Neophodni i dovoljni uslovi za prolaz električne struje u provodniku. Struja. Uslovi za postojanje struje. Osnovni koncepti. Šta je električna struja
Ohmov zakon za dio kola stanja: struja je direktno proporcionalna naponu i obrnuto proporcionalna otporu.
Ako povećate napon koji djeluje u električni krug, tada će se struja u ovom krugu povećati za isti iznos. A ako povećate otpor kruga nekoliko puta, struja će se smanjiti za isti iznos. Slično, što je veći pritisak i manji otpor cijev pruža kretanju vode, to je veći protok vode u cijevi.
Električni otpor - fizička količina, karakterizira svojstva provodnika da spriječi prolaz električna struja i jednak je odnosu napona na krajevima provodnika i struje koja teče kroz njega.
Svako tijelo kroz koje teče električna struja pokazuje mu određeni otpor.
Elektronska teorija Ovo objašnjava suštinu električnog otpora metalnih vodiča. Slobodni elektroni, krećući se duž provodnika, nebrojeno puta nailaze na atome i druge elektrone na svom putu i u interakciji s njima neizbježno gube dio svoje energije. Elektroni doživljavaju neku vrstu otpora svom kretanju. Razni metalni provodnici koji imaju različite atomska struktura, imaju različit otpor na električnu struju.
Otpor vodiča ne zavisi od struje u kolu i napona, već je određen samo oblikom, veličinom i materijalom vodiča.
Što je veći otpor vodiča, lošije provodi električnu struju, i obrnuto, što je otpor vodiča manji, struja lakše prolazi kroz ovaj vodič.
Pitanje 2. Prividna kretanja nebeskih tijela. Zakoni kretanja planeta.
A) U tamnoj noći možemo vidjeti oko 2.500 zvijezda na nebu (uključujući 5.000 na nevidljivoj hemisferi), koje se razlikuju po sjaju i boji. Čini se da su vezani za nebesku sferu i sa njom se okreću oko Zemlje. Za navigaciju među njima, nebo je podijeljeno na 88 sazviježđa. Posebno mjesto među sazvežđima zauzimalo je 12 zodijačkih sazvežđa kroz koje prolazi godišnji put Sunca - ekliptika. astronomi koriste za navigaciju među zvijezdama razni sistemi nebeske koordinate. Jedan od njih je ekvatorijalni koordinatni sistem (slika 15.1). Zasnovan je na nebeskom ekvatoru - projekciji Zemljinog ekvatora na nebesku sferu. Ekliptika i ekvator seku se u dve tačke: prolećna i jesenja ravnodnevnica. Svaka zvijezda ima dvije koordinate: α – prava ascenzija (mjereno u satnim jedinicama), b – devijacija (mjereno u jedinicama stepena). Zvezda Altair ima sledeće koordinate: α = 19 h 48 m 18 s; b = +8° 44 '. Izmjerene koordinate zvijezda pohranjuju se u katalozima, a od njih se prave mape zvijezda koje astronomi koriste prilikom traženja potrebnih svjetiljki. Međusobni dogovor zvezde na nebu se ne menjaju, one se menjaju dnevna rotacija zajedno sa nebeska sfera. Planete, zajedno sa svojom dnevnom rotacijom, polako se kreću među zvijezdama i nazivaju se zvijezdama lutalicama.
Prividno kretanje planeta i Sunca opisao je Nikola Kopernik, koristeći geocentrični sistem mir.
B) Kretanje planeta i drugih nebeskih tijela oko Sunca odvija se prema Keplerova tri zakona:
Keplerov prvi zakon– pod uticajem gravitacije jedno nebesko telo se kreće u gravitacionom polju drugog nebesko telo duž jednog od konusnih presjeka - kruga, elipse, parabole ili hiperbole.
Keplerov drugi zakon- svaka planeta se kreće na način da radijus vektor planete opisuje jednake površine u jednakim vremenskim periodima.
Keplerov treći zakon- kocka velike poluose orbite tijela, podijeljena s kvadratom njegovog perioda okretanja i zbirom masa tijela, je konstantna vrijednost.
a 3 /[T 2 *(M 1+ M 2) ] = G/4P 2 G – gravitaciona konstanta.
