təmin etmək üçün hər gün istifadə edirik.
Elektrik cərəyanı nədir?
Elektrik yükləri bir dövrədə bir yerdən digərinə dolananda elektrik cərəyanı yaranır. Elektrik cərəyanının mövcudluğu şərtlərinə, yüklü hissəciklərə əlavə olaraq, bir keçiricinin olması da daxildir. Çox vaxt bu bir teldir. Onun dövrəsi cərəyanın enerji mənbəyindən axdığı qapalı dövrədir. Dövrə açıq olduqda, o, səyahəti tamamlaya bilməz. Məsələn, otağınızdakı işıq sönəndə dövrə açıqdır, lakin dövrə bağlı olduqda işıq yanır.
Cari güc
Bir keçiricidə elektrik cərəyanının mövcudluğu şərtləri güc kimi bir gərginlik xarakteristikasından çox təsirlənir. Bu, müəyyən bir müddət ərzində nə qədər enerji istifadə olunduğunun ölçüsüdür.
Bu xüsusiyyəti ifadə etmək üçün istifadə edilə bilən bir çox müxtəlif vahidlər var. Bununla belə, elektrik enerjisi demək olar ki, vattla ölçülür. Bir vatt saniyədə bir joula bərabərdir.
Hərəkətdə olan elektrik yükü
Elektrik cərəyanının mövcudluğu üçün hansı şərtlər var? O, statik elektrikin qəfil boşalması, məsələn, ildırım və ya yun parça ilə sürtünmə nəticəsində yaranan qığılcım şəklində ola bilər. Ancaq daha tez-tez elektrik cərəyanı haqqında danışarkən, işıqların və cihazların işləməsini təmin edən daha idarə olunan elektrik formasını nəzərdə tuturuq. Elektrik yükünün böyük hissəsi atomdakı mənfi elektronlar və müsbət protonlar tərəfindən daşınır. Bununla belə, sonuncular əsasən içəridə hərəkətsizdirlər atom nüvələri, buna görə də yükün bir yerdən başqa yerə köçürülməsi işi elektronlar tərəfindən həyata keçirilir.
Metal kimi keçirici materialdakı elektronlar daha yüksək elektron orbitləri olan keçiricilik zolaqları boyunca bir atomdan digərinə keçmək üçün böyük ölçüdə sərbəstdirlər. Kifayət qədər elektromotor qüvvə və ya gərginlik elektronların elektrik cərəyanı şəklində keçiricidən keçməsinə səbəb ola biləcək yük balanssızlığı yaradır.
Su ilə bənzətmə aparsaq, məsələn, bir boru götürək. Suyun boruya daxil olması üçün bir ucundan bir klapan açdığımız zaman, o suyun borunun sonuna qədər işləməsini gözləmək məcburiyyətində deyilik. Suyun o biri ucundan demək olar ki, dərhal alırıq, çünki daxil olan su artıq boruda olan suyu itələyir. Bir naqildə elektrik cərəyanı olduqda belə olur.
Elektrik cərəyanı: elektrik cərəyanının mövcudluğu şərtləri
Elektrik cərəyanı adətən elektronların axını kimi qəbul edilir. Batareyanın iki ucu bir-birinə metal məftillə birləşdirildikdə, bu yüklənmiş kütlə teldən akkumulyatorun bir ucundan (elektrod və ya dirəkdən) əks tərəfə axır. Beləliklə, elektrik cərəyanının mövcudluğu üçün şərtləri adlandıraq:
- yüklü hissəciklər.
- Dirijor.
- Gərginlik mənbəyi.
Ancaq hər şey o qədər də sadə deyil. Elektrik cərəyanının olması üçün hansı şərtlər lazımdır? Bu suala aşağıdakı xüsusiyyətləri nəzərə alaraq daha ətraflı cavab vermək olar:
- Potensial fərq (gərginlik). Bu, ilkin şərtlərdən biridir. 2 nöqtə arasında potensial fərq olmalıdır, yəni bir yerdə yüklü zərrəciklərin yaratdığı itələmə qüvvəsi digər nöqtədəki qüvvədən böyük olmalıdır. Gərginlik mənbələri ümumiyyətlə təbiətdə tapılmır və elektronlar paylanır mühit kifayət qədər bərabər. Buna baxmayaraq, elm adamları bu yüklü hissəciklərin toplana biləcəyi və bununla da çox zəruri gərginliyi (məsələn, batareyalarda) yarada biləcəyi müəyyən növ cihazlar ixtira edə bildilər.
