дома > Врати > Движење на струја во електрично коло. Заедно дизајнираме електрична опрема: Насока на електрична струја. Каде се користи електричната струја?


Движење на струја во електрично коло. Заедно дизајнираме електрична опрема: Насока на електрична струја. Каде се користи електричната струја?




Сите добро знаеме дека електричната енергија е насочен проток на наелектризирани честички кои произлегуваат од дејството на електричното поле. Ова ќе ви го каже секој ученик. Но, прашањето која е насоката на струјата и каде одат токму овие честички може да збуни многумина.

Суштината на прашањето

Како што е познато, во проводникот, електричната енергија се пренесува со електрони, во електролити - катјони и анјони (или едноставно јони), во полупроводници електроните работат со таканаречените „дупки“, во гасовите - јони со електрони. Неговата електрична спроводливост зависи од присуството на слободни во одреден материјал. Во отсуство на електрично поле, во металниот проводник нема да тече струја. Но штом ќе се појави во два негови делови, т.е. ќе се појави тензија, хаосот во движењето на електроните ќе престане и ќе започне редот: тие ќе почнат да се одбиваат од минусот и ќе се движат кон плус. Се чини дека ова е одговорот на прашањето „Која е насоката на струјата? Но, тоа го немаше. Доволно е да се погледне во енциклопедиски речник или едноставно во кој било учебник по физика и веднаш ќе стане забележлива одредена противречност. Таа вели дека конвенционалната фраза „насока на струјата“ го означува насоченото движење на позитивните полнежи, со други зборови: од плус до минус. Што да се прави со оваа изјава? На крајот на краиштата, постои контрадикција видлива со голо око!

Моќта на навиката

Кога луѓето научија да прават коло, тие сè уште не знаеја за постоењето на електрон. Покрај тоа, во тоа време тие не се сомневаа дека се движи од минус во плус. Кога Ампер го предложи во првата половина на 19 век насоката на струјата од плус до минус, сите го земаа здраво за готово и никој не ја оспори оваа одлука. Поминаа 70 години сè додека луѓето не сфатија дека струјата во метали се јавува како резултат на движењата на електроните. И кога го сфатија тоа (ова се случи во 1916 година), сите беа толку навикнати на изборот што го направи Ампер што веќе не почнаа да менуваат ништо.

„Златна средина“

Кај електролитите, негативно наелектризираните честички се движат кон катодата, а позитивните се движат кон анодата. Истото се случува и кај гасовите. Ако размислите во која насока ќе биде струјата во овој случај, само една опција ви доаѓа на ум: движењето на спротивните поларитети во затворено коло се случува еден кон друг. Ако изјавата е основа, тогаш ќе ја отстрани тековната постојна противречност. Ова може да биде изненадување, но пред повеќе од 70 години, научниците добија документарен доказ дека електричните полнежи со спротивен знак во спроводен медиум всушност се движат еден кон друг. Оваа изјава ќе важи за секој спроводник, без оглед на неговиот вид: метал, гас, електролит, полупроводник. Како и да е, можеме само да се надеваме дека со текот на времето физичарите ќе ја елиминираат конфузијата во терминологијата и ќе прифатат недвосмислена дефиниција за тоа која е насоката на тековното движење. Секако е тешко да се смени навика, но конечно треба да ставите сè на свое место.

Насочено движење на наполнети честички во електрично поле.

Наелектризираните честички можат да бидат електрони или јони (наелектризирани атоми).

Атомот кој изгубил еден или повеќе електрони добива позитивен полнеж. - Анјон (позитивен јон).
Атомот кој добил еден или повеќе електрони добива негативен полнеж. - Катјон (негативен јон).
Јоните се сметаат за мобилни наелектризирани честички во течности и гасови.

Во металите, носителите на полнеж се слободни електрони, како негативно наелектризираните честички.

Во полупроводниците, го разгледуваме движењето (движењето) на негативно наелектризираните електрони од еден атом до друг и, како резултат на тоа, движењето помеѓу атомите на добиените позитивно наелектризирани празни места - дупки.

Зад насока на електрична струјаправецот на движење на позитивните полнежи е конвенционално прифатен. Ова правило е воспоставено долго пред проучувањето на електронот и останува до ден-денес. Јачината на електричното поле се одредува и за позитивно тест полнеж.