Mjesec kreće se zemlja u eliptičnoj orbiti. Promjena lunarnih faza određena je promjenom vrste osvjetljenja na strani Mjeseca. Kretanje Mjeseca oko Zemlje objašnjava se lunarnim i pomračenja sunca. Fenomen oseke i oseke uzrokovan je privlačenjem Mjeseca i velikom veličinom Zemlje.
Prvo, odgovorimo na pitanje šta je električna struja. Jednostavna baterija koja stoji na stolu ne stvara struju sama. A baterijska lampa koja leži na stolu neće stvoriti struju kroz svoje LED diode tek tako, bez ikakvog razloga. Da bi se pojavila struja, nešto mora negdje teći ili se barem početi kretati, a da bi se to dogodilo potrebno je zatvoriti strujni krug svjetiljke i baterije. Nije za ništa, u starim danima električna struja se upoređivala sa kretanjem neke nabijene tečnosti.
Zapravo, sada znamo da je električna struja usmjereno kretanje nabijenih čestica i da bi bliži analog stvarnosti bio nabijeni plin - plin nabijenih čestica koje se kreću pod utjecajem električno polje. Ali prvo stvari.
Električna struja je usmjereno kretanje nabijenih čestica
Dakle, električna struja je kretanje nabijenih čestica, ali čak i haotično kretanje nabijenih čestica je također kretanje, ali još nije struja. Isto tako, molekuli tečnosti, koji su uvek u toplotnom kretanju, ne stvaraju protok, jer je ukupno kretanje celokupne zapremine tečnosti u mirovanju tačno nula.
Da bi došlo do strujanja tekućine, mora se dogoditi potpuno kretanje, odnosno cjelokupno kretanje molekula tekućine mora postati usmjereno. Tako će se haotično kretanje molekula spojiti sa usmjerenim kretanjem cijele zapremine i nastat će tok cjelokupne zapremine tekućine.
Slična je situacija i sa električnom strujom – usmjereno kretanje električno nabijenih čestica je električna struja. Brzina termičkog kretanja nabijenih čestica, na primjer u metalu, mjeri se stotinama metara u sekundi, ali pri usmjerenom kretanju, kada je određena struja ugrađena u provodnik, brzina ukupnog kretanja čestica se mjeri u razlomcima. i jedinice milimetara u sekundi.
Dakle, ako jednosmjerna struja od 10 A teče u metalnom vodiču s poprečnim presjekom od 1 kvadratnih mm, tada će prosječna brzina uređenog kretanja elektrona biti od 0,6 do 6 milimetara u sekundi. Ovo će već biti električna struja. I ovo sporo kretanje elektrona dovoljno je da se provodnik, na primjer od nihroma, sasvim dobro zagrije, slušajući.
Brzina čestica nije brzina širenja električnog polja!
Imajte na umu da struja počinje u vodiču gotovo trenutno u cijelom volumenu, odnosno ovo "kretanje" se širi kroz provodnik brzinom svjetlosti, ali je kretanje samih nabijenih čestica 100 milijardi puta sporije. Možete razmotriti analogiju cijevi kroz koju teče tekućina.
1. Nabijene čestice su neophodne za postojanje električne struje
Elektroni u metalima iu vakuumu, joni u rastvorima elektrolita služe kao nosioci naboja i obezbeđuju prisustvo struje u raznim supstancama. U metalima su elektroni vrlo pokretni, neki od njih mogu se slobodno kretati od atoma do atoma, poput plina koji ispunjava prostor između čvorova kristalna rešetka.
U vakuumskim cijevima, elektroni napuštaju katodu u procesu termionske emisije, jureći pod utjecajem električnog polja na anodu. U elektrolitima se molekule u vodi raspadaju na pozitivno i negativno nabijene dijelove, te postaju ioni - slobodni nosioci naboja u elektrolitima. To jest, gdje god može postojati električna struja, postoje slobodni nosači naboja koji se mogu kretati. Ovo je prvi uslov za postojanje električne struje - prisustvo besplatnih nabojnika.
2. Drugi uslov za postojanje električne struje je da vanjske sile moraju djelovati na naboj
Ako sada pogledate provodnik, recimo da je to bakarna žica, možete postaviti pitanje: šta je potrebno da u njemu nastane električna struja? Postoje nabijene čestice, elektroni i oni se mogu slobodno kretati.
