Ang patuloy na mga kondisyon ng electric current para sa paglitaw nito. Mga kondisyon para sa pagkakaroon ng direktang electric current

Pederal na Ahensya para sa Edukasyon

Saratov State Socio-Economic University

Marks branch

Kagawaran ng Pangkalahatang Disiplina sa Makatao

SANAYSAY

Ayon sa "Physics"

sa paksang: “Agos ng kuryente. Batas ni Ohm"

2nd year student

Espesyalidad: "Eup pp"

Sinuri ni: Starikova N.N.

Marx - 2010

Kuryente. Batas ni Ohm

Kung inilagay ang isang insulated conductor electric field

pagkatapos ay isang puwersa ang kikilos sa mga libreng singil q sa konduktor. Bilang resulta, isang panandaliang paggalaw ng mga libreng singil ay nangyayari sa konduktor. Ang prosesong ito ay magtatapos kapag ang sariling electric field ng mga singil na lumitaw sa ibabaw ng konduktor ay ganap na nagbabayad para sa panlabas na field. Ang magreresultang electrostatic field sa loob ng conductor ay magiging zero (tingnan ang § 1.5).

Gayunpaman, sa mga konduktor, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, maaaring mangyari ang isang tuluy-tuloy na iniutos na paggalaw ng mga libreng electric charge carrier. Ang paggalaw na ito ay tinatawag na electric current. Ang direksyon ng paggalaw ng mga positibong libreng singil ay kinuha bilang direksyon ng electric current. Para sa pagkakaroon ng isang electric current sa isang konduktor, kinakailangan upang lumikha ng isang electric field sa loob nito.

Ang isang quantitative measure ng electric current ay ang lakas ng kasalukuyang I - scalar pisikal na bilang, katumbas ng ratio ng singil Δq na inilipat sa pamamagitan ng cross section ng konduktor (Larawan 1.8.1) sa pagitan ng oras Δt, hanggang sa pagitan ng oras na ito:

Kung ang lakas ng kasalukuyang at ang direksyon nito ay hindi nagbabago sa oras, kung gayon ang naturang kasalukuyang ay tinatawag na pare-pareho.

Larawan 1.8.1.

Ang iniutos na paggalaw ng mga electron sa isang metal na konduktor at ang kasalukuyang I. S ay ang cross-sectional area ng konduktor,

- electric field

Sa International System of Units SI, ang kasalukuyang ay sinusukat sa amperes (A). Ang kasalukuyang unit 1 A ay nakatakda ayon sa magnetic interaksyon dalawang parallel conductor na may kasalukuyang (tingnan ang § 1.16).

pare-pareho kuryente maaari lamang gawin sa isang closed circuit kung saan ang mga carrier ng libreng bayad ay umiikot sa mga saradong landas. Ang electric field sa iba't ibang mga punto sa naturang circuit ay pare-pareho sa paglipas ng panahon. Samakatuwid, ang electric field sa circuit direktang kasalukuyang ay may katangian ng isang nakapirming electrostatic field. Ngunit kapag gumagalaw ang isang electric charge sa isang electrostatic field kasama ang isang closed path, ang gawain ng electric forces ay zero (tingnan ang § 1.4). Samakatuwid, para sa pagkakaroon ng direktang kasalukuyang, kinakailangan na magkaroon ng in de-koryenteng circuit isang aparato na may kakayahang lumikha at mapanatili ang mga potensyal na pagkakaiba sa mga seksyon ng circuit dahil sa gawain ng mga puwersa ng hindi electrostatic na pinagmulan. Ang ganitong mga aparato ay tinatawag na direktang kasalukuyang mga mapagkukunan. Ang mga puwersa ng hindi electrostatic na pinanggalingan na kumikilos sa mga carrier ng libreng bayad mula sa kasalukuyang mga mapagkukunan ay tinatawag na mga panlabas na puwersa.

Ang likas na katangian ng mga puwersa sa labas ay maaaring magkakaiba. Sa mga galvanic cell o baterya, bumangon sila bilang isang resulta ng mga proseso ng electrochemical, sa mga generator ng DC, ang mga panlabas na puwersa ay lumitaw kapag ang mga konduktor ay gumagalaw sa isang magnetic field. Ang kasalukuyang pinagmumulan sa electrical circuit ay gumaganap ng parehong papel bilang pump, na kinakailangan para sa pumping fluid sa isang closed hydraulic system. Sa ilalim ng pagkilos ng mga panlabas na puwersa, ang mga singil ng kuryente ay gumagalaw sa loob ng kasalukuyang pinagmumulan laban sa mga puwersa ng electrostatic field, dahil sa kung saan ang isang pare-parehong electric current ay maaaring mapanatili sa isang closed circuit.

Kapag gumagalaw ang mga singil ng kuryente sa isang DC circuit, gumagana ang mga panlabas na puwersa na kumikilos sa loob ng kasalukuyang pinagmumulan.

Ang pisikal na dami na katumbas ng ratio ng trabaho Ang isang st ng mga panlabas na puwersa kapag gumagalaw ang singil q mula sa negatibong poste ng kasalukuyang pinagmumulan patungo sa positibo sa halaga ng singil na ito ay tinatawag na electromotive force ng pinagmulan (EMF):

Kaya, ang EMF ay tinutukoy ng gawaing ginawa ng mga panlabas na puwersa kapag gumagalaw ng isang positibong singil. Ang electromotive force, tulad ng potensyal na pagkakaiba, ay sinusukat sa volts (V).