За секое едно полнење qво електрично поле со интензитет Есила дејствува F = qE, кој го поместува полнежот во насока на векторот на оваа сила.

Сликата покажува дека векторот на сила F - = -qE, дејствувајќи на негативен полнеж -к, е насочен во насока спротивна на векторот на јачината на полето, како производ на векторот Едо негативна вредност. Следствено, негативно наелектризираните електрони, кои се носители на полнеж во металните спроводници, всушност имаат насока на движење спротивна на векторот на јачината на полето и општо прифатената насока на електричната струја.

Износ на наплата П= 1 Кулон навреме се движел низ пресекот на спроводникот т= 1 секунда, определена со моменталната вредност Јас= 1 ампер од соодносот:

I = Q/t.

Моментален однос Јас= 1 ампер во проводник до неговата површина на пресек С= 1 m 2 ќе ја одреди густината на струјата ј= 1 А/м2:

Работа А= 1 џул потрошен за транспорт на полнење П= 1 Кулон од точка 1 до точка 2 ќе ја одреди вредноста на електричниот напон У= 1 волт, како потенцијална разлика φ 1 и φ 2 помеѓу овие точки од пресметката:

У = A/Q = φ 1 - φ 2

Електричната струја може да биде директна или наизменична.

Директна струја е електрична струја чија насока и големина не се менуваат со текот на времето.

Наизменична струја е електрична струја чија големина и насока се менуваат со текот на времето.

Во далечната 1826 година, германскиот физичар Георг Ом откри важен закон за електрична енергија, кој ја одредува квантитативната врска помеѓу електричната струја и својствата на проводникот, карактеризирајќи ја нивната способност да издржат електрична струја.
Овие својства подоцна почнаа да се нарекуваат електричен отпор, означен со буквата Ри се мери во Ом во чест на откривачот.
Омовиот закон во неговата модерна интерпретација користејќи го класичниот однос U/R ја одредува количината на електрична струја во проводникот врз основа на напонот Уна краевите на овој проводник и неговиот отпор Р:

Електрична струја во проводници

Проводниците содржат слободни носители на полнеж, кои под влијание на електричното поле се движат и создаваат електрична струја.

Во металните проводници, носителите на полнеж се слободни електрони.
Како што се зголемува температурата, хаотичното термичко движење на атомите го попречува насоченото движење на електроните и отпорот на проводникот се зголемува.
Кога ладењето и температурата се приближува до апсолутна нула, кога термичкото движење запира, отпорот на металот има тенденција на нула.

Електричната струја во течностите (електролитите) постои како насочено движење на наелектризираните атоми (јони), кои се формираат во процесот на електролитичка дисоцијација.
Јони се движат кон електроди спротивно во знак и се неутрализирани, сместувајќи се на нив. - Електролиза.
Анјоните се позитивни јони. Тие се движат кон негативната електрода - катодата.
Катјоните се негативни јони. Тие се движат кон позитивната електрода - анодата.
Фарадејовите закони за електролиза ја одредуваат масата на супстанцијата ослободена на електродите.
Кога се загрева, отпорноста на електролитот се намалува поради зголемување на бројот на молекули распаднати на јони.

Електрична струја во гасови - плазма. Електричниот полнеж го носат позитивни или негативни јони и слободни електрони, кои се формираат под влијание на зрачењето.

Во вакуумот има електрична струја како проток на електрони од катодата до анодата. Се користи во уреди со електронски сноп - светилки.