Šta će ih natjerati da se kreću? Poznato je da električno nabijena čestica stupa u interakciju s električnim poljem. Stoga je potrebno stvoriti električno polje u vodiču, tada će nastati potencijal u svakoj tački vodiča, postojat će razlika potencijala između krajeva vodiča, a elektroni će se kretati u smjeru polja - u smjeru od “-” do “+”, odnosno u suprotnom smjeru vektor jakosti električnog polja. Električno polje će ubrzati elektrone, povećavajući njihovu (kinetičku i magnetsku) energiju.
Kao rezultat toga, ako uzmemo u obzir električno polje jednostavno primijenjeno izvana na provodnik (smjestili smo provodnik u električno polje duž dalekovodi), tada će se elektroni početi akumulirati na jednom kraju žice, a na ovom kraju će nastati negativan naboj, a pošto su se elektroni pomaknuli s drugog kraja žice, na njemu će se dogoditi pozitivan naboj.
Kao rezultat toga, električno polje provodnika nabijenog vanjskim primijenjenim električnim poljem bit će u takvom smjeru da svojim djelovanjem oslabi vanjsko električno polje.
Proces preraspodjele naboja će se dogoditi gotovo trenutno, a po završetku struja u vodiču će prestati. Rezultirajuće električno polje unutar provodnika će postati nula, a intenzitet na rubovima će biti jednak po veličini, ali u suprotnom smjeru od električnog polja primijenjenog spolja.
Ako električno polje u vodiču stvara izvor jednosmjerne struje, na primjer baterija, tada će takav izvor postati izvor vanjskih sila za vodič, odnosno izvor koji će stvarati konstantan EMF u vodiču i će održati potencijalnu razliku. Očigledno, da bi se struja održavala izvorom vanjskih sila, krug mora biti zatvoren.
Naboj u pokretu. Može biti u obliku iznenadnog pražnjenja statičkog elektriciteta, kao što je munja. Ili bi to mogao biti kontrolirani proces u generatorima, baterijama, solarnim ili gorivnim ćelijama. Danas ćemo se osvrnuti na sam pojam “električne struje” i uslove za postojanje električne struje.
Električna energija
Većina električne energije koju koristimo dolazi u obliku naizmjenične struje iz električne mreže. Stvaraju ga generatori koji rade prema Faradayevom zakonu indukcije, zbog čega promjenjivo magnetsko polje može inducirati električnu struju u vodiču.
Generatori imaju rotirajuće zavojnice žice koje prolaze kroz magnetna polja dok se rotiraju. Kako se zavojnice rotiraju, otvaraju se i zatvaraju relativno magnetsko polje i stvoriti električnu struju koja mijenja smjer na svakom koraku. Struja prolazi puni ciklus naprijed i nazad 60 puta u sekundi.
Generatori se mogu pokretati parnim turbinama koje se griju na ugalj, prirodni gas, ulje ili nuklearni reaktor. Iz generatora struja prolazi kroz niz transformatora, gdje se njen napon povećava. Promjer žica određuje količinu i intenzitet struje koju mogu nositi bez pregrijavanja i gubitka energije, a napon je ograničen samo time koliko su vodovi dobro izolirani od zemlje.
Zanimljivo je napomenuti da struju prenosi samo jedna žica, a ne dvije. Njegove dvije strane su označene kao pozitivna i negativna. Međutim, budući da se polaritet naizmjenične struje mijenja 60 puta u sekundi, oni imaju i druga imena - vrući (glavni vodovi) i uzemljeni (pod zemljom kako bi se sklopio krug).
Zašto je potrebna električna struja?
Postoji mnogo namjena električne struje: može osvijetliti vaš dom, oprati i osušiti odjeću, podići vam garažna vrata, prokuvati vodu u kotliću i omogućiti druge kućne potrepštine koje nam znatno olakšavaju život. Međutim, sposobnost struje da prenosi informacije postaje sve važnija.
Kada se vaš računar poveže na Internet, koristi se samo mala količina električne struje, ali to je nešto bez savremeni čovek ne mogu zamisliti svoj život.