- Elektrik müqaviməti (keçirici). Bu, elektrik cərəyanının mövcudluğu üçün zəruri olan ikinci vacib şərtdir. Bu yüklü hissəciklərin keçdiyi yoldur. Yalnız elektronların sərbəst hərəkət etməsinə imkan verən materiallar keçirici rolunu oynayır. Bu qabiliyyətə malik olmayanlara izolyator deyilir. Məsələn, bir metal məftil əla keçirici, rezin qabığı isə əla izolyator olacaqdır.
İnsanlar elektrik cərəyanının yaranması və mövcudluğu şərtlərini diqqətlə öyrənərək bu güclü və təhlükəli elementi ram edə və onu bəşəriyyətin xeyrinə yönəldə bildilər.
Elektrik cərəyanı - elektrik yüklərinin hərəkəti istiqamətində sifariş edilir. Cərəyanın istiqaməti müsbət yüklərin hərəkət istiqaməti kimi qəbul edilir.
Cərəyanın keçiricidən keçməsi aşağıdakı hərəkətlərlə müşayiət olunur:
* maqnit (bütün keçiricilərdə müşahidə olunur)
* istilik (superkeçiricilərdən başqa bütün keçiricilərdə müşahidə olunur)
* kimyəvi (elektrolitlərdə müşahidə olunur).
Hər hansı bir mühitdə cərəyanın yaranması və saxlanması üçün iki şərt yerinə yetirilməlidir:
* ətraf mühitdə pulsuz elektrik yüklərinin olması
* ətraf mühitdə elektrik sahəsi yaratmaq.
Mühitdəki elektrik sahəsi sərbəst yüklərin yönəldilmiş hərəkətini yaratmaq üçün lazımdır. Bildiyiniz kimi, E gücündə elektrik sahəsindəki q yükü sərbəst yükləri elektrik sahəsi istiqamətində hərəkət etməyə məcbur edən F = q * E qüvvəsi ilə təsirlənir. Dirijorda bir elektrik sahəsinin mövcudluğunun bir əlaməti keçiricinin hər hansı iki nöqtəsi arasında sıfırdan fərqli potensial fərqin olmasıdır,
Bununla belə, elektrik qüvvələri elektrik cərəyanını uzun müddət saxlaya bilməz. Elektrik yüklərinin müəyyən müddətdən sonra istiqamətləndirilmiş hərəkəti keçiricinin uclarındakı potensialların bərabərləşməsinə və nəticədə onun içindəki elektrik sahəsinin yox olmasına səbəb olur.
Elektrik dövrəsində cərəyanı saxlamaq üçün yüklərə Kulon qüvvələrindən əlavə qeyri-elektrik təbiətli qüvvələr (xarici qüvvələr) təsir etməlidir.
Xarici qüvvələr yaradan, dövrədə potensial fərqi saxlayan və müxtəlif enerji növlərini enerjiyə çevirən cihaz elektrik enerjisi cərəyan mənbəyi adlanır.
Qapalı bir dövrədə elektrik cərəyanının olması üçün ona bir cərəyan mənbəyi daxil etmək lazımdır.
Əsas xüsusiyyətlər
1. Cari gücü - I, ölçü vahidi - 1 A (Amper).
Cari güc vahid vaxtda keçiricinin kəsişməsindən axan yükə bərabər bir dəyərdir.
I = Dq/Dt.
Düstur cari gücü və istiqaməti zamanla dəyişməyən birbaşa cərəyan üçün etibarlıdır. Əgər cərəyanın gücü və onun istiqaməti zamanla dəyişirsə, onda belə cərəyan dəyişən adlanır.
AC üçün:
I = limDq/Dt,
Dt - 0
olanlar. I = q", burada q" yükün zamana görə törəməsidir.
2. Cərəyanın sıxlığı - j, ölçü vahidi - 1 A/m2.
Cari sıxlıq keçiricinin bir kəsişməsindən keçən cərəyanın gücünə bərabər bir dəyərdir:
j = I/S .