Kapag ang isang positibong singil ay gumagalaw sa isang saradong DC circuit, ang gawain ng mga panlabas na puwersa ay katumbas ng kabuuan ng EMF na kumikilos sa circuit na ito, at ang gawain ng electrostatic field ay zero.

Ang DC circuit ay maaaring nahahati sa magkakahiwalay na mga seksyon. Ang mga seksyon kung saan hindi kumikilos ang mga panlabas na puwersa (ibig sabihin, mga seksyon na hindi naglalaman ng kasalukuyang mga mapagkukunan) ay tinatawag na homogenous. Ang mga seksyon na kinabibilangan ng mga kasalukuyang pinagmumulan ay tinatawag na heterogenous.

Kapag ang isang unit positive charge ay gumagalaw sa isang partikular na seksyon ng circuit, ang parehong electrostatic (Coulomb) at panlabas na pwersa ay gumagana. Ang gawain ng mga puwersa ng electrostatic ay katumbas ng potensyal na pagkakaiba Δφ 12 \u003d φ 1 - φ 2 sa pagitan ng paunang (1) at panghuling (2) na mga punto ng hindi homogenous na seksyon. Ang gawain ng mga panlabas na puwersa ay ayon sa kahulugan puwersang electromotive

12 na kumikilos sa lugar na ito. Kaya ang kabuuang gawain ay

U 12 \u003d φ 1 - φ 2 +

12 .

Ang halaga ng U 12 ay karaniwang tinatawag na boltahe sa seksyon ng circuit 1–2. Sa kaso ng isang homogenous na seksyon, ang boltahe ay katumbas ng potensyal na pagkakaiba:

U 12 \u003d φ 1 - φ 2.

Ang German physicist na si G. Ohm noong 1826 ay nag-eksperimentong itinatag na ang lakas ng kasalukuyang I na dumadaloy sa isang homogenous na metal conductor (ibig sabihin, isang konduktor kung saan walang mga panlabas na puwersa ang kumikilos) ay proporsyonal sa boltahe U sa mga dulo ng konduktor:

kung saan R = const.

Ang halaga ng R ay karaniwang tinatawag na electrical resistance. Ang isang conductor na may electrical resistance ay tinatawag na risistor. Ang ratio na ito ay nagpapahayag ng batas ng Ohm para sa isang homogenous na seksyon ng circuit: ang kasalukuyang lakas sa konduktor ay direktang proporsyonal sa inilapat na boltahe at inversely proporsyonal sa paglaban ng konduktor.

Sa SI, ang yunit ng electrical resistance ng conductors ay ang ohm (Ohm). Ang isang paglaban ng 1 ohm ay may isang seksyon ng circuit kung saan, sa isang boltahe ng 1 V, isang kasalukuyang ng 1 A ay nangyayari.

Ang mga konduktor na sumusunod sa batas ng Ohm ay tinatawag na linear. Ang graphical na pag-asa ng kasalukuyang lakas I sa boltahe U (ang ganitong mga graph ay tinatawag na kasalukuyang-boltahe na mga katangian, dinaglat bilang CVC) ay inilalarawan ng isang tuwid na linya na dumadaan sa pinagmulan. Dapat pansinin na mayroong maraming mga materyales at aparato na hindi sumusunod sa batas ng Ohm, halimbawa, semiconductor diode o gas lamp. Kahit na mga konduktor ng metal sa mga alon ng sapat na malaking lakas, ang isang paglihis mula sa linear na batas ng Ohm ay sinusunod, dahil paglaban sa kuryente tumataas ang mga konduktor ng metal sa pagtaas ng temperatura.

Para sa isang seksyon ng circuit na naglalaman ng EMF, ang batas ng Ohm ay nakasulat sa sumusunod na anyo:

IR \u003d U 12 \u003d φ 1 - φ 2 +

= Δφ 12 + .

Ang kaugnayang ito ay karaniwang tinatawag na pangkalahatang batas ng Ohm o batas ng Ohm para sa isang hindi magkakatulad na seksyon ng chain.

Sa fig. Ang 1.8.2 ay nagpapakita ng isang closed DC circuit. Ang seksyon ng chain (cd) ay homogenous.

Larawan 1.8.2.

DC circuit

Batas ni Ohm

Ang seksyon (ab) ay naglalaman ng kasalukuyang pinagmumulan na may EMF na katumbas ng

Ayon sa batas ng Ohm para sa isang heterogenous na lugar,

Ang pagdaragdag ng parehong pagkakapantay-pantay, nakukuha natin:

I (R + r) = Δφ cd + Δφ ab +

Ngunit Δφ cd = Δφ ba = – Δφ ab. kaya lang

Ipapahayag ng formula na ito ang batas ng Ohm para sa kumpletong kadena: ang kasalukuyang lakas sa isang kumpletong circuit ay katumbas ng electromotive force ng pinagmulan, na hinati sa kabuuan ng mga resistances ng homogenous at inhomogeneous na mga seksyon ng circuit.

