Ονομάζεται ορισμός ηλεκτρικού ρεύματος. Η κατεύθυνση του ρεύματος στον αγωγό, πώς, από πού και πού ρέει το ηλεκτρικό ρεύμα. Βασικοί νόμοι του ηλεκτρικού ρεύματος

Ηλεκτρόνια ή οπές (αγωγή ηλεκτρονίου-οπής). Μερικές φορές το ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζεται επίσης ρεύμα μετατόπισης, που προκύπτει από μια αλλαγή στο χρόνο του ηλεκτρικού πεδίου.

Το ηλεκτρικό ρεύμα έχει τις ακόλουθες εκδηλώσεις:

Εγκυκλοπαιδικό YouTube

1 / 5

✪ Ρεύμα ΗΛΕΚΤΡΙΚΟΥ ΡΕΥΜΑΤΟΣ ΦΥΣΙΚΗ τάξη 8

✪ Ηλεκτρικό ρεύμα

✪ #9 Ηλεκτρικό ρεύμα και ηλεκτρόνια

✪ Τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα [Ham Radio TV 2]

✪ ΤΙ ΘΑ ΣΥΜΒΕΙ ΣΕ ΗΛΕΚΤΡΟΠΛΗΞΙΑ

Υπότιτλοι

Ταξινόμηση

Εάν φορτισμένα σωματίδια κινούνται μέσα σε μακροσκοπικά σώματα σε σχέση με ένα συγκεκριμένο μέσο, ​​τότε ένα τέτοιο ρεύμα ονομάζεται ηλεκτρικό ρεύμα αγωγιμότητας. Εάν κινούνται μακροσκοπικά φορτισμένα σώματα (για παράδειγμα, φορτισμένες σταγόνες βροχής), τότε αυτό το ρεύμα ονομάζεται μεταγωγή .

Υπάρχουν συνεχόμενα και εναλλασσόμενα ηλεκτρικά ρεύματα, καθώς και κάθε είδους εναλλασσόμενο ρεύμα. Με τέτοιους όρους, η λέξη "ηλεκτρικό" συχνά παραλείπεται.

• Ρεύμα συνεχούς ρεύματος - ρεύμα, του οποίου η κατεύθυνση και το μέγεθος δεν αλλάζουν με το χρόνο.

Δινορεύματα

Τα δινορεύματα (ρεύματα Foucault) είναι «κλειστά ηλεκτρικά ρεύματα σε έναν τεράστιο αγωγό που προκύπτουν όταν αλλάζει η μαγνητική ροή που τον διεισδύει», επομένως, τα δινορεύματα είναι ρεύματα επαγωγής. Όσο πιο γρήγορα αλλάζει η μαγνητική ροή, τόσο ισχυρότερα είναι τα δινορεύματα. Τα δινορεύματα δεν ρέουν κατά μήκος ορισμένων μονοπατιών στα καλώδια, αλλά, κλείνοντας στον αγωγό, σχηματίζουν περιγράμματα που μοιάζουν με δίνη.

Η ύπαρξη δινορευμάτων οδηγεί στο φαινόμενο του δέρματος, δηλαδή στο γεγονός ότι το εναλλασσόμενο ηλεκτρικό ρεύμα και η μαγνητική ροή διαδίδονται κυρίως στο επιφανειακό στρώμα του αγωγού. Η θέρμανση με δινορεύματα των αγωγών οδηγεί σε απώλειες ενέργειας, ειδικά στους πυρήνες των πηνίων AC. Για να μειωθούν οι απώλειες ενέργειας λόγω δινορευμάτων, τα μαγνητικά κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος χωρίζονται σε ξεχωριστές πλάκες, απομονωμένες μεταξύ τους και τοποθετημένες κάθετα προς την κατεύθυνση των δινορευμάτων, γεγονός που περιορίζει τα πιθανά περιγράμματα των διαδρομών τους και μειώνει σημαντικά το μέγεθος αυτών των ρευμάτων . Σε πολύ υψηλές συχνότητες, αντί για σιδηρομαγνήτες, χρησιμοποιούνται μαγνητοηλεκτρικά για μαγνητικά κυκλώματα, στα οποία, λόγω της πολύ υψηλής αντίστασης, πρακτικά δεν εμφανίζονται δινορευματικά ρεύματα.

Χαρακτηριστικά

Είναι ιστορικά αποδεκτό ότι τρέχουσα κατεύθυνσησυμπίπτει με την κατεύθυνση κίνησης των θετικών φορτίων στον αγωγό. Σε αυτή την περίπτωση, εάν οι μόνοι φορείς ρεύματος είναι αρνητικά φορτισμένα σωματίδια (για παράδειγμα, ηλεκτρόνια σε ένα μέταλλο), τότε η κατεύθυνση του ρεύματος είναι αντίθετη από την κατεύθυνση κίνησης των φορτισμένων σωματιδίων. .

Ταχύτητα μετατόπισης ηλεκτρονίων

Η αντίσταση στην ακτινοβολία προκαλείται από το σχηματισμό ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων γύρω από τον αγωγό. Αυτή η αντίσταση είναι σε πολύπλοκη εξάρτηση από το σχήμα και τις διαστάσεις του αγωγού, από το μήκος κύματος του εκπεμπόμενου κύματος. Για έναν μόνο ευθύγραμμο αγωγό, στον οποίο παντού το ρεύμα είναι της ίδιας κατεύθυνσης και ισχύος και το μήκος του οποίου L είναι πολύ μικρότερο από το μήκος του ηλεκτρομαγνητικού κύματος που εκπέμπεται από αυτόν λ (\displaystyle \lambda ), η εξάρτηση της αντίστασης από το μήκος κύματος και τον αγωγό είναι σχετικά απλή:

R = 3200 (L λ) (\displaystyle R=3200\left((\frac (L)(\lambda ))\right))

Το πιο χρησιμοποιούμενο ηλεκτρικό ρεύμα με τυπική συχνότητα 50 Hzαντιστοιχεί σε ένα κύμα με μήκος περίπου 6 χιλιάδες χιλιόμετρα, γι' αυτό και η ισχύς της ακτινοβολίας είναι συνήθως αμελητέα μικρή σε σύγκριση με την ισχύ απώλειας θερμότητας. Ωστόσο, καθώς αυξάνεται η συχνότητα του ρεύματος, το μήκος του εκπεμπόμενου κύματος μειώνεται και η ισχύς της ακτινοβολίας αυξάνεται ανάλογα. Ένας αγωγός ικανός να εκπέμπει αξιόλογη ενέργεια ονομάζεται κεραία.

Συχνότητα

Η συχνότητα αναφέρεται σε ένα εναλλασσόμενο ρεύμα που αλλάζει περιοδικά την ισχύ και/ή την κατεύθυνση. Αυτό περιλαμβάνει επίσης το ρεύμα που χρησιμοποιείται πιο συχνά, το οποίο ποικίλλει σύμφωνα με έναν ημιτονοειδές νόμο.

Μια περίοδος εναλλασσόμενου ρεύματος είναι η συντομότερη χρονική περίοδος (εκφρασμένη σε δευτερόλεπτα) μετά την οποία επαναλαμβάνονται οι αλλαγές στο ρεύμα (και στην τάση). Ο αριθμός των περιόδων που συμπληρώνονται από το ρεύμα ανά μονάδα χρόνου ονομάζεται συχνότητα. Η συχνότητα μετριέται σε hertz, ένα hertz (Hz) αντιστοιχεί σε έναν κύκλο ανά δευτερόλεπτο.