3. Cari mənbənin elektromotor qüvvəsi - emf. (e), vahid 1 V (Volt). E.m.f. tək müsbət yüklü elektrik dövrəsindən keçərkən xarici qüvvələrin gördüyü işə bərabər fiziki kəmiyyətdir:
e \u003d Ast. / q.
4. Kondüktörün müqaviməti - R, vahid - 1 ohm.
Vakuumda elektrik sahəsinin təsiri altında sərbəst yüklər sürətlənmiş sürətlə hərəkət edərdi. Maddədə onlar orta hesabla bərabər şəkildə hərəkət edirlər, çünki enerjinin bir hissəsi toqquşma zamanı maddənin hissəciklərinə verilir.
Nəzəriyyə bildirir ki, yüklərin nizamlı hərəkətinin enerjisi kristal qəfəsin təhrifləri ilə dağılır. Elektrik müqavimətinin təbiətinə əsaslanaraq, belə çıxır
R \u003d r * l / S,
harada
l - keçirici uzunluğu,
S - kəsik sahəsi,
r mütənasiblik amilidir, materialın müqaviməti adlanır.
Bu formula təcrübə ilə yaxşı təsdiqlənir.
Keçirici hissəciklərin cərəyanda hərəkət edən yüklərlə qarşılıqlı təsiri hissəciklərin xaotik hərəkətindən asılıdır, yəni. dirijorun temperaturu haqqında. Məlumdur ki
r = r0(1 + a t),
R = R0(1 + a t) .
a əmsalı müqavimətin temperatur əmsalı adlanır:
a = (R - R0)/R0*t .
Kimyəvi cəhətdən təmiz metallar üçün a > 0 və 1/273 K-1-ə bərabərdir. Ərintilər üçün temperatur əmsalları daha az əhəmiyyət kəsb edir. Metallar üçün r(t) asılılığı xəttidir:
1911-ci ildə mütləq sıfıra yaxın bir temperaturda bəzi metalların müqavimətinin kəskin şəkildə sıfıra enməsindən ibarət olan superkeçiricilik fenomeni kəşf edildi.
Bəzi maddələr (məsələn, elektrolitlər və yarımkeçiricilər) üçün müqavimət temperaturun artması ilə azalır, bu, sərbəst yüklərin konsentrasiyasının artması ilə izah olunur.
Müqavimətin əksi elektrik keçiriciliyi s adlanır
s = 1/r
5. Gərginlik - U, ölçü vahidi - 1 V.
Gərginlik tək müsbət yükü hərəkət etdirərkən xarici və elektrik qüvvələrin gördüyü işə bərabər fiziki kəmiyyətdir.
U \u003d (Ast. + Ael.) / q.
Ast./q = e, və Ael./q = f1-f2 olduğundan
U = e + (f1 - f2) .
Elektrik sahəsinin təsiri altında sərbəst yüklü hissəciklərin istiqamətləndirilmiş (sifarişli) hərəkətinə elektrik cərəyanı deyilir.
Bir cərəyanın mövcudluğu üçün şərtlər:
1. Pulsuz ödənişlərin olması.
2. Elektrik sahəsinin olması, yəni. potensial fərqlər. Konduktorlarda pulsuz yüklər mövcuddur. Elektrik sahəsi cari mənbələr tərəfindən yaradılır.
Cərəyan keçiricidən keçdikdə o, aşağıdakıları edir:
Termal (dirijorun cərəyanla qızdırılması). Məsələn: elektrik çaydanın, ütünün və s.-nin işləməsi).
· Maqnit (cərəyan keçiricinin ətrafında maqnit sahəsinin görünüşü). Məsələn: elektrik mühərrikinin işləməsi, elektrik ölçmə vasitələri).
kimyəvi ( kimyəvi reaksiyalar cərəyanın bəzi maddələrdən keçməsi zamanı). Məsələn: elektroliz.
haqqında da danışa bilərsiniz
İşıq (müşayət edir termal hərəkət). Məsələn: elektrik lampasının filamentinin parıltısı.
Mexanik (maqnit və ya termal müşayiət olunur). Məsələn: qızdırılan zaman keçiricinin deformasiyası, maqnit sahəsində cərəyanla çərçivənin fırlanması).