Електрична струја во полупроводници

Полупроводниците заземаат средна позиција помеѓу проводниците и диелектриците во однос на нивната отпорност.
Значајна разлика помеѓу полупроводниците и металите може да се смета за зависноста на нивната отпорност од температурата.
Како што се намалува температурата, отпорот на металите се намалува, додека кај полупроводниците, напротив, се зголемува.
Како што температурата се приближува до апсолутната нула, металите имаат тенденција да станат суперпроводници, а полупроводниците - изолатори.
Факт е дека на апсолутна нула, електроните во полупроводниците ќе бидат зафатени со создавање ковалентни врски помеѓу атомите на кристалната решетка и, идеално, нема да има слободни електрони.
Како што се зголемува температурата, некои од валентните електрони можат да добијат енергија доволна за прекин на ковалентни врски и во кристалот ќе се појават слободни електрони, а на местата на прекинот се формираат празни места, кои се нарекуваат дупки.
Празното место може да го заземе валентен електрон од соседен пар и дупката ќе се пресели на ново место во кристалот.
Кога слободен електрон ќе се сретне со дупка, електронската врска помеѓу атомите на полупроводникот се обновува и се случува обратниот процес - рекомбинација.
Паровите електрони-дупки може да се појават и да се рекомбинираат кога полупроводникот е осветлен поради енергијата на електромагнетното зрачење.
Во отсуство на електрично поле, електроните и дупките учествуваат во хаотичното термичко движење.
Не само добиените слободни електрони, туку и дупките, кои се сметаат за позитивно наелектризирани честички, учествуваат во електричното поле во подредено движење. Актуелно Јасво полупроводник се состои од електрон Јас ни дупка Ипструи

Полупроводниците вклучуваат хемиски елементи како што се германиум, силициум, селен, телуриум, арсен итн. Најчестиот полупроводник во природата е силициумот.

Коментарите и предлозите се прифатени и добредојдени!

Ајде да поврземе LED на AA батеријата и ако поларитетот е точен, ќе светне. Во која насока ќе се воспостави струјата? Тоа во денешно време сите го знаат од плус до минус. И внатре во батеријата, затоа, од минус до плус - струјата во ова затворено електрично коло е константна.

Насоката на струјата во колото обично се смета за насока на движење на позитивно наелектризираните честички, но кај металите се движат електроните, а тие, како што знаеме, се негативно наелектризирани. Ова значи дека во реалноста концептот на „насока на струјата“ е конвенција. Ајде да го сфатиме зошто, додека електроните течат низ колото од минус до плус, сите околу велат дека струјата тече од плус до минус. Зошто таков апсурд?


Одговорот лежи во историјата на развојот на електротехниката. Кога Френклин ја развил својата теорија за електрицитетот, тој сметал дека неговото движење е слично на движењето на течност што се чини дека тече од едно тело до друго. Онаму каде што има повеќе електрична течност, од таму тече во насока каде што има помалку.

Затоа Френклин телата со вишок на електрична течност (условно!) ги нарекува позитивно наелектризирани, а телата со недостаток на електрична течност - негативно наелектризирани. Оттука произлезе идејата за движење. Позитивниот полнеж тече, како преку систем на комуникациски садови, од едно наелектризирано тело до друго.

Подоцна, францускиот истражувач Чарлс Дуфеј во своите експерименти утврдил дека не се полнат само натриените тела, туку и натриените, а при допир се неутрализираат полнежите на двете тела. Се испостави дека всушност постојат два одделни типа на електричен полнеж, кои, при интеракција едни со други, се неутрализираат. Оваа теорија за два електрика беше развиена од современиот на Френклин, Роберт Симер, кој се увери дека нешто не е сосема точно во теоријата на Френклин.

Шкотскиот физичар Роберт Симер носеше два пара чорапи: изолирани волнени и втор пар свилени одозгора. Кога ги соблече двете чорапи од ногата одеднаш, а потоа го извади едниот чорап од другиот, ја забележа следнава слика: волнените и свилените чорапи отекуваат, земајќи го обликот на неговата нога и нагло се лепат еден до друг. Во исто време, чорапите направени од ист материјал, како волна и свила, се одбиваат едни со други.

Ако Симер држеше две свилени чорапи во едната рака и две волнени чорапи во другата рака, тогаш кога ги спои рацете, одбивањето на чорапи од ист материјал и привлекувањето на чорапи од различни материјали доведе до интересна интеракција меѓу нив: различни чорапите изгледаа како да се нафрлаат еден на друг и испреплетени во топка.

Набљудувањата на однесувањето на неговите сопствени чорапи го доведоа Роберт Симер до заклучок дека секое тело има не една, туку две електрични течности - позитивни и негативни, кои се содржани во телото во еднакви количини. При триење на две тела, едното од нив може да помине од едно на друго тело, потоа во едното тело ќе има вишок на една од течностите, а во другото - негов недостаток. Двете тела ќе се наелектризираат со струја со спротивен знак.