Ang paglaban r ng inhomogeneous na seksyon sa fig. 1.8.2 ay makikita bilang panloob na pagtutol kasalukuyang pinagmulan. Sa kasong ito, seksyon (ab) sa Fig. 1.8.2 ay ang panloob na seksyon ng pinagmulan. Kung ang mga punto a at b ay sarado na may isang konduktor na ang resistensya ay maliit kumpara sa panloob na pagtutol ng pinagmulan (R<< r), тогда в цепи потечет ток короткого замыкания

Short circuit current - ang pinakamataas na kasalukuyang maaaring makuha mula sa isang ibinigay na mapagkukunan na may electromotive force

at panloob na pagtutol r. Para sa mga mapagkukunan na may mababang panloob na resistensya, ang short-circuit current ay maaaring napakalaki at maging sanhi ng pagkasira ng electrical circuit o pinagmulan. Halimbawa, ang mga lead-acid na baterya na ginagamit sa mga sasakyan ay maaaring magkaroon ng short circuit current na ilang daang amperes. Lalo na mapanganib ang mga short circuit sa mga network ng ilaw na pinapagana ng mga substation (libo-libong amperes). Upang maiwasan ang mapanirang epekto ng naturang matataas na agos, ang mga piyus o mga espesyal na circuit breaker ay kasama sa circuit.

Sa ilang mga kaso, upang maiwasan ang mga mapanganib na halaga ng kasalukuyang short circuit, ang ilang panlabas na pagtutol ay konektado sa serye sa pinagmulan. Pagkatapos ang paglaban r ay katumbas ng kabuuan ng panloob na pagtutol ng pinagmulan at ang panlabas na pagtutol, at sa kaganapan ng isang maikling circuit, ang kasalukuyang lakas ay hindi magiging labis na malaki.

Kung ang panlabas na circuit ay bukas, pagkatapos ay Δφ ba = – Δφ ab =

, ibig sabihin, ang potensyal na pagkakaiba sa mga pole ng isang bukas na baterya ay katumbas ng EMF nito.

Kung ang panlabas na load resistance R ay naka-on at ang kasalukuyang I ay dumadaloy sa baterya, ang potensyal na pagkakaiba sa mga pole nito ay magiging katumbas ng

– Ir.

Sa fig. Ang 1.8.3 ay isang eskematiko na representasyon ng isang DC source na may EMF na katumbas ng

at panloob na pagtutol r sa tatlong mga mode: "idling", gumana sa load at short circuit mode (short circuit). Ang lakas ng electric field sa loob ng baterya at ang mga puwersang kumikilos sa mga positibong singil ay ipinahiwatig: – puwersa ng kuryente at – puwersa ng third-party. Sa short circuit mode, nawawala ang electric field sa loob ng baterya.

Larawan 1.8.3.

Schematic na representasyon ng isang DC source: 1 - ang baterya ay bukas; 2 - ang baterya ay sarado sa panlabas na pagtutol R; 3 - short circuit mode

Upang sukatin ang mga boltahe at alon sa mga de-koryenteng circuit ng DC, ginagamit ang mga espesyal na aparato - mga voltmeter at ammeter.

Ang voltmeter ay idinisenyo upang sukatin ang potensyal na pagkakaiba na inilapat sa mga terminal nito. Ito ay konektado nang kahanay sa seksyon ng circuit kung saan sinusukat ang potensyal na pagkakaiba. Anumang voltmeter ay may ilang panloob na pagtutol R B . Upang ang voltmeter ay hindi magpakilala ng isang kapansin-pansing muling pamamahagi ng mga alon kapag nakakonekta sa sinusukat na circuit, ang panloob na paglaban nito ay dapat na malaki kumpara sa paglaban ng seksyon ng circuit kung saan ito konektado. Para sa circuit na ipinapakita sa Fig. 1.8.4, ang kundisyong ito ay nakasulat bilang:

R B >> R 1 .

Ang kundisyong ito ay nangangahulugan na ang kasalukuyang I B \u003d Δφ cd / R B na dumadaloy sa voltmeter ay mas mababa kaysa sa kasalukuyang I \u003d Δφ cd / R 1 na dumadaloy sa nasubok na seksyon ng circuit.

Dahil walang mga puwersa sa labas na kumikilos sa loob ng voltmeter, ang potensyal na pagkakaiba sa mga terminal nito ay tumutugma, sa pamamagitan ng kahulugan, sa boltahe. Samakatuwid, maaari nating sabihin na ang voltmeter ay sumusukat sa boltahe.

Ang ammeter ay idinisenyo upang sukatin ang kasalukuyang lakas sa circuit. Ang ammeter ay konektado sa serye sa break sa electrical circuit upang ang buong sinusukat na kasalukuyang ay dumaan dito. Ang ammeter ay mayroon ding ilang panloob na pagtutol R A . Hindi tulad ng isang voltmeter, ang panloob na paglaban ng isang ammeter ay dapat na sapat na maliit kumpara sa kabuuang pagtutol ng buong circuit. Para sa circuit sa fig. 1.8.4 ang paglaban ng ammeter ay dapat matugunan ang kondisyon

R A<< (r + R 1 + R 2),

upang kapag ang ammeter ay naka-on, ang kasalukuyang sa circuit ay hindi nagbabago.