Ρεύμα μεροληψίας

Μερικές φορές, για λόγους ευκολίας, εισάγεται η έννοια του ρεύματος μετατόπισης. Στις εξισώσεις του Maxwell, το ρεύμα μετατόπισης είναι παρόν σε ίση βάση με το ρεύμα που προκαλείται από την κίνηση των φορτίων. Η ένταση του μαγνητικού πεδίου εξαρτάται από το συνολικό ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο είναι ίσο με το άθροισμα του ρεύματος αγωγής και του ρεύματος μετατόπισης. Εξ ορισμού, η πυκνότητα ρεύματος πόλωσης j D → (\displaystyle (\vec (j_(D))))- διανυσματική ποσότητα ανάλογη με το ρυθμό μεταβολής του ηλεκτρικού πεδίου E → (\displaystyle (\vec (E)))εγκαίρως:

j D → = ∂ E → ∂ t (\displaystyle (\vec (j_(D)))=(\frac (\partial (\vec (E)))(\partial t)))

Το γεγονός είναι ότι με μια αλλαγή στο ηλεκτρικό πεδίο, καθώς και με τη ροή του ρεύματος, δημιουργείται ένα μαγνητικό πεδίο, το οποίο κάνει αυτές τις δύο διαδικασίες παρόμοιες μεταξύ τους. Επιπλέον, μια αλλαγή στο ηλεκτρικό πεδίο συνήθως συνοδεύεται από μεταφορά ενέργειας. Για παράδειγμα, κατά τη φόρτιση και εκφόρτιση ενός πυκνωτή, παρά το γεγονός ότι δεν υπάρχει κίνηση φορτισμένων σωματιδίων μεταξύ των πλακών του, μιλούν για ρεύμα μετατόπισης που ρέει μέσα από αυτό, μεταφέρει λίγη ενέργεια και κλείνει το ηλεκτρικό κύκλωμα με έναν περίεργο τρόπο. Ρεύμα μεροληψίας I D (\displaystyle I_(D))στον πυκνωτή καθορίζεται από τον τύπο:

I D = d Q d t = − C d U d t (\displaystyle I_(D)=(\frac ((\rm (d))Q)((\rm (d))t))=-C(\frac ( (\rm (d))U)((\rm (d))t))),

Οπου Q (\displaystyle Q)- φόρτιση στις πλάκες πυκνωτών, U (\displaystyle U)- διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλακών, C (\displaystyle C)είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή.

Το ρεύμα μετατόπισης δεν είναι ηλεκτρικό ρεύμα, γιατί δεν σχετίζεται με την κίνηση ενός ηλεκτρικού φορτίου.

Κύριοι τύποι αγωγών

Σε αντίθεση με τα διηλεκτρικά, οι αγωγοί περιέχουν ελεύθερους φορείς μη αντισταθμιζόμενων φορτίων, τα οποία, υπό τη δράση μιας δύναμης, συνήθως διαφοράς ηλεκτρικών δυναμικών, τίθενται σε κίνηση και δημιουργούν ηλεκτρικό ρεύμα. Το χαρακτηριστικό ρεύματος-τάσης (εξάρτηση της ισχύος ρεύματος από την τάση) είναι το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό ενός αγωγού. Για τους μεταλλικούς αγωγούς και τους ηλεκτρολύτες, έχει την απλούστερη μορφή: η ισχύς του ρεύματος είναι ευθέως ανάλογη με την τάση (νόμος του Ohm).

Μέταλλα - εδώ οι φορείς ρεύματος είναι ηλεκτρόνια αγωγιμότητας, τα οποία συνήθως θεωρούνται αέριο ηλεκτρονίων, δείχνοντας ξεκάθαρα τις κβαντικές ιδιότητες ενός εκφυλισμένου αερίου.

Ηλεκτρικά ρεύματα στη φύση

Το ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιείται ως φορέας σημάτων ποικίλης πολυπλοκότητας και τύπων σε διάφορους τομείς (τηλέφωνο, ραδιόφωνο, πίνακας ελέγχου, κουμπί κλειδώματος πόρτας κ.λπ.).

Σε ορισμένες περιπτώσεις, εμφανίζονται ανεπιθύμητα ηλεκτρικά ρεύματα, όπως αδέσποτα ρεύματα ή ρεύμα βραχυκυκλώματος.

Η χρήση του ηλεκτρικού ρεύματος ως φορέας ενέργειας

• απόκτηση μηχανικής ενέργειας σε διάφορους ηλεκτρικούς κινητήρες,
• λήψη θερμικής ενέργειας σε συσκευές θέρμανσης, ηλεκτρικούς κλιβάνους, κατά τη διάρκεια ηλεκτρικής συγκόλλησης,
• λήψη φωτεινής ενέργειας σε συσκευές φωτισμού και σηματοδότησης,
• διέγερση ηλεκτρομαγνητικών ταλαντώσεων υψηλής συχνότητας, υπερυψηλών συχνοτήτων και ραδιοκυμάτων,
• λήψη ήχου,
• λήψη διαφόρων ουσιών με ηλεκτρόλυση, φόρτιση ηλεκτρικών μπαταριών. Εδώ η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια μετατρέπεται σε χημική ενέργεια.
• δημιουργώντας μαγνητικό πεδίο (σε ηλεκτρομαγνήτες).

Η χρήση του ηλεκτρικού ρεύματος στην ιατρική

• διαγνωστικά - τα βιορεύματα υγιών και νοσούντων οργάνων είναι διαφορετικά, ενώ είναι δυνατό να προσδιοριστεί η ασθένεια, οι αιτίες της και να συνταγογραφηθεί θεραπεία. Ο κλάδος της φυσιολογίας που μελετά τα ηλεκτρικά φαινόμενα στο σώμα ονομάζεται ηλεκτροφυσιολογία.
  • Η ηλεκτροεγκεφαλογραφία είναι μια μέθοδος για τη μελέτη της λειτουργικής κατάστασης του εγκεφάλου.
  • Το ηλεκτροκαρδιογράφημα είναι μια τεχνική καταγραφής και μελέτης ηλεκτρικών πεδίων κατά τη διάρκεια της εργασίας της καρδιάς.
  • Η ηλεκτρογαστρογραφία είναι μια μέθοδος για τη μελέτη της κινητικής δραστηριότητας του στομάχου.
  • Η ηλεκτρομυογραφία είναι μια μέθοδος για τη μελέτη των βιοηλεκτρικών δυναμικών που εμφανίζονται στους σκελετικούς μύες.
• Θεραπεία και ανάνηψη: ηλεκτρική διέγερση ορισμένων περιοχών του εγκεφάλου. θεραπεία της νόσου του Πάρκινσον και της επιληψίας, επίσης για ηλεκτροφόρηση. Ένας βηματοδότης που διεγείρει τον καρδιακό μυ με παλμικό ρεύμα χρησιμοποιείται για βραδυκαρδία και άλλες καρδιακές αρρυθμίες.