Сепак, електростатските феномени може успешно да се објаснат со помош на хипотезата на Френклин и хипотезата за две електрична енергија на Симер. Овие теории се натпреваруваа едни со други некое време. Кога во 1779 година Алесандро Волта ја создал својата напонска колона, по што била испитувана електролизата, научниците дошле до недвосмислен заклучок дека навистина постојат два спротивни текови на носителите на полнеж кои се движат во раствори и течности - позитивни и негативни. Дуалистичката теорија за електрична струја, иако не ја разбираат сите, сепак триумфираше.

Конечно, во 1820 година, говорејќи пред Париската академија на науките, Ампер предложи да се избере една од насоките на движење на полнежот како главна насока на струјата. Нему му беше погодно да го стори тоа, бидејќи Ампер ги истражуваше интеракциите на струите едни со други и струите со магнети. И така што секој пат во текот на пораката не спомнувате дека два текови со спротивен полнеж се движат во две насоки по еден проводник.

Ампер предложи едноставно да се земе насоката на движење на позитивната електрична енергија како насока на струјата и секогаш да се зборува за насоката на струјата, што значи движење на позитивниот полнеж.. Оттогаш, позицијата за насоката на струјата предложена од Ампер е прифатена насекаде и се користи и денес.


Кога Максвел ја развил својата теорија за електромагнетизам и решил да го примени правилото на десната завртка за практичното одредување на насоката на векторот на магнетната индукција, тој исто така се придржувал до оваа позиција: насоката на струјата е насоката на движење на позитивен полнеж.

Фарадеј, пак, забележа дека насоката на струјата е условена; тоа е едноставно погодно средство за научниците недвосмислено да ја одредат насоката на струјата. Ленц, воведувајќи го своето правило Ленц (види - ), го користел и терминот „насока на струјата“, што значи движење на позитивна електрична енергија. Тоа е само погодно.

И дури и откако Томсон го откри електронот во 1897 година, конвенцијата за насоката на струјата сè уште остана. Дури и ако само електроните всушност се движат во проводник или во вакуум, спротивната насока сепак се зема како насока на струјата - од плус до минус.


Повеќе од еден век по откривањето на електронот, и покрај идеите на Фарадеј за јоните, дури и со појавата на вакуумски цевки и транзистори, иако се појавија тешкотии во описите, вообичаената состојба сè уште останува. Едноставно е попогодно да се работи со струи, да се движите по нивните магнетни полиња и се чини дека тоа не предизвикува никакви вистински тешкотии за никого.

Електричната струја може да се претстави како насочено движење на наелектризираните честички, кои традиционално се земаат како носители на негативен полнеж или електрони. Оваа изјава е точна за цврсти проводници, каде што постојаното присуство на слободни наелектризирани честички се смета за норма. За течни и гасовити медиуми, таквите носители се позитивно наелектризирани јони, преку кои супстанцијата се пренесува.

Физички ентитет

За јасно да разберете како тече струјата, прво треба да се запознаете со основните физички феномени кои водат до формирање на нареден проток. Според молекуларно-атомистичката теорија, сите природни тела (без разлика на нивната состојба на агрегација) се состојат од молекули и атоми, кои вклучуваат негативно наелектризирани електрони.

За да се разјаснат принципите на формирање на проток на наелектризирани честички, најзгодно е да се замисли составот на физичките тела на следниов начин:

  • Атомите што ги сочинуваат молекулите се конвенционално претставени како јадро сместено во центарот и електрони кои ротираат околу него со брзина на светлината;
  • Поради различниот поларитет на овие две компоненти, нивната комбинација во нормални услови има нула полнење;

Дополнителни информации.Во атомите на кој било хемиски елемент, бројот на електрони што ротираат во орбитите е еднаков на вкупниот полнеж на јадрото, што ја обезбедува нивната електрична неутралност.

  • Во атомите на некои супстанции, надворешните обвивки содржат голем број електрони, кои исто така се оддалечени од јадрото на значителни растојанија според атомските стандарди;
  • Во одредени моменти, некои од нив се отцепуваат од своите орбити и почнуваат слободно да „талкаат“ меѓу атомите, привлекувајќи се кон соседните јадра или одбиени од нивните електрони.

Како резултат на овие процеси, во металните предмети се појавуваат слободни полнежи, кои кога се применуваат електрични потенцијали (напони) со спротивен знак, почнуваат да се движат уредно.