Ang mga instrumento sa pagsukat - mga voltmeter at ammeter - ay may dalawang uri: pointer (analog) at digital. Ang mga digital electrical meter ay mga kumplikadong elektronikong aparato. Karaniwan ang mga digital na instrumento ay nagbibigay ng mas mataas na katumpakan ng pagsukat.

Larawan 1.8.4.

Pagsasama ng isang ammeter (A) at isang voltmeter (B) sa isang de-koryenteng circuit

Serye at parallel na koneksyon ng mga konduktor

Ang mga konduktor sa mga de-koryenteng circuit ay maaaring konektado sa serye at kahanay.

Sa isang serye na koneksyon ng mga konduktor (Larawan 1.9.1), ang kasalukuyang lakas sa lahat ng mga konduktor ay pareho:

I 1 \u003d I 2 \u003d I.

Larawan 1.9.1.

Serial na koneksyon ng mga konduktor

Ayon sa batas ng Ohm, ang mga boltahe U 1 at U 2 sa mga konduktor ay pantay

U 1 = IR 1, U 2 = IR 2.

Ang kabuuang boltahe U sa parehong konduktor ay katumbas ng kabuuan ng mga boltahe U 1 at U 2:

U \u003d U 1 + U 2 \u003d I (R 1 + R 2) \u003d IR,

kung saan ang R ay ang electrical resistance ng buong circuit. Ito ay nagpapahiwatig:

R \u003d R 1 + R 2.

Kapag konektado sa serye, ang kabuuang paglaban ng circuit ay katumbas ng kabuuan ng mga resistensya ng mga indibidwal na konduktor.

Ang resultang ito ay wasto para sa anumang bilang ng mga konduktor na konektado sa serye.

Sa isang parallel na koneksyon (Larawan 1.9.2), ang mga boltahe U 1 at U 2 sa parehong konduktor ay pareho:

U 1 \u003d U 2 \u003d U.

Ang kabuuan ng mga alon I 1 + I 2 na dumadaloy sa parehong mga konduktor ay katumbas ng kasalukuyang sa isang unbranched circuit:

I \u003d I 1 + I 2.

Ang resultang ito ay sumusunod mula sa katotohanan na walang mga singil ang maaaring maipon sa mga sumasanga na punto ng mga alon (node A at B) sa isang DC circuit. Halimbawa, ang charge IΔt ay dumadaloy sa node A sa oras na Δt, at ang charge I 1 Δt + I 2 Δt ay umaagos palayo sa node A sa parehong oras. Samakatuwid, I = I 1 + I 2 .

Larawan 1.9.2.

Parallel na koneksyon ng mga konduktor

Pagsusulat batay sa batas ng Ohm

kung saan ang R ay ang electrical resistance ng buong circuit, nakukuha namin

Sa isang parallel na koneksyon ng mga conductor, ang katumbas ng kabuuang paglaban ng circuit ay katumbas ng kabuuan ng mga reciprocals ng mga resistensya ng parallel-connected conductors.

Ang resulta na ito ay wasto para sa anumang bilang ng mga konduktor na konektado sa parallel.

Ang mga formula para sa serye at parallel na koneksyon ng mga conductor ay nagbibigay-daan sa maraming mga kaso upang makalkula ang paglaban ng isang kumplikadong circuit na binubuo ng maraming mga resistors. Sa fig. Ang 1.9.3 ay nagbibigay ng isang halimbawa ng naturang kumplikadong circuit at nagpapahiwatig ng pagkakasunud-sunod ng mga kalkulasyon.

Larawan 1.9.3.

Pagkalkula ng paglaban ng isang kumplikadong circuit. Ang lahat ng resistensya ng konduktor ay nasa ohms (Ohm)

Dapat pansinin na hindi lahat ng mga kumplikadong circuit na binubuo ng mga conductor na may iba't ibang mga resistensya ay maaaring kalkulahin gamit ang mga formula para sa serye at parallel na koneksyon. Sa fig. Ang 1.9.4 ay nagpapakita ng isang halimbawa ng isang de-koryenteng circuit na hindi maaaring kalkulahin gamit ang pamamaraan sa itaas.

Larawan 1.9.4.

Isang halimbawa ng isang de-koryenteng circuit na hindi mababawasan sa kumbinasyon ng mga serye at parallel na konduktor

DC electric current

Mga kondisyon para sa paglitaw ng kasalukuyang.

Ang electric current ay isang direktang paggalaw ng mga sisingilin na particle. Ang mga quantitative na katangian ng kasalukuyang ay ang kasalukuyang lakas nito (ang ratio ng singil: inilipat sa pamamagitan ng cross section ng konduktor bawat yunit ng oras):

at ang density nito, na tinutukoy ng ratio:

Ang yunit ng kasalukuyang lakas ay ang ampere (1A ay ang katangian na halaga ng kasalukuyang natupok ng mga electric heater ng sambahayan).

Ang mga kinakailangang kondisyon para sa pagkakaroon ng kasalukuyang ay ang pagkakaroon ng mga free charge carrier, isang closed circuit at isang EMF source (baterya) na sumusuporta sa direksyon ng paggalaw.