ηλεκτρική ασφάλεια

Περιλαμβάνει νομικά, κοινωνικοοικονομικά, οργανωτικά και τεχνικά, υγειονομικά και υγειονομικά, ιατρικά και προληπτικά, αποκατάστασης και άλλα μέτρα. Οι κανόνες ηλεκτρικής ασφάλειας ρυθμίζονται από νομικά και τεχνικά έγγραφα, κανονιστικό και τεχνικό πλαίσιο. Η γνώση των βασικών στοιχείων της ηλεκτρικής ασφάλειας είναι υποχρεωτική για το προσωπικό που επισκευάζει ηλεκτρικές εγκαταστάσεις και ηλεκτρικό εξοπλισμό. Το ανθρώπινο σώμα είναι ένας αγωγός του ηλεκτρικού ρεύματος. Η ανθρώπινη αντίσταση με ξηρό και άθικτο δέρμα κυμαίνεται από 3 έως 100 kOhm.

Το ρεύμα που διέρχεται από το σώμα του ανθρώπου ή του ζώου παράγει τις ακόλουθες ενέργειες:

• θερμική (εγκαύματα, θέρμανση και βλάβη στα αιμοφόρα αγγεία).
• ηλεκτρολυτική (αποσύνθεση αίματος, παραβίαση της φυσικοχημικής σύνθεσης).
• βιολογικές (ερεθισμός και διέγερση των ιστών του σώματος, σπασμοί)
• μηχανική (ρήξη αιμοφόρων αγγείων υπό τη δράση της πίεσης ατμού που λαμβάνεται με θέρμανση με ροή αίματος)

Ο κύριος παράγοντας που καθορίζει την έκβαση της ηλεκτροπληξίας είναι η ποσότητα του ρεύματος που διέρχεται από το ανθρώπινο σώμα. Σύμφωνα με τη μηχανική ασφάλειας, το ηλεκτρικό ρεύμα ταξινομείται ως εξής:

• ασφαλήςθεωρείται ένα ρεύμα, η μακρά διέλευση του οποίου μέσω του ανθρώπινου σώματος δεν τον βλάπτει και δεν προκαλεί αισθήσεις, η τιμή του δεν υπερβαίνει τα 50 μA (εναλλασσόμενο ρεύμα 50 Hz) και τα 100 μΑ συνεχές ρεύμα.
• ελάχιστα αντιληπτήΤο ανθρώπινο εναλλασσόμενο ρεύμα είναι περίπου 0,6-1,5 mA (εναλλασσόμενο ρεύμα 50 Hz) και 5-7 mA συνεχές ρεύμα.
• κατώφλι αμείλικτοςονομάζεται το ελάχιστο ρεύμα μιας τέτοιας δύναμης στην οποία ένα άτομο δεν είναι πλέον σε θέση να αποσπάσει τα χέρια του από το μέρος που μεταφέρει το ρεύμα με μια προσπάθεια θέλησης. Για εναλλασσόμενο ρεύμα, αυτό είναι περίπου 10-15 mA, για συνεχές ρεύμα - 50-80 mA.
• κατώφλι μαρμαρυγήςονομάζεται εναλλασσόμενο ρεύμα (50 Hz) περίπου 100 mA και 300 mA συνεχούς ρεύματος, η επίδραση του οποίου είναι μεγαλύτερη από 0,5 s με μεγάλη πιθανότητα να προκαλέσει μαρμαρυγή των καρδιακών μυών. Αυτό το όριο θεωρείται ταυτόχρονα υπό όρους θανατηφόρο για τον άνθρωπο.

Στη Ρωσία, σύμφωνα με τους Κανόνες για την τεχνική λειτουργία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων των καταναλωτών και τους Κανόνες για την προστασία της εργασίας κατά τη λειτουργία των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, έχουν δημιουργηθεί 5 ομάδες προσόντων για την ηλεκτρική ασφάλεια, ανάλογα με τα προσόντα και την εμπειρία του εργαζομένου και την τάση των ηλεκτρικών εγκαταστάσεων.

«Ηλεκτρικό ρεύμα είναι η διατεταγμένη κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων, τα οποία ονομάζονται ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ».Ηλεκτρόνια, τι είναι; Δεν θα μπούμε στις λεπτομέρειες ενός σχολικού εγχειριδίου φυσικής και χημείας. Θα προσπαθήσω να σας πω με απλά λόγια και με ένα απλό παράδειγμα - ΔΕΝ είναι δύσκολο.Ένα ηλεκτρόνιο υπάρχει σε οποιοδήποτε μέταλλο, αλουμίνιο, σίδηρο, χαλκό, σε ό,τι είναι κατασκευασμένα τα μεταλλικά κουτάλια, οι κούπες και τα σύρματα, υπάρχουν ηλεκτρόνια . Ένα ηλεκτρόνιο είναι ένα αρνητικά φορτισμένο σωματίδιο με πρόσημο (-) μείον. Τα ηλεκτρόνια κινούνται με μεγάλη ταχύτητα, μετράνε αμέσως και ταυτόχρονα τυχαία. Κινούμενοι σε διαφορετικές κατευθύνσεις, συγκρούονται μεταξύ τους και με άλλα σωματίδια που υπάρχουν επίσης στα μέταλλα, και αυτή η χαοτική κίνηση των ηλεκτρονίων δεν σας ωφελεί. Για να λειτουργήσει το σίδερο, να ανάψει ο λαμπτήρας, πρέπει να κάνετε τα ηλεκτρόνια να κινούνται στα ηλεκτρικά καλώδια αυστηρά προς μία κατεύθυνση, να τα ρυθμίσετε προς μια κατεύθυνση. Πως να το κάνεις? Ναι, πολύ εύκολο! Πρέπει να συνδέσετε μια πηγή ρεύματος στο καλώδιο, όπως μια κανονική μπαταρία. Η μπαταρία έχει ένα συν και ένα μείον, συνδέοντας ένα συν στο ένα άκρο του σύρματος και ένα μείον στο άλλο, έχουμε μια κατευθυνόμενη κίνηση ηλεκτρονίων. Τα ηλεκτρόνια θα κινούνται στο καλώδιο σε μια ακριβώς κατεύθυνση από το συν στο πλην, ενώ ένα ηλεκτρικό ρεύμα θα εμφανιστεί στο καλώδιο.

Εργασία ηλεκτρικού ρεύματος

Καταλαβαίνετε βέβαια ότι δεν είναι τόσο εύκολο να κλείσετε τα συν και τα πλην της μπαταρίας με σύρμα; Η μπαταρία θα αποφορτιστεί, το καλώδιο θα ζεσταθεί και δεν υπάρχει κανένα όφελος από αυτό, αλλά εάν σπάσετε το καλώδιο και συνδέσετε μια λάμπα στο σημείο της θραύσης, τότε θα έχετε τη δική σας πηγή φωτός, η λάμπα θα ανάβει, δηλαδή, το ηλεκτρικό ρεύμα άρχισε να λειτουργεί για σένα. Ένας λαμπτήρας που ανάβει απλώς επιβεβαιώνει τον ορισμό - (το έργο ενός ηλεκτρικού ρεύματος).

Λόγω της δουλειάς του ηλεκτρικού ρεύματος καίει ο λαμπτήρας, λειτουργεί η τηλεόραση, ο φούρνος μικροκυμάτων κλπ. Εάν δεν υπάρχει ομαλή κίνηση των ηλεκτρονίων, τότε αυτές οι ηλεκτρικές συσκευές δεν θα λειτουργήσουν.

Εάν υπάρξει θραύση στο ηλεκτρικό καλώδιο, ή απενεργοποιηθεί ο διακόπτης, ή συμβεί κάτι άλλο που εμποδίζει την κίνηση του ηλεκτρικού ρεύματος, η ομαλή κίνηση των ηλεκτρονίων θα σταματήσει και μαζί τουτο ηλεκτρικό ρεύμα θα σταματήσει.