Насоченото движење на носителите на слободни полнеж во цврсти материи (проводници) се нарекува електрична струја.

Кај супстанциите со мала содржина на слободни електрони, ова движење е или целосно невозможно (диелектрици) или е ограничено на мала вредност. Таквите материјали, кои се недоволно заситени со електрични носачи, се нарекуваат полупроводници.

Видови струи

Електронските текови присутни во спроводливите материјали секогаш можат да се движат во една насока или постојано да ја менуваат својата насока. Во првиот случај, тие формираат наизменична струја, а во вториот, директни струи.

Наизменичните струи се формираат под влијание на напоните кои се разликуваат по големина и знак што се применува на краевите на проводникот, а потенцијалната разлика со ист поларитет се користи за да се добие сигнал за постојана струја.

Забелешка!Променливите струи течат низ електричните жици на секој стан, а пример за вториот тип е еднонасочното движење на електроните во акумулаторите или батериите.

Историски гледано, во коло со постојан проток, неговата насока обично се смета за движење од „плус“ на изворот на енергија до неговиот „минус“. Иако во реалноста, носителите на негативен полнеж се движат во точно спротивна насока (од „минус“ до „плус“). Но, претходно прифатениот условен правец беше толку вкоренет во главите на луѓето што остана непроменет, сметајќи дека вредноста на овој параметар е апсолутно условна.

За да разберете каде течат наизменичните струи, треба да започнете директно од нивната дефиниција. Во оваа ситуација, под влијание на наизменичниот потенцијал (напон), тие ја менуваат својата насока со одредена периодичност.

Важно!Во руските мрежи за домаќинство, наизменичниот напон има фреквенција од 50 Херци. Струјата што тече низ електричните жици исто така ја менува својата насока со соодветна фреквенција.

Во странските електрични мрежи (особено во САД и Јапонија), оваа фреквенција е 60 Херци, што малку ја зголемува ефикасноста додека истовремено ги зголемува загубите во линиите за снабдување.

Двонасочно движење на обвиненијата

Кај повеќето метали, истовремено со протокот на електрони, се забележува обратно движење на честички со спротивен знак, формирани од позитивно наелектризирани атоми. Нивното движење се совпаѓа со историски утврдената дефиниција (од „плус“ до „минус“), така што, по желба, движењето на овие компоненти на материјата може да се земе како вистинска насока.

На кажаното да додадеме дека во течностите и гасовите и атомските честички со различни полнежи (веќе споменатите јони и електрони) се движат во спротивни насоки. Овој метод на формирање на проток на честички во синџир се нарекува електролиза, што е широко користен во различни гранки на индустриското производство.

Како заклучок, забележуваме дека, за разлика од теоретскиот поглед, во практиката од фундаментално значење е конвенционално избраната насока на движење на електроните во одредено електрично коло. Секој синџир на радиоелементи вклучен во него првично е дизајниран за одреден поларитет на испорачаниот напон и, следствено, за дадена насока на генерираниот тековен сигнал.

Видео

Во учебник по физикаима дефиниција:

ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГИЈА- ова е наредено (насочено) движење на наелектризираните честички под влијание на електрично поле. Честичките можат да бидат: електрони, протони, јони, дупки.

Во академските учебницидефиницијата е опишана на следниов начин:

ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГИЈАе стапката на промена на електричниот полнеж со текот на времето.

    • Електронскиот полнеж е негативен.
    • протони- честички со позитивен полнеж;
  • неутрони- со неутрален полнеж.

ТЕКОВНА СИЛАе бројот на наелектризирани честички (електрони, протони, јони, дупки) што течат низ пресекот на спроводникот.

Сите физички супстанции, вклучувајќи ги и металите, се состојат од молекули кои се состојат од атоми, кои пак се состојат од јадра и електрони кои ротираат околу нив. За време на хемиските реакции, електроните минуваат од еден атом до друг, затоа, на атомите на една супстанција им недостасуваат електрони, а атомите на друга супстанција имаат вишок од нив. Ова значи дека супстанциите имаат спротивни полнежи. Ако дојдат во контакт, електроните ќе имаат тенденција да се движат од една супстанција во друга. Тоа е движењето на електроните ЕЛЕКТРИЧНА ЕНЕРГИЈА. Струја што ќе тече додека полнежите на двете супстанции не се изедначат. Заминатиот електрон се заменува со друг. Каде? Од соседниот атом, до него - од неговиот сосед, па до крајност, до крајност - од негативниот пол на тековниот извор (на пример, батерија). Од другиот крај на проводникот, електроните одат до позитивниот пол на тековниот извор. Кога ќе исчезнат сите електрони на негативниот пол, струјата ќе престане (батеријата е мртва).