Koncept električne struje
Kao tok rijeke, tok molekula vode, električna struja je tok nabijenih čestica. Šta je to što ga uzrokuje i zašto ne ide uvijek u istom smjeru? Kada čujete riječ "teče", na šta pomislite? Možda će to biti rijeka. Ovo je dobra asocijacija jer je zbog toga električna struja dobila ime. Vrlo je sličan protoku vode, ali umjesto da se molekuli vode kreću duž kanala, nabijene čestice se kreću duž provodnika.
Među uslovima neophodnim za postojanje električne struje, postoji tačka koja zahteva prisustvo elektrona. Atomi u provodljivom materijalu imaju mnoge od ovih slobodnih nabijenih čestica koje lebde oko i između atoma. Njihovo kretanje je nasumično, tako da nema protoka u bilo kojem smjeru. Šta je potrebno da bi postojala električna struja?
Uvjeti za postojanje električne struje uključuju prisustvo napona. Kada se nanese na provodnik, svi slobodni elektroni će se kretati u istom smjeru, stvarajući struju.
Zanima me električna struja
Ono što je zanimljivo je da kada se električna energija prenosi kroz provodnik brzinom svjetlosti, sami elektroni se kreću mnogo sporije. U stvari, ako hodate polako pored provodljive žice, vaša brzina bi bila 100 puta veća od elektrona. To je zbog činjenice da ne moraju putovati velike udaljenosti da bi prenosili energiju jedni drugima.
Jednosmjerna i naizmjenična struja
Danas se široko koriste dvije različite vrste struje - jednosmjerna i naizmjenična. U prvom, elektroni se kreću u jednom smjeru, sa “negativne” na “pozitivnu” stranu. Naizmjenična struja gura elektrone naprijed-nazad, mijenjajući smjer toka nekoliko puta u sekundi.
Generatori koji se koriste u elektranama za proizvodnju električne energije dizajnirani su za proizvodnju naizmjenične struje. Vjerovatno nikada niste primijetili da svjetla u vašem domu zapravo trepere jer se smjer struje mijenja, ali to se dešava prebrzo da bi vaše oči mogle primijetiti.
Koji su uslovi za postojanje jednosmerne električne struje? Zašto su nam potrebne obje vrste i koja je bolja? Ovo su dobra pitanja. Činjenica da još uvijek koristimo obje vrste struje sugerira da obje služe određenim svrhama. Još u 19. veku bilo je jasno da je efikasan prenos energije na velike udaljenosti između elektrane i kuće moguć samo pri veoma visokim naponima. Ali problem je bio u tome što je slanje stvarno visokog napona bilo izuzetno opasno za ljude.
Rješenje ovog problema bilo je smanjenje napetosti izvan kuće prije nego što se pošalje unutra. Do danas se jednosmjerna električna struja koristi za prijenos na velike udaljenosti, uglavnom zbog svoje sposobnosti da se lako pretvara u druge napone.
Kako radi električna struja?
Uvjeti za postojanje električne struje uključuju prisustvo nabijenih čestica, provodnika i napona. Mnogi naučnici su proučavali elektricitet i otkrili da postoje dvije vrste elektriciteta: statički i strujni.
To je drugi koji igra veliku ulogu Svakodnevni život bilo koje osobe, budući da predstavlja električnu struju koja prolazi kroz strujni krug. Koristimo ga svakodnevno za napajanje naših domova i još mnogo toga.
Šta je električna struja?
Kada električni naboji kruže u kolu od jednog mjesta do drugog, stvara se električna struja. Uvjeti postojanja električne struje uključuju, pored nabijenih čestica, i prisustvo provodnika. Najčešće je to žica. Njegovo kolo je zatvoreno kolo u kojem struja prolazi iz izvora napajanja. Kada je krug otvoren, on ne može završiti putovanje. Na primjer, kada je svjetlo u vašoj sobi isključeno, strujni krug je otvoren, ali kada je krug zatvoren, svjetlo je uključeno.
Trenutna snaga
Na uslove postojanja električne struje u provodniku u velikoj meri utiču naponske karakteristike kao što je snaga. Ovo je mjera koliko se energije koristi u određenom vremenskom periodu.