Η επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος στο ανθρώπινο σώμα

Θέλω να επιστήσω την προσοχή σας στο γεγονός ότι ένα άτομο μπορεί επίσης να είναι αγωγός ηλεκτρικού ρεύματος. Και αν συνδέσετε ένα άτομο στο ρεύμα (βάλτε τα δάχτυλά σας στην πρίζα) μέσωτο ανθρώπινο σώμα θα ρέει ηλεκτρικό ρεύμα.

Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα συνδέεται με μια λάμπα ηλεκτρικού φωτός, απλά θα ανάψει, πολύ δυσάρεστες συνέπειες μπορεί να προκύψουν σε ένα άτομο. Ένα ηλεκτρικό ρεύμα πάνω από μια ορισμένη τιμή μπορεί να προκαλέσει βλάβη σε ένα άτομο, όπως εγκαύματα, αναπνευστική ανεπάρκεια, καρδιακό ρυθμό και θάνατο. Το ηλεκτρικό ρεύμα δεν έχει χρώμα, ήχο και οσμή, γι' αυτό πρέπει να είστε πολύ προσεκτικοί με το ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά δεν πρέπει να το φοβάστε πολύ σε σημείο να τραυλίζετε και να νιώσετε κρύο ιδρώτα. Απλά πρέπει να γνωρίζετε τις φυσικές του ιδιότητες και να ακολουθείτε τις προφυλάξεις ασφαλείας.

Ηλεκτρικό ρεύμα είναι μια κατευθυνόμενη κίνηση φορτισμένων σωματιδίων, η οποία συμβαίνει υπό την επίδραση ηλεκτρικού ρεύματος.

Πώς δημιουργείται το ρεύμα;

Ένα ηλεκτρικό ρεύμα εμφανίζεται σε μια ουσία που υπόκειται στην παρουσία ελεύθερων (μη δεσμευμένων) φορτισμένων σωματιδίων. Φορείς φορτίου μπορεί να υπάρχουν αρχικά στο μέσο ή να σχηματίζονται με τη βοήθεια εξωτερικών παραγόντων (ιονιστές, ηλεκτρομαγνητικό πεδίο, θερμοκρασία).

Ελλείψει ηλεκτρικού πεδίου, οι κινήσεις τους είναι χαοτικές και όταν συνδέονται σε δύο σημεία, οι ουσίες κατευθύνονται - από το ένα δυναμικό στο άλλο.

Ο αριθμός τέτοιων σωματιδίων επηρεάζει - διάκριση μεταξύ αγωγών, ημιαγωγών, διηλεκτρικών,.

Από πού προέρχεται το ρεύμα;

Οι διαδικασίες σχηματισμού ηλεκτρικού ρεύματος σε διάφορα περιβάλλοντα έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά:

1. σε μέταλλαΤο φορτίο κινείται από ελεύθερα αρνητικά φορτισμένα σωματίδια - ηλεκτρόνια. Η μεταφορά της ίδιας της ουσίας δεν συμβαίνει - τα μεταλλικά ιόντα παραμένουν στους κόμβους τους του κρυσταλλικού πλέγματος. Όταν θερμαίνεται, οι χαοτικές ταλαντώσεις των ιόντων κοντά στη θέση ισορροπίας αυξάνονται, γεγονός που παρεμποδίζει την ομαλή κίνηση των ηλεκτρονίων - η αγωγιμότητα του μετάλλου μειώνεται.
2. σε υγρά(ηλεκτρολύτες) φορείς φορτίου είναι ιόντα - φορτισμένα άτομα και αποσυντιθέμενα μόρια, ο σχηματισμός των οποίων προκαλείται από ηλεκτρολυτική διάσταση. Η διατεταγμένη κίνηση σε αυτή την περίπτωση είναι η μετακίνησή τους σε αντίθετα φορτισμένα ηλεκτρόδια, στα οποία εξουδετερώνονται και εναποτίθενται.
   

   Τα κατιόντα (θετικά ιόντα) κινούνται προς την κάθοδο (αρνητικό ηλεκτρόδιο), τα ανιόντα (αρνητικά ιόντα) κινούνται προς την άνοδο (θετικό ηλεκτρόδιο). Με την αύξηση της θερμοκρασίας, η αγωγιμότητα του ηλεκτρολύτη αυξάνεται, καθώς αυξάνεται ο αριθμός των μορίων που αποσυντίθενται σε ιόντα.

3. Στα αέριαΤο πλάσμα σχηματίζεται υπό τη δράση μιας διαφοράς δυναμικού. Τα φορτισμένα σωματίδια είναι ιόντα συν και πλην, και ελεύθερα ηλεκτρόνια, που σχηματίζονται υπό την επίδραση του ιονιστή.
4. στο κενόηλεκτρικό υπάρχει με τη μορφή ενός ρεύματος ηλεκτρονίων που κινούνται από την κάθοδο στην άνοδο.
5. σε ημιαγωγούςΤα ηλεκτρόνια που κινούνται από το ένα άτομο στο άλλο συμμετέχουν στην κατευθυνόμενη κίνηση και τα κενά που σχηματίζονται σε αυτή την περίπτωση είναι οπές, οι οποίες θεωρούνται συμβατικά θετικές.
   

   Σε χαμηλές θερμοκρασίες, οι ημιαγωγοί προσεγγίζουν τους μονωτές σε ιδιότητες, αφού τα ηλεκτρόνια καταλαμβάνονται από ομοιοπολικούς δεσμούς ατόμων του κρυσταλλικού πλέγματος.

   Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, τα ηλεκτρόνια σθένους λαμβάνουν αρκετή ενέργεια για να σπάσουν τους δεσμούς και να γίνουν ελεύθερα. Κατά συνέπεια, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο καλύτερη είναι η αγωγιμότητα του ημιαγωγού.

Δείτε το παρακάτω βίντεο για μια λεπτομερή ιστορία σχετικά με το ηλεκτρικό ρεύμα:

Https:="">μαγνητικό πεδίο, ιονίζουσα ακτινοβολία.

https:="">αμπερόμετρο.

Η ένταση του ρεύματος μετριέται σε Amperes(Α) και αντιπροσωπεύει την ποσότητα φορτίου που διέρχεται από τη διατομή του αγώγιμου υλικού ανά μονάδα χρόνου. Η μονάδα μέτρησης για την ένταση του ρεύματος ονομάζεται Ampere (A). Ένα αμπέρ ισούται με την αναλογία ενός Coulomb (C) προς ένα δευτερόλεπτο.

Η πυκνότητα ρεύματος είναι ο λόγος της ισχύος ρεύματος προς την περιοχή αυτού του τμήματος. Η μονάδα μέτρησης μετριέται σε αμπέρ ανά τετραγωνικό μέτρο (A/m2).

Ακολουθεί ένα βίντεο σχετικά με την ένταση του ηλεκτρικού ρεύματος ως μέρος του σχολικού προγράμματος σπουδών:

Αυτή είναι η διατεταγμένη κίνηση ορισμένων φορτισμένων σωματιδίων. Προκειμένου να αξιοποιηθεί σωστά το πλήρες δυναμικό της ηλεκτρικής ενέργειας, είναι απαραίτητο να κατανοηθούν σαφώς όλες οι αρχές της συσκευής και η λειτουργία του ηλεκτρικού ρεύματος. Λοιπόν, ας καταλάβουμε τι είναι η εργασία και η τρέχουσα ισχύς.