е карактеристика на електричното поле и ја претставува потенцијалната разлика помеѓу две точки во електричното поле.

Се чини дека не е јасно. Диригент- во наједноставен случај, ова е жица направена од метал (почесто се користат бакар и алуминиум). Масата на електронот е 9,10938215(45)×10 -31 kg. Ако електронот има маса, тогаш тоа значи дека е материјал. Но, спроводникот е направен од метал, а металот е цврст, па како некои електрони течат низ него?

Бројот на електрони во супстанцијата еднаков на бројот на протони само ја обезбедува нејзината неутралност, а самиот хемиски елемент се одредува според бројот на протони и неутрони врз основа на периодичниот закон на Менделеев. Ако, чисто теоретски, ги одземеме сите негови електрони од масата на кој било хемиски елемент, тој практично нема да се приближи до масата на најблискиот хемиски елемент. Разликата помеѓу масите на електронот и јадрото е преголема (масата на само првиот протон е приближно 1836 пати поголема од масата на електронот). Намалувањето или зголемувањето на бројот на електрони треба само да доведе до промена на вкупниот полнеж на атомот. Бројот на електрони во поединечен атом е секогаш променлив. Тие или го оставаат поради термичко движење, или се враќаат назад, со изгубена енергија.

Ако електроните се движат во насока, тоа значи дека тие го „напуштаат“ својот атом, а атомската маса нема да се изгуби и, како резултат на тоа, хемискиот состав на проводникот ќе се промени? Бр. Хемискиот елемент не се одредува според атомската маса, туку според бројот на ПРОТОНИ во јадрото на атомот, и ништо друго. Во овој случај, присуството или отсуството на електрони или неутрони во атомот не е важно. Ајде да додадеме - одземаме електрони - добиваме јон; додаде - одземаме неутрони - добиваме изотоп. Во овој случај, хемискиот елемент ќе остане ист.

Со протоните тоа е поинаква приказна: еден протон е водород, два протони се хелиум, три протони се литиум, итн. (види периодична табела). Затоа, без разлика колку струја поминувате низ проводникот, неговиот хемиски состав нема да се промени.

Електролитите се друга работа. Овде СЕ ПРОМЕНИ ХЕМИСКИОТ СОСТАВ. Електролитните елементи се ослободуваат од растворот под влијание на струјата. Кога сите ќе бидат ослободени, струјата ќе престане. Тоа е затоа што носителите на полнеж во електролитите се јони.

Има хемиски елементи без електрони:

1. Атомски космички водород.

2. Гасови во горните слоеви на атмосферата на Земјата и другите планети со атмосфера.

2. Сите супстанции се во состојба на плазма.

3. Кај акцелераторите, судирите.

Кога се изложени на електрична струја, хемикалиите (проводниците) можат да се „расфрлат“. На пример, осигурувач. Движечките електрони ги раздвојуваат атомите по нивниот пат; ако струјата е силна, кристалната решетка на проводникот се уништува и проводникот се топи.

Ајде да ја разгледаме работата на електричните вакуумски уреди.

Дозволете ми да ве потсетам дека за време на дејството на електрична струја во обичен спроводник, електрон, оставајќи го своето место, остава таму „дупка“, која потоа се полни со електрон од друг атом, каде што пак се формира дупка. , кој последователно се полни со друг електрон. Целиот процес на движење на електроните се случува во една насока, а движењето на „дупките“ се случува во спротивна насока. Односно, дупката е привремен феномен, сепак се пополнува. Пополнувањето е неопходно за да се одржи рамнотежа на полнежот во атомот.