Maaaring umiral ang electric current sa iba't ibang media: sa mga metal, vacuum, gas, solusyon at natutunaw ng mga electrolyte, plasma, semiconductors, mga tisyu ng mga buhay na organismo.

Kapag ang isang kasalukuyang dumadaloy, ang pakikipag-ugnayan ng mga carrier ng singil sa kapaligiran ay halos palaging nangyayari, na sinamahan ng paglipat ng enerhiya sa huli sa anyo ng init. Ang papel na ginagampanan ng pinagmumulan ng EMF ay tiyak na magbayad para sa pagkawala ng init sa mga circuit.

Ang electric current sa mga metal ay dahil sa paggalaw ng mga medyo libreng electron sa pamamagitan ng crystal lattice. Ang mga dahilan para sa pagkakaroon ng mga libreng electron sa pagsasagawa ng mga kristal ay maaari lamang ipaliwanag sa wika ng quantum mechanics.

Ipinapakita ng karanasan na ang lakas ng electric current na dumadaloy sa conductor ay proporsyonal sa potensyal na pagkakaiba na inilapat sa mga dulo nito (batas ng Ohm). Ang koepisyent ng proporsyonalidad sa pagitan ng kasalukuyang at boltahe, na pare-pareho para sa napiling konduktor, ay tinatawag na electrical resistance:

Ang paglaban ay sinusukat sa ohms (ang paglaban ng katawan ng tao ay halos 1000 ohms). Ang magnitude ng electrical resistance ng mga conductor ay bahagyang tumataas sa pagtaas ng temperatura. Ito ay dahil sa ang katunayan na kapag pinainit, ang mga node ng kristal na sala-sala ay nagdaragdag ng magulong thermal vibrations, na pumipigil sa direktang paggalaw ng mga electron. Sa maraming mga problema, ang direktang allowance para sa mga vibrations ng sala-sala ay lumalabas na napakahirap. Upang gawing simple ang pakikipag-ugnayan ng mga electron na may mga oscillating node, lumalabas na maginhawa upang palitan ang mga ito ng mga banggaan sa mga particle ng gas ng hypothetical particle - phonon, na ang mga katangian ay pinili upang makakuha ng isang paglalarawan na mas malapit hangga't maaari sa katotohanan at maaaring lumabas. para maging napaka-exotic. Ang mga bagay ng ganitong uri ay napakapopular sa pisika at tinatawag na quasiparticle. Bilang karagdagan sa mga pakikipag-ugnayan sa mga vibrations ng kristal na sala-sala, ang paggalaw ng mga electron sa isang kristal ay maaaring hadlangan ng mga dislokasyon - mga paglabag sa regularidad ng sala-sala. Ang mga pakikipag-ugnayan sa mga dislokasyon ay gumaganap ng isang mapagpasyang papel sa mababang temperatura, kapag ang mga thermal vibrations ay halos wala.

Ang ilang mga materyales sa mababang temperatura ay ganap na nawawala ang kanilang electrical resistance, na pumasa sa isang superconducting state. Ang kasalukuyang nasa naturang media ay maaaring umiral nang walang anumang EMF, dahil walang pagkawala ng enerhiya sa mga banggaan ng mga electron na may mga phonon at dislokasyon. Ang paglikha ng mga materyales na nagpapanatili ng superconducting state sa medyo mataas (kuwarto) na temperatura at mababang alon ay isang napakahalagang gawain, ang solusyon kung saan ay gagawa ng isang tunay na rebolusyon sa modernong enerhiya, dahil. ay magbibigay-daan sa paghahatid ng kuryente sa malalayong distansya nang walang pagkawala ng init.

Sa kasalukuyan, ang electric current sa mga metal ay pangunahing ginagamit upang i-convert ang electrical energy sa thermal energy (heaters, light sources) o mechanical energy (electric motors). Sa huling kaso, ang electric current ay ginagamit bilang isang mapagkukunan ng mga magnetic field, ang pakikipag-ugnayan kung saan ang iba pang mga alon ay nagiging sanhi ng paglitaw ng mga puwersa.

Ang electric current sa vacuum ay mahigpit na nagsasalita na imposible dahil sa kawalan ng mga libreng singil sa kuryente sa loob nito. Gayunpaman, ang ilang mga conductive substance, kapag pinainit o na-irradiated ng liwanag, ay may kakayahang magpalabas ng mga electron mula sa kanilang ibabaw (thermal emission at photoemission), na may kakayahang mapanatili ang isang electric current, na lumilipat mula sa cathode patungo sa isa pang (positibong) electrode - ang anode . Kapag ang isang negatibong boltahe ay inilapat sa anode, ang kasalukuyang sa circuit break. Ang inilarawang ari-arian ay nagiging sanhi ng malawakang paggamit ng mga electrovacuum device sa mga electronic device para sa pagwawasto ng alternating current. Hanggang sa kamakailan lamang, ang mga electrovacuum na aparato ay malawakang ginagamit bilang mga amplifier ng mga de-koryenteng signal. Sa kasalukuyan, halos ganap na silang pinalitan ng mga aparatong semiconductor.