Από πού προέρχεται η ηλεκτρική ενέργεια;

Παρά τη φαινομενική απλότητα της ερώτησης, λίγοι είναι σε θέση να δώσουν μια κατανοητή απάντηση σε αυτήν. Φυσικά, στις μέρες μας, όταν η τεχνολογία αναπτύσσεται με απίστευτη ταχύτητα, ένα άτομο δεν σκέφτεται ιδιαίτερα για τέτοια στοιχειώδη πράγματα όπως η αρχή της λειτουργίας ενός ηλεκτρικού ρεύματος. Από πού προέρχεται η ηλεκτρική ενέργεια; Σίγουρα πολλοί θα απαντήσουν «Λοιπόν, από την πρίζα, φυσικά» ή απλά θα σηκώσουν τους ώμους τους. Εν τω μεταξύ, είναι πολύ σημαντικό να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί το ρεύμα. Αυτό θα πρέπει να το γνωρίζουν όχι μόνο οι επιστήμονες, αλλά και οι άνθρωποι που δεν συνδέονται με κανέναν τρόπο με τον κόσμο των επιστημών, για τη γενική πολύπλευρη ανάπτυξή τους. Αλλά το να μπορείτε να χρησιμοποιήσετε σωστά την αρχή της τρέχουσας λειτουργίας δεν είναι για όλους.

Έτσι, για αρχή, θα πρέπει να καταλάβετε ότι η ηλεκτρική ενέργεια δεν προκύπτει από το πουθενά: παράγεται από ειδικές γεννήτριες που βρίσκονται σε διάφορους σταθμούς παραγωγής ενέργειας. Χάρη στο έργο της περιστροφής των πτερυγίων των στροβίλων, ο ατμός που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα της θέρμανσης του νερού με κάρβουνα ή πετρέλαιο παράγει ενέργεια, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια με τη βοήθεια μιας γεννήτριας. Η γεννήτρια είναι πολύ απλή: στο κέντρο της συσκευής βρίσκεται ένας τεράστιος και πολύ ισχυρός μαγνήτης, ο οποίος κάνει τα ηλεκτρικά φορτία να κινούνται κατά μήκος των χάλκινων καλωδίων.

Πώς φτάνει το ρεύμα στα σπίτια μας;

Αφού ληφθεί μια ορισμένη ποσότητα ηλεκτρικού ρεύματος με τη βοήθεια ενέργειας (θερμικής ή πυρηνικής), μπορεί να παρέχεται στους ανθρώπους. Μια τέτοια παροχή ηλεκτρικής ενέργειας λειτουργεί ως εξής: για να φτάσει η ηλεκτρική ενέργεια με επιτυχία σε όλα τα διαμερίσματα και τις επιχειρήσεις, πρέπει να "σπρωχθεί". Και για αυτό πρέπει να αυξήσετε τη δύναμη που θα το κάνει. Ονομάζεται τάση του ηλεκτρικού ρεύματος. Η αρχή λειτουργίας είναι η εξής: το ρεύμα διέρχεται από τον μετασχηματιστή, ο οποίος αυξάνει την τάση του. Περαιτέρω, το ηλεκτρικό ρεύμα ρέει μέσα από καλώδια που είναι εγκατεστημένα βαθιά υπόγεια ή σε ύψος (γιατί η τάση μερικές φορές φτάνει τα 10.000 βολτ, κάτι που είναι θανατηφόρο για τον άνθρωπο). Όταν το ρεύμα φτάσει στον προορισμό του, πρέπει να περάσει ξανά από τον μετασχηματιστή, ο οποίος θα μειώσει τώρα την τάση του. Στη συνέχεια περνά μέσα από σύρματα σε εγκατεστημένες ασπίδες σε πολυκατοικίες ή άλλα κτίρια.

Η ηλεκτρική ενέργεια που μεταφέρεται μέσω των καλωδίων μπορεί να χρησιμοποιηθεί χάρη στο σύστημα των πριζών, που συνδέει τις οικιακές συσκευές σε αυτές. Πρόσθετα καλώδια μεταφέρονται στους τοίχους, μέσω των οποίων ρέει ηλεκτρικό ρεύμα και χάρη σε αυτό λειτουργεί ο φωτισμός και όλες οι συσκευές του σπιτιού.

Τι είναι η τρέχουσα εργασία;

Η ενέργεια που μεταφέρει από μόνο του ένα ηλεκτρικό ρεύμα μετατρέπεται με την πάροδο του χρόνου σε φως ή θερμότητα. Για παράδειγμα, όταν ανάβουμε μια λάμπα, η ηλεκτρική μορφή ενέργειας μετατρέπεται σε φως.

Μιλώντας σε μια προσιτή γλώσσα, το έργο του ρεύματος είναι η δράση που παρήγαγε η ίδια η ηλεκτρική ενέργεια. Επιπλέον, μπορεί να υπολογιστεί πολύ εύκολα από τον τύπο. Με βάση το νόμο της διατήρησης της ενέργειας, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι η ηλεκτρική ενέργεια δεν έχει εξαφανιστεί, έχει αλλάξει εντελώς ή εν μέρει σε άλλη μορφή, ενώ εκπέμπει μια ορισμένη ποσότητα θερμότητας. Αυτή η θερμότητα είναι το έργο του ρεύματος όταν διέρχεται από τον αγωγό και τον θερμαίνει (πραγματοποιείται ανταλλαγή θερμότητας). Έτσι μοιάζει ο τύπος Joule-Lenz: A \u003d Q \u003d U * I * t (η εργασία είναι ίση με την ποσότητα θερμότητας ή το γινόμενο της τρέχουσας ισχύος και το χρόνο κατά τον οποίο διέρρευσε μέσω του αγωγού).

Τι σημαίνει συνεχές ρεύμα;

Το ηλεκτρικό ρεύμα είναι δύο τύπων: εναλλασσόμενο και άμεσο. Διαφέρουν στο ότι το τελευταίο δεν αλλάζει κατεύθυνση, έχει δύο σφιγκτήρες (θετικό "+" και αρνητικό "-") και ξεκινά πάντα την κίνησή του από το "+". Και το εναλλασσόμενο ρεύμα έχει δύο ακροδέκτες - φάση και μηδέν. Λόγω της παρουσίας μιας φάσης στο τέλος του αγωγού ονομάζεται επίσης μονοφασικός.

Οι αρχές της συσκευής μονοφασικού εναλλασσόμενου και συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος είναι εντελώς διαφορετικές: σε αντίθεση με το συνεχές, το εναλλασσόμενο ρεύμα αλλάζει τόσο την κατεύθυνσή του (σχηματίζοντας ροή τόσο από τη φάση προς το μηδέν όσο και από το μηδέν προς τη φάση) όσο και το μέγεθός του . Έτσι, για παράδειγμα, το εναλλασσόμενο ρεύμα αλλάζει περιοδικά την τιμή της φόρτισής του. Αποδεικνύεται ότι σε συχνότητα 50 Hz (50 ταλαντώσεις ανά δευτερόλεπτο), τα ηλεκτρόνια αλλάζουν την κατεύθυνση της κίνησής τους ακριβώς 100 φορές.

Πού χρησιμοποιείται το συνεχές ρεύμα;

Το συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα έχει ορισμένα χαρακτηριστικά. Λόγω του ότι ρέει αυστηρά προς μία κατεύθυνση, είναι πιο δύσκολο να το μεταμορφώσεις. Τα ακόλουθα στοιχεία μπορούν να θεωρηθούν ως πηγές συνεχούς ρεύματος:

• μπαταρίες (αλκαλικές και όξινες).
• συμβατικές μπαταρίες που χρησιμοποιούνται σε μικρές συσκευές.
• καθώς και διάφορες συσκευές όπως μετατροπείς.