Сега да ја разгледаме работата на електричен вакуум уред. На пример, да ја земеме наједноставната диода - кенотрон. Електроните во диодата за време на дејството на електричната струја се испуштаат од катодата кон анодата. Катодата е обложена со специјални метални оксиди, кои го олеснуваат бегството на електроните од катодата во вакуум (ниска работна функција). Во овој тенок филм нема резерва на електрони. За да се обезбеди ослободување на електрони, катодата силно се загрева со влакно. Со текот на времето, топлата фолија испарува, се таложи на ѕидовите на колбата, а емисивноста на катодата се намалува. И таков електронски вакуум уред едноставно се фрла. И ако уредот е скап, тој се обновува. За да се врати, колбата се нелеме, катодата се заменува со нова, по што колбата се запечатува назад.

Електроните во проводникот ја движат „носејќи“ електрична струја, а катодата се надополнува со електрони од спроводникот поврзан со катодата. Електроните што ја напуштаат катодата се заменуваат со електрони од тековниот извор.

Концептот на „брзина на движење на електрична струја“ не постои. Со брзина близу до брзината на светлината (300.000 км/с), електричното поле се шири низ спроводникот, под влијание на кои сите електрони почнуваат да се движат со мала брзина, што е приближно еднакво на 0,007 мм/с, а не заборавајќи да брзаат и хаотично во термичкото движење.

Ајде сега да ги разбереме главните карактеристики на струјата

Ајде да ја замислиме сликата: Имате стандардна картонска кутија од 12 шишиња жесток пијалок. И се обидуваш да ставиш уште едно шише таму. Да речеме дека успеавте, но кутијата едвај се држеше. Ставаш уште едно таму, и одеднаш кутијата се скрши и шишињата испаѓаат.

Кутија со шишиња може да се спореди со пресек на проводник:

Колку е поширока кутијата (жицата е подебела), толку е поголем бројот на шишиња (ТЕКОВНА МОЌНОСТ) што може да ги собере (обезбеди).

Можете да поставите од една до 12 шишиња во кутија (во проводник) - нема да се распадне (проводникот нема да изгори), но не може да смести поголем број шишиња (поголема сила на струјата) (претставува отпор).
Ако поставиме друга кутија на горниот дел од кутијата, тогаш на една единица од областа (пресек на проводникот) ќе поставиме 12, туку 24 шишиња, друга на врвот - 36 шишиња. Една од кутиите (еден кат) може да се земе како единица слична на НАПОН на електрична струја.

Колку е поширока кутијата (помал отпор), толку повеќе шишиња (CURRENT) може да снабдува.

Со зголемување на висината на кутиите (напон), можеме да го зголемиме вкупниот број на шишиња (POWER) без да ги уништиме кутиите (проводникот).

Користејќи ја нашата аналогија, добивме:

Вкупниот број на шишиња е POWER

Бројот на шишиња во една кутија (слој) е ТЕКОВНА МОЌ

Бројот на кутии во висина (подови) е НАПОН

Ширината на кутијата (капацитет) е ОТПОР на делот за електрично коло

Преку горенаведените аналогии, дојдовме до „ ЗАКОН НА ОМА“, кој се нарекува и закон на Ом за дел од колото. Да го претставиме како формула:

Каде Јас - моментална сила, У Р - отпор.

Во едноставни термини, звучи вака: Струјата е директно пропорционална на напонот и обратно пропорционална на отпорот.

Покрај тоа, дојдовме до „ ЗАКОН НА ВАТ“. Ајде да го прикажеме и во форма на формула:

Каде Јас - моментална сила, У – напон (потенцијална разлика), Р – моќ.

Во едноставни термини, звучи вака: Моќноста е еднаква на производот на струјата и напонот.

Јачина на електрична струјамерено со инструмент наречен амперметар. Како што претпоставувате, количината на електрична струја (количината на пренесеното полнење) се мери во ампери. За да се зголеми опсегот на ознаките на единиците за промена, постојат префикси за мноштво, како што се микро - микроампери (µA), милји - милиампери (mA). Другите конзоли не се користат во секојдневна употреба. На пример: Тие велат и пишуваат „десет илјади ампери“, но никогаш не кажуваат или пишуваат 10 килоампери. Ваквите значења не се реални во секојдневниот живот. Истото може да се каже и за нанозасилувачите. Обично велат и пишуваат 1×10 -9 ампери.