Postoji mnogo različitih jedinica koje se mogu koristiti za izražavanje ove karakteristike. Međutim, električna snaga se gotovo mjeri u vatima. Jedan vat je jednak jednom džulu u sekundi.
Električni naboj u pokretu
Koji su uslovi za postojanje električne struje? Može biti u obliku iznenadnog pražnjenja statičkog elektriciteta, kao što je munja ili iskra od trenja o vunenu tkaninu. Međutim, češće, kada govorimo o električnoj struji, govorimo o kontroliranijoj formi električne energije koja čini da svjetla gore i uređaji rade. Većinu električnog naboja nose negativni elektroni i pozitivni protoni unutar atoma. Međutim, potonji su uglavnom imobilizirani iznutra atomska jezgra, pa posao prenošenja naboja s jednog mjesta na drugo obavljaju elektroni.
Elektroni u provodljivom materijalu kao što je metal uglavnom se slobodno kreću od jednog atoma do drugog duž svojih provodnih traka, koje su najviše orbite elektrona. Dovoljna elektromotorna sila ili napon stvara neravnotežu naboja koja može uzrokovati protok elektrona kroz provodnik u obliku električne struje.
Ako povučemo analogiju s vodom, uzmimo, na primjer, cijev. Kada otvorimo ventil na jednom kraju kako bismo dozvolili da voda teče u cijev, ne moramo čekati da ta voda prođe sve do kraja. Na drugom kraju dobijamo vodu gotovo trenutno jer nadolazeća voda potiskuje vodu koja je već u cijevi. Ovo se dešava kada postoji električna struja u žici.
Električna struja: uslovi za postojanje električne struje
Električna struja se obično smatra protokom elektrona. Kada su dva kraja baterije međusobno povezana metalnom žicom, ova nabijena masa prolazi kroz žicu s jednog kraja (elektrode ili pola) baterije na suprotni. Dakle, nazovimo uslove za postojanje električne struje:
- Nabijene čestice.
- Dirigent.
- Izvor napona.
Međutim, nije sve tako jednostavno. Koji su uslovi neophodni za postojanje električne struje? Na ovo pitanje može se detaljnije odgovoriti uzimajući u obzir sljedeće karakteristike:
- Razlika potencijala (napon). Ovo je jedan od obaveznih uslova. Mora postojati razlika potencijala između 2 tačke, što znači da odbojna sila koju stvaraju nabijene čestice na jednom mjestu mora biti veća od njihove sile u drugoj tački. Izvori napona se uglavnom ne nalaze u prirodi, a elektroni su raspoređeni okruženje prilično ravnomerno. Ipak, naučnici su uspjeli izmisliti određene vrste uređaja u kojima se te nabijene čestice mogu akumulirati, stvarajući tako neophodan napon (na primjer, u baterijama).
- Električni otpor (provodnik). Ovo je drugi važan uslov koji je neophodan za postojanje električne struje. Ovo je put kojim putuju nabijene čestice. Samo oni materijali koji dozvoljavaju elektronima da se slobodno kreću djeluju kao provodnici. Oni koji nemaju tu sposobnost nazivaju se izolatori. Na primjer, metalna žica će biti odličan provodnik, dok će njen gumeni omotač biti odličan izolator.
Pažljivo proučavajući uslove za nastanak i postojanje električne struje, ljudi su uspjeli ukrotiti ovaj moćni i opasni element i usmjeriti ga za dobrobit čovječanstva.
Električna struja je usmjereno uređeno kretanje električnih naboja. Za smjer struje se uzima smjer kretanja pozitivnih naboja.
Prolazak struje kroz provodnik praćen je sljedećim radnjama:
* magnetna (primjećena u svim provodnicima)
* termički (primjećeno u svim provodnicima osim supravodnika)
* hemijski (uočeno u elektrolitima).
Za nastanak i održavanje struje u bilo kojoj sredini moraju biti ispunjena dva uslova:
* prisustvo besplatnih električnih punjenja u okolini
* stvaranje električnog polja u okolini.