Λειτουργία DC

Ποια είναι τα κύρια χαρακτηριστικά του; Αυτά είναι η εργασία και η τρέχουσα δύναμη, και οι δύο αυτές έννοιες συνδέονται πολύ στενά μεταξύ τους. Ισχύς σημαίνει την ταχύτητα εργασίας ανά μονάδα χρόνου (ανά 1 s). Σύμφωνα με τον νόμο Joule-Lenz, βρίσκουμε ότι το έργο ενός συνεχούς ηλεκτρικού ρεύματος είναι ίσο με το γινόμενο της ισχύος του ίδιου του ρεύματος, της τάσης και του χρόνου κατά τον οποίο ολοκληρώθηκε το έργο του ηλεκτρικού πεδίου για τη μεταφορά φορτίων κατά μήκος ο μαέστρος.

Έτσι μοιάζει ο τύπος για την εύρεση του έργου του ρεύματος, λαμβάνοντας υπόψη τον νόμο της αντίστασης του Ohm στους αγωγούς: A \u003d I 2 * R * t (το έργο είναι ίσο με το τετράγωνο της ισχύος του ρεύματος πολλαπλασιαζόμενο με την τιμή της αντίστασης του αγωγού και για άλλη μια φορά πολλαπλασιάζεται με την τιμή του χρόνου για τον οποίο έγινε η εργασία).

Τι είναι το ηλεκτρικό ρεύμα

Κατευθυντική κίνηση ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων υπό την επίδραση . Τέτοια σωματίδια μπορεί να είναι: σε αγωγούς -ηλεκτρόνια σε ηλεκτρολύτες -ιόντων (κατιόντα και ανιόντα), σε ημιαγωγούς -ηλεκτρόνια και το λεγόμενο"τρύπες" ("αγωγιμότητα ηλεκτρονίου-οπής"). Επίσης υπάρχει«ρεύμα μεροληψίας ", η ροή της οποίας οφείλεται στη διαδικασία φόρτισης της χωρητικότητας, δηλαδή σε μια αλλαγή στη διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλακών. Δεν υπάρχει κίνηση σωματιδίων μεταξύ των πλακών, αλλά το ρεύμα ρέει μέσω του πυκνωτή.

Στη θεωρία των ηλεκτρικών κυκλωμάτων, ρεύμα θεωρείται η κατευθυνόμενη κίνηση των φορέων φορτίου σε ένα αγώγιμο μέσο υπό τη δράση ενός ηλεκτρικού πεδίου.

Το ρεύμα αγωγιμότητας (απλά ρεύμα) στη θεωρία των ηλεκτρικών κυκλωμάτων είναι η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που ρέει ανά μονάδα χρόνου μέσω της διατομής του αγωγού: i \u003d q / t, όπου i είναι το ρεύμα. ΕΝΑ; q \u003d 1,6 10 9 - φορτίο ηλεκτρονίων, C; t - χρόνος, s.

Αυτή η έκφραση ισχύει για κυκλώματα συνεχούς ρεύματος. Για κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος, χρησιμοποιείται η λεγόμενη τιμή στιγμιαίου ρεύματος, ίση με τον ρυθμό μεταβολής της φόρτισης με την πάροδο του χρόνου: i (t) \u003d dq / dt.

Η πρώτη προϋπόθεση για τη μακροχρόνια ύπαρξη ηλεκτρικού ρεύματος του εν λόγω τύπου είναι η παρουσία μιας πηγής, ή γεννήτριας, που διατηρεί τη διαφορά δυναμικού μεταξύ των φορέων φορτίου. Η δεύτερη προϋπόθεση είναι το μονοπάτι να είναι κλειστό. Ειδικότερα, για την ύπαρξη συνεχούς ρεύματος, είναι απαραίτητο να υπάρχει μια κλειστή διαδρομή κατά μήκος της οποίας τα φορτία μπορούν να κινούνται εντός του κυκλώματος χωρίς να αλλάζει η τιμή τους.

Όπως γνωρίζετε, σύμφωνα με το νόμο της διατήρησης των ηλεκτρικών φορτίων, δεν μπορούν να δημιουργηθούν ή να εξαφανιστούν. Επομένως, εάν οποιοσδήποτε όγκος χώρου όπου ρέουν ηλεκτρικά ρεύματα περιβάλλεται από μια κλειστή επιφάνεια, τότε το ρεύμα που ρέει σε αυτόν τον όγκο πρέπει να είναι ίσο με το ρεύμα που ρέει έξω από αυτόν.

Μια κλειστή διαδρομή μέσω της οποίας ρέει ηλεκτρικό ρεύμα ονομάζεται κύκλωμα ηλεκτρικού ρεύματος ή ηλεκτρικό κύκλωμα. Ένα ηλεκτρικό κύκλωμα χωρίζεται σε δύο μέρη: ένα εσωτερικό μέρος, στο οποίο τα ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια κινούνται αντίθετα προς την κατεύθυνση των ηλεκτροστατικών δυνάμεων και ένα εξωτερικό μέρος, στο οποίο αυτά τα σωματίδια κινούνται προς την κατεύθυνση των ηλεκτροστατικών δυνάμεων. Τα άκρα των ηλεκτροδίων στα οποία συνδέεται το εξωτερικό κύκλωμα ονομάζονται σφιγκτήρες.

Έτσι, ένα ηλεκτρικό ρεύμα εμφανίζεται όταν ένα ηλεκτρικό πεδίο εμφανίζεται σε ένα τμήμα ενός ηλεκτρικού κυκλώματος ή μια διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ενός αγωγού. Η διαφορά δυναμικού μεταξύ δύο σημείων ονομάζεται τάση ή πτώση τάσης σε αυτό το τμήμα του κυκλώματος.

Αντί του όρου "ρεύμα" ("τρέχουσα τιμή"), χρησιμοποιείται συχνά ο όρος "ισχύς ρεύματος". Ωστόσο, το τελευταίο δεν μπορεί να ονομαστεί επιτυχημένο, καθώς η ισχύς του ρεύματος δεν είναι καμία δύναμη με την κυριολεκτική έννοια της λέξης, αλλά μόνο η ένταση της κίνησης των ηλεκτρικών φορτίων στον αγωγό, η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας που περνά ανά μονάδα χρόνου μέσω του σταυρού -περιοχή τομής του αγωγού.
Χαρακτηρίζεται το ρεύμα, το οποίο στο σύστημα SI μετριέται σε αμπέρ (Α), και η πυκνότητα ρεύματος, που στο σύστημα SI μετριέται σε αμπέρ ανά τετραγωνικό μέτρο.

Ένα αμπέρ αντιστοιχεί στην κίνηση διαμέσου της διατομής του αγωγού για ένα δευτερόλεπτο (s) φορτίου ηλεκτρικής ενέργειας ενός κρεμαστού (C):

1A = 1C/s.

Στη γενική περίπτωση, δηλώνοντας το ρεύμα με το γράμμα i και το φορτίο με q, παίρνουμε:

i = dq / dt.

Η μονάδα ρεύματος ονομάζεται αμπέρ (Α). Το ρεύμα στον αγωγό είναι 1 A εάν ένα ηλεκτρικό φορτίο ίσο με 1 κρεμαστό κόσμημα διέρχεται από τη διατομή του αγωγού σε 1 δευτερόλεπτο.