Sa unang sulyap, ang electric current sa mga gas ay hindi maaaring umiral dahil sa kawalan ng mga free charged na particle (ang mga electron sa atoms at molecules ng mga gas ay matatag na "naka-link" sa nuclei sa pamamagitan ng electrostatic forces). Gayunpaman, kapag ang enerhiya ng pagkakasunud-sunod ng 10 eV ay inilipat sa isang atom (ang enerhiya na nakuha ng isang libreng electron kapag dumadaan sa isang potensyal na pagkakaiba ng 10 V), ang huli ay pumasa sa isang ionized na estado (isang electron ay umalis sa nucleus para sa isang arbitraryong malaking distansya). Sa mga gas sa temperatura ng silid, palaging may napakaliit na halaga ng mga ionized na atom na lumitaw sa ilalim ng pagkilos ng cosmic radiation (photoionization). Kapag ang naturang gas ay inilagay sa isang electric field, ang mga sisingilin na particle ay nagsisimulang bumilis, na inililipat ang naipon na kinetic energy sa mga neutral na atomo at nag-ionize sa kanila. Bilang isang resulta, ang isang tulad-avalanche na proseso ng pagtaas ng bilang ng mga libreng electron at ions ay bubuo - isang electric discharge ay nangyayari. Ang katangiang glow ng discharge ay nauugnay sa pagpapalabas ng enerhiya sa panahon ng recombination ng mga electron at positive ions. Ang mga uri ng mga de-koryenteng discharge ay magkakaiba at lubos na nakadepende sa komposisyon ng gas at mga panlabas na kondisyon.

Plasma.

Ang isang sangkap na naglalaman ng pinaghalong neutral na mga atomo, mga libreng electron at mga positibong ion ay tinatawag na plasma. Ang plasma na nagreresulta mula sa medyo mababa ang kasalukuyang mga paglabas ng kuryente (halimbawa, sa mga "daylight" tubes) ay nailalarawan sa pamamagitan ng napakababang konsentrasyon ng mga naka-charge na particle kumpara sa mga neutral (). Karaniwan itong tinatawag na mababang temperatura, dahil ang temperatura ng mga atomo at ion ay malapit sa temperatura ng silid. Ang average na enerhiya ng mas magaan na mga electron ay lumalabas na mas mataas. yun. Ang mababang-temperatura na plasma ay mahalagang isang non-equilibrium, bukas na daluyan. Gaya ng nabanggit, posible ang mga proseso ng self-organization sa naturang media. Ang isang kilalang halimbawa ay ang henerasyon ng mataas na ordered coherent radiation sa plasma ng mga gas laser.

Ang plasma ay maaari ding nasa thermodynamic equilibrium. Para sa pagkakaroon nito, kinakailangan ang isang napakataas na temperatura (kung saan ang enerhiya ng thermal motion ay maihahambing sa enerhiya ng ionization). Ang ganitong mga temperatura ay umiiral sa ibabaw ng Araw, ay maaaring mangyari sa panahon ng napakalakas na mga paglabas ng kuryente (kidlat), sa panahon ng mga pagsabog ng nuklear. Ang ganitong plasma ay tinatawag na mainit.

kuryente sa atmospera.

Ang Earth ay isang medyo mahusay na konduktor ng kuryente (kumpara sa tuyong hangin). Sa taas na halos 50 km, ang ionizing cosmic radiation ay nagiging sanhi ng pagkakaroon ng ionosphere - isang layer ng highly ionized gas. Ipinapakita ng mga sukat na may malaking potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng ionosphere at ng ibabaw ng Earth (mga 5,000,000 V), at ang ionosphere ay may positibong singil na may kinalaman sa Earth. Ang pagkakaroon ng isang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng Earth at ang "langit" ay humahantong sa hitsura ng isang kasalukuyang ng napakababang density (A /) kahit na sa isang mahinang konduktor bilang hangin. Ang kabuuang kasalukuyang dumarating sa ibabaw ng planeta ay napakalaki (approx. A), at ang kapangyarihan na inilalabas nito ay maihahambing sa kapangyarihan ng lahat ng mga built power plant (W). Ang mga likas na katanungan ay lumitaw tungkol sa mekanismo para sa pagpapanatili ng potensyal na pagkakaiba na ito at tungkol sa mga dahilan kung bakit ang presensya nito ay hindi pa ginagamit ng mga tao.

Napagtibay na ngayon na ang pangunahing mekanismo na naniningil sa "langit" na may kaugnayan sa Earth ay mga bagyo. Ang mga patak ng tubig at mga kristal ng yelo, na bumababa sa base ng thundercloud, ay nangongolekta ng mga negatibong singil sa atmospera at sa gayon ay sinisingil ang ibabang bahagi ng thundercloud ng negatibong kuryente sa mga potensyal na maraming beses na mas malaki kaysa sa potensyal ng Earth. Bilang isang resulta, isang napakalaking electric field ang lumitaw sa pagitan ng Earth at ng ulap, na nakadirekta sa kabaligtaran ng direksyon kumpara sa field na umiiral sa walang ulap na panahon. Malapit sa pagsasagawa ng mga bagay na nakausli mula sa ibabaw ng Earth, ang field na ito ay mas malakas pa rin at sapat para sa gas ionization, na lumalaki ayon sa isang avalanche law. Ang resulta ay isang napakalakas na electrical discharge na tinatawag na kidlat. Taliwas sa tanyag na paniniwala, ang kidlat ay nagsisimula sa Earth at tumatama sa mga ulap, hindi ang kabaligtaran.