Električno polje u mediju je neophodno za stvaranje usmerenog kretanja slobodnih naelektrisanja. Kao što je poznato, na naelektrisanje q u električnom polju intenziteta E djeluje sila F = q* E, što uzrokuje kretanje slobodnih naboja u smjeru električnog polja. Znak postojanja električnog polja u provodniku je prisustvo jednaka nuli razlika potencijala između bilo koje dvije tačke provodnika,
Međutim, električne sile ne mogu održavati električnu struju dugo vremena. Usmjereno kretanje električnih naboja nakon nekog vremena dovodi do izjednačavanja potencijala na krajevima vodiča i, posljedično, do nestanka električnog polja u njemu.
Da bi se održala struja u električnom kolu, naelektrisanja moraju biti podložna silama neelektrične prirode (spoljnim silama) pored Kulonovih sila.
Uređaj koji stvara vanjske sile, održava razliku potencijala u krugu i pretvara različite vrste energije u električna energija, naziva se strujni izvor.
Za postojanje električne struje u zatvorenom kolu potrebno je u njega uključiti izvor struje.
Glavne karakteristike
1. Jačina struje - I, jedinica mjere - 1 A (Amper).
Jačina struje je veličina jednaka naelektrisanju koje teče kroz poprečni presek provodnika u jedinici vremena.
I = Dq/Dt.
Formula vrijedi za jednosmjernu struju, u kojoj se jačina struje i njen smjer ne mijenjaju tokom vremena. Ako se jačina struje i njen smjer mijenjaju tokom vremena, onda se takva struja naziva naizmjenična.
Za AC:
I = lim Dq/Dt ,
Dt - 0
one. I = q", gdje je q" vremenski izvod naboja.
2. Gustina struje - j, jedinica mjere - 1 A/m2.
Gustoća struje je vrijednost jednaka jačini struje koja teče kroz jedinični poprečni presjek vodiča:
j = I/S.
3. Elektromotorna sila izvora struje - emf. (e), jedinica mjere je 1 V (Volt). Emf je fizička veličina jednaka radu vanjskih sila pri kretanju jednog pozitivnog naboja duž električnog kola:
e = Ast./q .
4. Otpor provodnika - R, jedinica mjere - 1 Ohm.
Pod uticajem električnog polja u vakuumu, slobodni naboji bi se kretali ubrzano. U materiji se u proseku kreću jednoliko, jer dio energije se daje česticama materije tokom sudara.
Teorija kaže da se energija uređenog kretanja naelektrisanja raspršuje distorzijama kristalne rešetke. Na osnovu prirode električnog otpora, slijedi da
R = r*l/S ,
Gdje
l - dužina provodnika,
S - površina poprečnog presjeka,
r je koeficijent proporcionalnosti koji se naziva otpornost materijala.
Ova formula je dobro potvrđena iskustvom.
Interakcija čestica provodnika sa nabojima koji se kreću u struji zavisi od haotičnog kretanja čestica, tj. na temperaturu provodnika. To je poznato
r = r0(1 + a t) ,
R = R0(1 + a t) .
Koeficijent a naziva se temperaturni koeficijent otpora:
a = (R - R0)/R0*t .
Za hemijski čiste metale a > 0 i jednako 1/273 K-1. Za legure, temperaturni koeficijenti su manje važni. Zavisnost r(t) za metale je linearna:
Godine 1911. otkriven je fenomen supravodljivosti, koji se sastoji u tome da na temperaturi blizu apsolutna nula, otpor nekih metala naglo pada na nulu.
Za neke tvari (na primjer, elektroliti i poluvodiči), otpornost opada s povećanjem temperature, što se objašnjava povećanjem koncentracije slobodnih naboja.
Recipročna vrijednost otpornosti naziva se električna provodljivost s
s = 1/r.
5. Napon - U, mjerna jedinica - 1 V.
Napon je fizička veličina jednaka radu vanjskih i električnih sila pri pomicanju jednog pozitivnog naboja.
U = (Ast.+ Ael.)/q.
Pošto je Ast./q = e, a Ael./q = f1-f2, onda
U = e + (f1 - f2) .
Usmjereno (uređeno) kretanje slobodnih nabijenih čestica pod utjecajem električnog polja naziva se električna struja.
Uslovi za postojanje struje:
1. Prisustvo besplatnih naknada.
2. Prisustvo električnog polja, tj. potencijalne razlike. Postoje besplatne naknade u kondukterima. Električno polje stvaraju izvori struje.