Εάν μια τάση ενεργεί κατά μήκος του αγωγού, τότε δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο μέσα στον αγωγό. Όταν η ένταση πεδίου E, τα ηλεκτρόνια με φορτίο e επηρεάζονται από τη δύναμη f = Ee. Οι τιμές f και E είναι διανυσματικές. Κατά τη διάρκεια του χρόνου ελεύθερης διαδρομής, τα ηλεκτρόνια αποκτούν μια κατευθυνόμενη κίνηση μαζί με μια χαοτική. Κάθε ηλεκτρόνιο έχει αρνητικό φορτίο και λαμβάνει μια συνιστώσα ταχύτητας που κατευθύνεται απέναντι από το διάνυσμα Ε (Εικ. 1). Η διατεταγμένη κίνηση, που χαρακτηρίζεται από κάποια μέση ταχύτητα ηλεκτρονίων vcp, καθορίζει τη ροή του ηλεκτρικού ρεύματος.

Τα ηλεκτρόνια μπορούν επίσης να έχουν κατευθυνόμενη κίνηση σε σπάνια αέρια. Στους ηλεκτρολύτες και τα ιονισμένα αέρια, η ροή του ρεύματος οφείλεται κυρίως στην κίνηση των ιόντων. Σύμφωνα με το γεγονός ότι στους ηλεκτρολύτες τα θετικά φορτισμένα ιόντα μετακινούνται από τον θετικό στον αρνητικό πόλο, ιστορικά η κατεύθυνση του ρεύματος θεωρήθηκε αντίθετη από την κατεύθυνση της κίνησης των ηλεκτρονίων.

Ως τρέχουσα κατεύθυνση θεωρείται η κατεύθυνση προς την οποία κινούνται τα θετικά φορτισμένα σωματίδια, δηλ. η κατεύθυνση αντίθετη από την κίνηση των ηλεκτρονίων.
Στη θεωρία των ηλεκτρικών κυκλωμάτων, η κατεύθυνση κίνησης των θετικά φορτισμένων σωματιδίων από ένα υψηλότερο δυναμικό σε ένα χαμηλότερο λαμβάνεται ως η κατεύθυνση του ρεύματος σε ένα παθητικό κύκλωμα (εξωτερικές πηγές ενέργειας). Αυτή η κατεύθυνση ελήφθη στην αρχή της ανάπτυξης της ηλεκτρικής μηχανικής και έρχεται σε αντίθεση με την πραγματική κατεύθυνση κίνησης των φορέων φορτίου - ηλεκτρονίων που κινούνται σε αγώγιμα μέσα από το μείον στο συν.

Η τιμή ίση με τον λόγο του ρεύματος προς την περιοχή διατομής S ονομάζεται πυκνότητα ρεύματος: ΕΙΝΑΙ

Υποτίθεται ότι το ρεύμα κατανέμεται ομοιόμορφα στη διατομή του αγωγού. Η πυκνότητα ρεύματος στα καλώδια συνήθως μετράται σε A/mm2.

Ανάλογα με το είδος των φορέων των ηλεκτρικών φορτίων και το μέσο κίνησης τους διακρίνονται ρεύματα αγωγιμότηταςκαι ρεύματα μετατόπισης. Η αγωγιμότητα χωρίζεται σε ηλεκτρονική και ιοντική. Για σταθερούς τρόπους λειτουργίας, διακρίνονται δύο τύποι ρευμάτων: άμεσο και εναλλασσόμενο.

Μεταφορά ηλεκτρικού ρεύματοςονομάζεται το φαινόμενο της μεταφοράς ηλεκτρικών φορτίων από φορτισμένα σωματίδια ή σώματα που κινούνται στον ελεύθερο χώρο. Ο κύριος τύπος μεταφοράς ηλεκτρικού ρεύματος είναι η κίνηση στο κενό στοιχειωδών σωματιδίων με φορτίο (η κίνηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων σε σωλήνες ηλεκτρονίων), η κίνηση των ελεύθερων ιόντων σε συσκευές εκκένωσης αερίου.

Ηλεκτρικό ρεύμα μετατόπισης (ρεύμα πόλωσης)ονομάζεται διατεταγμένη κίνηση των δεσμευμένων φορέων ηλεκτρικών φορτίων. Αυτό το είδος ρεύματος μπορεί να παρατηρηθεί στα διηλεκτρικά.

Πλήρες ηλεκτρικό ρεύμαείναι μια κλιμακωτή τιμή ίση με το άθροισμα του ρεύματος ηλεκτρικής αγωγιμότητας, του ηλεκτρικού ρεύματος μεταφοράς και του ρεύματος ηλεκτρικής μετατόπισης μέσω της εξεταζόμενης επιφάνειας.

Ένα σταθερό ρεύμα είναι ένα ρεύμα που μπορεί να ποικίλλει σε μέγεθος, αλλά δεν αλλάζει το πρόσημά του για αυθαίρετα μεγάλο χρονικό διάστημα. Διαβάστε περισσότερα για αυτό εδώ:

Ρεύμα μαγνήτισης - σταθερό μικροσκοπικό (αμπέρ) ρεύμα, που είναι ο λόγος για την ύπαρξη του δικού του μαγνητικού πεδίου μαγνητισμένων ουσιών.

Εναλλασσόμενο ρεύμα είναι ένα ρεύμα που αλλάζει περιοδικά τόσο σε μέγεθος όσο και σε πρόσημο.Η ποσότητα που χαρακτηρίζει το εναλλασσόμενο ρεύμα είναι η συχνότητα (στο σύστημα SI μετριέται σε Hertz), στην περίπτωση που η ισχύς του αλλάζει περιοδικά.

Εναλλασσόμενο ρεύμα υψηλής συχνότηταςωθείται προς την επιφάνεια του αγωγού. Τα ρεύματα υψηλής συχνότητας χρησιμοποιούνται στη μηχανολογία για τη θερμική επεξεργασία επιφανειών εξαρτημάτων και τη συγκόλληση, στη μεταλλουργία για την τήξη μετάλλων.Τα εναλλασσόμενα ρεύματα χωρίζονται σε ημιτονοειδή και μη ημιτονοειδής. Ένα ημιτονοειδές ρεύμα είναι ένα ρεύμα που αλλάζει σύμφωνα με έναν αρμονικό νόμο:

i = αμαρτώ wt,

όπου είμαι, - , Α,

Ο ρυθμός μεταβολής του εναλλασσόμενου ρεύματος χαρακτηρίζεται από αυτόν, ο οποίος ορίζεται ως ο αριθμός των πλήρων επαναλαμβανόμενων ταλαντώσεων ανά μονάδα χρόνου. Η συχνότητα συμβολίζεται με το γράμμα f και μετριέται σε Hertz (Hz). Άρα, η συχνότητα του ρεύματος στο δίκτυο 50 Hz αντιστοιχεί σε 50 πλήρεις ταλαντώσεις ανά δευτερόλεπτο. Η γωνιακή συχνότητα w είναι ο ρυθμός μεταβολής του ρεύματος σε ακτίνια ανά δευτερόλεπτο και σχετίζεται με τη συχνότητα με μια απλή σχέση:

w = 2 pif

Σταθερές (σταθερές) τιμές συνεχών και εναλλασσόμενων ρευμάτωνορίστε με κεφαλαίο γράμμα I ασταθείς (στιγμιαίες) τιμές - με το γράμμα i. Η υπό όρους θετική κατεύθυνση του ρεύματος θεωρείται η κατεύθυνση κίνησης των θετικών φορτίων.