Bioloji (fizioloji). Məsələn: insana elektrik şoku, cərəyanın təsirinin tibbdə istifadəsi.
Bir keçiricidən cərəyan keçmə prosesini təsvir edən əsas kəmiyyətlər.
1. Cari I- keçiricinin kəsişməsindən keçən yükün nisbətinə bərabər olan skalyar dəyər, cərəyanın axdığı vaxt intervalı. Cari güc, zaman vahidi üçün keçiricinin kəsişməsindən nə qədər yük keçdiyini göstərir. Cərəyan deyilir daimi cərəyan zamanla dəyişməzsə. Keçiricidən keçən cərəyanın sabit olması üçün keçiricinin uclarında potensial fərqin sabit olması lazımdır.
2. Gərginlik U. Gərginlik dirijor daxilində qüvvə xətləri boyunca tək müsbət yükün hərəkətində elektrik sahəsinin işinə ədədi olaraq bərabərdir.
3. Elektrik müqaviməti R- keçiricinin uclarındakı gərginliyin (potensial fərqin) keçiricidən keçən cərəyanın gücünə nisbətinə ədədi olaraq bərabər olan fiziki kəmiyyət.
60. Zəncir bölməsi üçün Ohm qanunu.
Bir dövrə bölməsindəki cərəyan gücü bu keçiricinin uclarındakı gərginliklə düz mütənasibdir və müqavimətinə tərs mütənasibdir:
I=U/R;
Ohm müəyyən etdi ki, müqavimət dirijorun uzunluğuna düz mütənasibdir və onun kəsişmə sahəsinə tərs mütənasibdir və keçiricinin maddəsindən asılıdır.
burada ρ müqavimətdir, l - keçiricinin uzunluğu, S - keçiricinin kəsişmə sahəsidir.
61. Müqavimət rezistorun elektrik xarakteristikası kimi. Metal keçiricilərin müqavimətinin materialın növündən və həndəsi ölçülərdən asılılığı.
Elektrik müqaviməti- elektrik cərəyanının keçməsinin qarşısını almaq üçün keçiricinin xassələrini xarakterizə edən və keçiricinin uclarındakı gərginliyin ondan keçən cərəyanın gücünə nisbətinə bərabər olan fiziki kəmiyyət. AC dövrələri və alternativ elektromaqnit sahələri üçün müqavimət empedans və dalğa müqaviməti baxımından təsvir edilmişdir.
Müqavimət (tez-tez R və ya r hərfi ilə qeyd olunur) müəyyən məhdudiyyətlər daxilində müəyyən bir dirijor üçün sabit bir dəyər hesab olunur; kimi hesablamaq olar
Burada R müqavimətdir; U - keçiricinin uclarında elektrik potensiallarının fərqi; I, potensial fərqin təsiri altında keçiricinin ucları arasında axan cərəyanın gücüdür.
Dirijorun müqaviməti onun kütləsi ilə eyni xarakteristikaya malikdir. Dirijorun müqaviməti keçiricidəki cərəyan gücündən və ya uclarındakı gərginlikdən asılı deyil, yalnız keçiricinin hazırlandığı maddənin növündən və onun həndəsi ölçülərindən asılıdır: , burada: l - dirijorun uzunluğu, S - dirijorun kəsişmə sahəsi, ρ - dirijorun xüsusi müqavimətidir, 1 m uzunluğunda bir keçiricinin hansı müqavimət göstərdiyini və 1 kəsik sahəsini göstərir. Bu materialdan hazırlanmış m 2 olacaq.
Ohm qanununa tabe olan keçiricilərə xətti deyilir. Ohm qanununa tabe olmayan bir çox material və cihaz var, məsələn, yarımkeçirici diod və ya qaz boşaltma lampası. Kifayət qədər yüksək cərəyanlarda olan metal keçiricilər üçün də Ohm xətti qanunundan bir sapma müşahidə olunur, çünki metal keçiricilərin elektrik müqaviməti artan temperaturla artır.
Dirijor müqavimətinin temperaturdan asılılığı düsturla ifadə edilir: , burada: R - T temperaturunda keçiricinin müqaviməti, R 0 - 0ºС temperaturda keçiricinin müqaviməti, α - müqavimətin temperatur əmsalı.