Kada struja prolazi kroz provodnik, ona ima sljedeće efekte:
· Termički (zagrijavanje provodnika strujom). Na primjer: rad kuhala za vodu, glačala itd.).
· Magnetno (pojava magnetnog polja oko provodnika koji vodi struju). Na primjer: rad elektromotora, električni mjerni instrumenti).
Hemijski ( hemijske reakcije kada struja prolazi kroz određene supstance). Na primjer: elektroliza.
Možemo razgovarati i o tome
Svetlo (prati termalni efekat). Na primjer: sjaj niti električne sijalice.
· Mehanički (u pratnji magnetnih ili termičkih). Na primjer: deformacija vodiča pri zagrijavanju, rotacija okvira sa strujom u magnetskom polju).
· Biološki (fiziološki). Na primjer: strujni udar za osobu, upotreba električne struje u medicini.
Osnovne veličine koje opisuju proces prolaska struje kroz provodnik.
1. Jačina struje I- skalarna veličina jednaka omjeru naboja koji prolazi kroz poprečni presjek provodnika i vremenskog perioda tokom kojeg je struja tekla. Jačina struje pokazuje koliko naboja prolazi kroz poprečni presjek vodiča u jedinici vremena. Struja se zove trajno, ako se struja ne mijenja s vremenom. Da bi struja kroz vodič bila konstantna, potrebno je da razlika potencijala na krajevima vodiča bude konstantna.
2. Napon U. Napon je numerički jednak radu električnog polja pri kretanju jediničnog pozitivnog naboja duž linija polja unutar vodiča.
3. Električni otpor R- fizička veličina brojčano jednaka odnosu napona (razlike potencijala) na krajevima provodnika i jačine struje koja prolazi kroz provodnik.
60. Ohmov zakon za dio strujnog kola.
Jačina struje u dijelu kola je direktno proporcionalna naponu na krajevima ovog vodiča i obrnuto proporcionalna njegovom otporu:
I = U/R;
Ohm je utvrdio da je otpor direktno proporcionalan dužini provodnika i obrnuto proporcionalan površini njegovog poprečnog presjeka i zavisi od supstance provodnika.
gdje je ρ otpornost, l je dužina vodiča, S je površina poprečnog presjeka vodiča.
61. Otpor kao električna karakteristika otpornika. Ovisnost otpora metalnih provodnika o vrsti materijala i geometrijskim dimenzijama.
Električni otpor- fizička veličina koja karakteriše svojstva provodnika da sprečava prolaz električne struje i jednaka je odnosu napona na krajevima vodiča i jačine struje koja teče kroz njega. Otpor za kola naizmjenične struje i za naizmjenična elektromagnetna polja opisan je konceptima impedanse i karakteristične impedanse.
Otpor (često označen slovom R ili r) se smatra, u određenim granicama, konstantnom vrijednošću za dati provodnik; može se izračunati kao
gdje je R otpor; U je razlika električnih potencijala na krajevima vodiča; I je jačina struje koja teče između krajeva vodiča pod utjecajem razlike potencijala.
Otpor provodnika je ista karakteristika provodnika kao i njegova masa. Otpor vodiča ne zavisi ni od struje u vodiču ni od napona na njegovim krajevima, već zavisi samo od vrste supstance od koje je vodič napravljen i njegovih geometrijskih dimenzija: , gdje je: l dužina vodiča, S površina poprečnog presjeka provodnika, ρ otpor provodnika, koji pokazuje koliki je otpor vodič dužine 1 m i površine poprečnog presjeka 1 m2, izrađen od datog materijala, imaće.
Provodnici koji poštuju Ohmov zakon nazivaju se linearni. Postoje mnogi materijali i uređaji koji ne poštuju Ohmov zakon, na primjer, poluvodička dioda ili svjetiljka s plinskim pražnjenjem. Čak i za metalne vodiče, pri dovoljno visokim strujama, uočava se odstupanje od Ohmovog linearnog zakona, jer električni otpor metalnih vodiča raste s povećanjem temperature.
Ovisnost otpora provodnika o temperaturi izražava se formulom: , gdje je: R otpor provodnika na temperaturi T, R 0 otpor provodnika na 0ºC, α je temperaturni koeficijent otpora.