Αυτό είναι ένα ρεύμα που αλλάζει σύμφωνα με τον ημιτονικό νόμο με την πάροδο του χρόνου.

Εναλλασσόμενο ρεύμα σημαίνει επίσης ρεύμα σε συμβατικά μονοφασικά και τριφασικά δίκτυα. Σε αυτή την περίπτωση, οι παράμετροι εναλλασσόμενου ρεύματος αλλάζουν σύμφωνα με τον αρμονικό νόμο.

Δεδομένου ότι το εναλλασσόμενο ρεύμα ποικίλλει με το χρόνο, απλές μέθοδοι επίλυσης προβλημάτων κατάλληλες για κυκλώματα συνεχούς ρεύματος δεν είναι άμεσα εφαρμόσιμες εδώ. Σε πολύ υψηλές συχνότητες, τα φορτία μπορεί να ταλαντώνονται - να ρέουν από το ένα σημείο του κυκλώματος στο άλλο και πίσω. Σε αυτήν την περίπτωση, σε αντίθεση με τα κυκλώματα συνεχούς ρεύματος, τα ρεύματα σε αγωγούς που συνδέονται σε σειρά μπορεί να μην είναι τα ίδια.

Οι χωρητικότητες που υπάρχουν στα κυκλώματα AC ενισχύουν αυτό το φαινόμενο. Επιπλέον, όταν αλλάζει το ρεύμα, εμφανίζονται φαινόμενα αυτοεπαγωγής, τα οποία γίνονται σημαντικά ακόμη και σε χαμηλές συχνότητες εάν χρησιμοποιούνται πηνία υψηλής επαγωγής.

Σε σχετικά χαμηλές συχνότητες, τα κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος μπορούν ακόμα να υπολογιστούν χρησιμοποιώντας το , το οποίο, ωστόσο, πρέπει να τροποποιηθεί ανάλογα.

Ένα κύκλωμα που περιλαμβάνει διάφορες αντιστάσεις, επαγωγείς και πυκνωτές μπορεί να θεωρηθεί σαν να αποτελείται από μια γενικευμένη αντίσταση, πυκνωτή και επαγωγέα συνδεδεμένα σε σειρά.

Εξετάστε τις ιδιότητες ενός τέτοιου κυκλώματος που συνδέεται με έναν ημιτονοειδές εναλλάκτη. Προκειμένου να διατυπωθούν κανόνες για το σχεδιασμό κυκλωμάτων εναλλασσόμενου ρεύματος, είναι απαραίτητο να βρεθεί η σχέση μεταξύ πτώσης τάσης και ρεύματος για καθένα από τα στοιχεία ενός τέτοιου κυκλώματος.

Παίζει τελείως διαφορετικούς ρόλους σε κυκλώματα AC και DC. Εάν, για παράδειγμα, ένα ηλεκτροχημικό στοιχείο είναι συνδεδεμένο στο κύκλωμα, τότε έως ότου η τάση σε αυτό γίνει ίση με το EMF του στοιχείου. Τότε η φόρτιση θα σταματήσει και το ρεύμα θα πέσει στο μηδέν.

Εάν το κύκλωμα είναι συνδεδεμένο με έναν εναλλάκτη, τότε σε ένα μισό κύκλο τα ηλεκτρόνια θα ρέουν από την αριστερή πλευρά του πυκνωτή και θα συσσωρεύονται στη δεξιά και αντίστροφα στην άλλη.

Αυτά τα κινούμενα ηλεκτρόνια είναι ένα εναλλασσόμενο ρεύμα, η ισχύς του οποίου είναι ίδια και στις δύο πλευρές του πυκνωτή. Εφόσον η συχνότητα του εναλλασσόμενου ρεύματος δεν είναι πολύ υψηλή, το ρεύμα μέσω της αντίστασης και του επαγωγέα είναι επίσης το ίδιο.

Σε συσκευές που καταναλώνουν εναλλασσόμενο ρεύμα, το AC συχνά διορθώνεται για να παράγει DC.

Το ηλεκτρικό ρεύμα σε όλες τις εκδηλώσεις του είναι ένα κινητικό φαινόμενο, παρόμοιο με τη ροή του ρευστού σε κλειστά υδραυλικά συστήματα. Κατ' αναλογία, η διαδικασία της κίνησης του ρεύματος ονομάζεται "ροή" (ροές ρεύματος).

Το υλικό στο οποίο ρέει ρεύμα ονομάζεται. Ορισμένα υλικά γίνονται υπεραγώγιμα σε χαμηλές θερμοκρασίες. Σε αυτή την κατάσταση, δεν προσφέρουν σχεδόν καμία αντίσταση στο ρεύμα, η αντίστασή τους τείνει στο μηδέν.

Σε όλες τις άλλες περιπτώσεις, ο αγωγός αντιστέκεται στη ροή του ρεύματος και, ως αποτέλεσμα, μέρος της ενέργειας των ηλεκτρικών σωματιδίων μετατρέπεται σε θερμότητα. Η ισχύς του ρεύματος μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας για ένα τμήμα του κυκλώματος και τον νόμο του Ohm για ένα πλήρες κύκλωμα.

Η ταχύτητα των σωματιδίων στους αγωγούς εξαρτάται από το υλικό του αγωγού, τη μάζα και το φορτίο του σωματιδίου, τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, τη διαφορά δυναμικού που εφαρμόζεται και είναι πολύ μικρότερη από την ταχύτητα του φωτός. Παρόλα αυτά, η ταχύτητα διάδοσης του πραγματικού ηλεκτρικού ρεύματος είναι ίση με την ταχύτητα του φωτός σε ένα δεδομένο μέσο, ​​δηλαδή την ταχύτητα διάδοσης του μπροστινού μέρους ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος.

Πώς το ρεύμα επηρεάζει το ανθρώπινο σώμα

Το ρεύμα που διέρχεται από το σώμα ανθρώπου ή ζώου μπορεί να προκαλέσει ηλεκτρικά εγκαύματα, μαρμαρυγή ή θάνατο. Από την άλλη πλευρά, το ηλεκτρικό ρεύμα χρησιμοποιείται στην εντατική θεραπεία, για τη θεραπεία ψυχικών ασθενειών, ειδικά της κατάθλιψης, η ηλεκτρική διέγερση ορισμένων περιοχών του εγκεφάλου χρησιμοποιείται για τη θεραπεία ασθενειών όπως η νόσος του Πάρκινσον και η επιληψία, ένας βηματοδότης που διεγείρει τον καρδιακό μυ με παλμικό ρεύμα χρησιμοποιείται για βραδυκαρδία. Σε ανθρώπους και ζώα, το ρεύμα χρησιμοποιείται για τη μετάδοση νευρικών ερεθισμάτων.

Σύμφωνα με τις προφυλάξεις ασφαλείας, το ελάχιστο αντιληπτό ρεύμα είναι 1 mA. Το ρεύμα γίνεται επικίνδυνο για την ανθρώπινη ζωή ξεκινώντας από μια ισχύ περίπου 0,01 A. Το ρεύμα γίνεται θανατηφόρο για ένα άτομο που ξεκινά από ισχύ περίπου 0,1 A. Μια τάση μικρότερη από 42 V θεωρείται ασφαλής.