Електричен напон(електричен потенцијал) се мери со уред наречен Волтметар, како што претпоставувате, напонот, односно потенцијалната разлика што предизвикува проток на струја, се мери во волти (V). Исто како и за струјата, за да се зголеми опсегот на ознаки, постојат повеќе префикси: (микро - микроволт (μV), милји - миливолт (mV), кило - киловолт (kV), мега - мегаволт (MV). Напонот се нарекува и ЕМП - електромоторна сила.

Електричен отпормерено со уред наречен Омметар, како што претпоставувате, единицата на отпор е Ом (Ом). Исто како и за струјата и напонот, постојат префикси за повеќекратност: кило - килоом (kOhm), мега - мегаом (MOhm). Другите значења не се реални во секојдневниот живот.

Претходно, научивте дека отпорноста на проводникот директно зависи од дијаметарот на проводникот. На ова можеме да додадеме дека ако голема електрична струја се нанесува на тенок проводник, нема да може да ја помине, поради што ќе се загрее многу и, на крајот, може да се стопи. Работата на осигурувачите се заснова на овој принцип.

Атомите на која било супстанција се наоѓаат на одредено растојание едни од други. Кај металите, растојанијата помеѓу атомите се толку мали што електронските обвивки практично се допираат. Ова им овозможува на електроните да талкаат слободно од јадрото до јадрото, создавајќи електрична струја, поради што металите, како и некои други супстанции, се спроводници на електрична енергија. Другите супстанции, напротив, имаат широко распоредени атоми, електрони цврсто врзани за јадрото, кои не можат слободно да се движат. Таквите супстанции не се спроводници и обично се нарекуваат ДИЕЛЕКТРИКИ, од кои најпозната е гумата. Ова е одговорот на прашањето зошто електричните жици се направени од метал.

Присуството на електрична струја е означено со следните дејства или појави што го придружуваат:

;1. Проводникот низ кој тече струја може да стане жежок;

2. Електричната струја може да го промени хемискиот состав на проводникот;

3. Струјата врши сила на соседните струи и магнетизирани тела.

Кога електроните се одвојуваат од јадрата, се ослободува одредена количина на енергија, која го загрева спроводникот. Капацитетот за „греење“ на струјата обично се нарекува дисипација на моќност и се мери во вати. Истата единица се користи за мерење на механичка енергија претворена од електрична енергија.

Електрични опасности и други опасни својства на електричната енергија и безбедносни мерки на претпазливост

Електричната струја го загрева проводникот низ кој тече. Затоа:

1. Ако електричната мрежа за домаќинство е преоптоварена, изолацијата постепено се грее и се распаѓа. Постои можност за краток спој, што е многу опасно.

2. Електричната струја што тече низ жиците и апаратите за домаќинство наидува на отпор, па ја „избира“ патеката со најмал отпор.

3. Ако се појави краток спој, струјата нагло се зголемува. Ова генерира голема количина на топлина што може да го стопи металот.

4. Може да дојде и до краток спој поради влага. Ако се појави пожар во случај на краток спој, тогаш во случај на изложеност на влага на електрични уреди, тоа е лицето кое прво страда.

5. Електричниот удар е многу опасен и може да биде фатален. Кога електричната струја тече низ човечкото тело, отпорноста на ткивото нагло се намалува. Во телото се случуваат процеси на загревање на ткивото, уништување на клетките и смрт на нервните завршетоци.

Како да се заштитите од струен удар

За да се заштитите од изложување на електрична струја, користете средства за заштита од електричен удар: работете во гумени ракавици, користете гумена подлога, прачки за празнење, уреди за заземјување за опрема, работни места. Автоматските прекинувачи со термичка заштита и струјна заштита се исто така добро средство за заштита од електричен удар што може да спаси човечки живот. Кога не сум сигурен дека нема опасност од струен удар, кога извршувам едноставни операции во електрични панели или единици на опрема, обично работам со едната рака, а другата рака ја ставам во џеб. Ова ја елиминира можноста за електричен удар долж патеката од рака на рака во случај на случаен контакт со телото на штитот или други масивни заземјени предмети.

За гаснење на пожар што се јавува на електрична опрема, се користат само противпожарни апарати во прав или јаглерод диоксид. Апаратите за гаснење прав се подобри, но по покривање на опремата со прашина од апарат за гаснење пожар, не е секогаш можно да се врати оваа опрема.