Ang isang electric field na 100 V/m, na katangian ng maaliwalas na panahon, ay hindi maaaring gamitin o maramdaman man lang, kahit na sa taas na katumbas ng taas ng isang tao, sa kawalan nito, lumilikha ito ng potensyal na pagkakaiba ng mga 200 V. Ang dahilan nito ay ang mababang kondaktibiti ng hangin at, bilang isang resulta, ang mababang densidad ng mga alon na dumadaloy sa ibabaw ng Earth. Ang pagpapakilala ng isang mahusay na konduktor (isang tao) sa de-koryenteng circuit, na nag-shunting ng dalawang metrong haligi ng hangin, halos hindi nagbabago sa kabuuang pagtutol ng "langit-Earth" na circuit, ang kasalukuyang kung saan ay nananatiling hindi nagbabago. Ang pagbagsak ng boltahe na dulot nito sa katawan ng tao ay tungkol sa U = IR = 0.2 μV, na mas mababa sa sensitivity threshold ng ating katawan.

Agos ng kuryente sa mga buhay na tisyu.

Ang mahalagang papel ng mga electrical impulses para sa buhay ng mga organismo ay ipinapalagay higit sa 200 taon na ang nakalilipas. Alam na ngayon na ang mga impulses na ito ay ginagamit upang matiyak ang kontrol ng gawain ng mga organo at ang paglipat ng impormasyon sa pagitan nila sa proseso ng buhay. Ang papel na ginagampanan ng mga cable para sa paghahatid ng signal sa pinaka-kumplikadong "biological computer" ay nilalaro ng mga nerbiyos, na batay sa mataas na dalubhasang mga cell - mga neuron. Ang mga pangunahing pag-andar ng mga cell na ito ay ang pagtanggap, pagproseso at pagpapalakas ng mga signal ng kuryente. Ang mga neuron ay nakikipag-usap sa isa't isa sa isang "network" sa tulong ng mga espesyal na pinahabang outgrowth - mga axon na nagsisilbing conductor. Ang mga pag-aaral ng pagpapalaganap ng mga de-koryenteng signal sa mga axon ay isinagawa nang sama-sama ng mga biologist, chemist at physicist noong 30-60s ng ating siglo at isa sa mga unang matagumpay na halimbawa ng mabungang pakikipagtulungan sa pagitan ng mga kinatawan ng mga kaugnay na natural na agham.

Tulad ng nangyari, ang mga katangian ng mga electrical impulses na nagpapalaganap sa mga axon ay naiiba nang malaki mula sa mga pamilyar sa electrical engineering: 1) ang bilis ng pagpapalaganap ng mga impulses kasama ang axon ay lumalabas na ilang mga order ng magnitude na mas mababa kaysa sa mga katangian ng mga metal; 2) pagkatapos ng pagpasa ng isang de-koryenteng salpok, mayroong isang "patay" na oras kung saan imposible ang pagpapalaganap ng susunod na salpok; 3) mayroong isang halaga ng boltahe ng threshold (ang mga pulso na may amplitude sa ibaba ng threshold ay hindi nagpapalaganap); 4) na may mabagal na pagtaas ng boltahe, kahit na sa isang halaga na lumampas sa threshold, ang salpok ay hindi ipinadala kasama ang axon ("akomodasyon").

Ang mga nakalistang tampok ng axon conductance, na hindi karaniwan para sa tradisyunal na electrical engineering, ay ipinaliwanag sa loob ng balangkas ng isang napaka tiyak na mekanismo ng electrochemical, ang sentral na papel kung saan kabilang ang isang cell membrane na semi-permeable para sa mga ion, na naghihiwalay sa panloob na dami ng cell (at ang axon nito) na naglalaman ng abnormal na mataas na konsentrasyon ng K + ions at mababang - Na + mula sa isang kapaligirang puno ng asin. Bilang resulta ng magulong thermal motion ng mga particle sa hangganan sa pagitan ng mga rehiyon na may iba't ibang konsentrasyon ng mga positibong ion, ang mga daloy ng pagsasabog ay lumitaw (K + - mula sa cell, Na + - sa loob nito), ang mga bilis nito ay kinokontrol ng permeability ng ang cell membrane at ang electrical potential difference sa magkabilang panig nito. Ang mga pagbabago sa pagkamatagusin ng lamad para sa bawat isa sa mga ion ay humahantong sa isang pagbabago sa bilang ng mga sisingilin na mga particle na tumatawid sa hangganan at, dahil dito, sa isang pagbabago sa potensyal ng kuryente ng axon na may kaugnayan sa panlabas na kapaligiran. Ipinakita ng mga eksperimento na ang conductivity ng isang seksyon ng lamad ay nag-iiba depende sa potensyal na pagkakaiba na inilapat dito. yun. ang electrical impulse na inilapat sa seksyon ng axon ay nagbabago sa kondaktibiti ng lamad sa loob ng maikling panahon (depende sa mga katangian ng axon), na humahantong sa muling pamamahagi ng mga singil, pagpapalakas ng salpok at pagbuo ng trailing edge nito. Sa kasong ito, ang axon ay sabay-sabay na gumaganap ng papel ng isang konduktor at "pagpapalakas ng mga substation - repeater", na ginagawang posible upang maiwasan ang pagpapalambing ng mga signal na ipinadala sa katawan sa sapat na mahabang distansya.

Ito ay kagiliw-giliw na ang isang katulad na problema sa isa na nalutas ng kalikasan, sa ilang sandali bago ang pagtuklas ng mekanismo ng pagpapadaloy ng axon, ay kailangang malutas sa engineering ng radyo kapag sinusubukang ayusin ang isang trans-Atlantic na koneksyon sa cable. Upang maiwasan ang attenuation at pagbaluktot ng signal sa isang mahabang linya, ang cable ay kailangang hatiin sa medyo maiikling mga link, kung saan inilagay ang mga amplifier. Ang karanasan na nakuha ng mga physicist sa paglikha ng mahabang linya ng komunikasyon sa cable ay lubos na pinadali ang solusyon ng problema ng mekanismo ng axon electrical conductivity.

Bibliograpiya

Para sa paghahanda ng gawaing ito, ginamit ang mga materyales mula sa site.

Para sa pagkakaroon ng isang direktang electric current, ang pagkakaroon ng mga libreng sisingilin na particle at ang pagkakaroon ng kasalukuyang pinagmumulan ay kinakailangan. kung saan ang conversion ng anumang uri ng enerhiya sa enerhiya ng isang electric field ay isinasagawa.

Kasalukuyang pinagmulan - isang aparato kung saan ang anumang uri ng enerhiya ay na-convert sa enerhiya ng isang electric field. Sa kasalukuyang pinagmulan, kumikilos ang mga panlabas na puwersa sa mga sisingilin na particle sa isang closed circuit. Ang mga dahilan para sa paglitaw ng mga panlabas na puwersa sa iba't ibang kasalukuyang mga mapagkukunan ay iba. Halimbawa, sa mga baterya at galvanic na mga cell, ang mga panlabas na puwersa ay lumitaw dahil sa daloy ng mga reaksiyong kemikal, sa mga generator ng mga halaman ng kuryente ay bumangon sila kapag ang isang konduktor ay gumagalaw sa isang magnetic field, sa mga photocell - kapag ang ilaw ay kumikilos sa mga electron sa mga metal at semiconductors.

Ang electromotive force ng kasalukuyang pinagmulan tinatawag na ratio ng gawain ng mga panlabas na puwersa sa halaga ng positibong singil na inilipat mula sa negatibong poste ng kasalukuyang pinagmumulan hanggang sa positibo.

Pangunahing konsepto.

Kasalukuyang lakas - isang scalar na pisikal na dami na katumbas ng ratio ng singil na dumaan sa konduktor sa oras kung kailan lumipas ang singil na ito.

saan ako - kasalukuyang lakas, q - halaga ng singil (halaga ng kuryente), t - singilin ang oras ng pagbibiyahe.

kasalukuyang density - pisikal na dami ng vector na katumbas ng ratio ng kasalukuyang lakas sa cross-sectional area ng konduktor.

saan j -kasalukuyang density, S - cross-sectional area ng konduktor.

Ang direksyon ng kasalukuyang density vector ay tumutugma sa direksyon ng paggalaw ng mga particle na may positibong charge.

Boltahe - scalar na pisikal na dami na katumbas ng ratio ng kabuuang gawain ng Coulomb at mga panlabas na puwersa kapag inililipat ang isang positibong singil sa lugar sa halaga ng singil na ito.

saan A - buong gawain ng mga third-party at pwersa ng Coulomb, q - singil ng kuryente.

Elektrisidad na paglaban - isang pisikal na dami na nagpapakilala sa mga katangian ng elektrikal ng isang seksyon ng circuit.

saan ρ - tiyak na pagtutol ng konduktor, l - ang haba ng seksyon ng konduktor, S - cross-sectional area ng konduktor.

Konduktibidad ay ang kapalit ng paglaban

saan G - kondaktibiti.

Mga batas ni Ohm.

Batas ng Ohm para sa isang homogenous na seksyon ng isang chain.

Ang kasalukuyang lakas sa isang homogenous na seksyon ng circuit ay direktang proporsyonal sa boltahe sa isang pare-pareho na paglaban ng seksyon at inversely proporsyonal sa paglaban ng seksyon sa isang pare-pareho ang boltahe.

saan U - tensyon sa lugar R - paglaban ng seksyon.

Batas ng Ohm para sa isang arbitrary na seksyon ng circuit na naglalaman ng isang direktang kasalukuyang pinagmulan.

saan φ 1 - φ 2 + ε = U boltahe sa isang ibinigay na seksyon ng circuit,R - electrical resistance ng isang ibinigay na seksyon ng circuit.

Batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit.

Ang kasalukuyang lakas sa isang kumpletong circuit ay katumbas ng ratio ng electromotive force ng pinagmulan sa kabuuan ng mga resistensya ng panlabas at panloob na mga seksyon ng circuit.

saan R - electrical resistance ng panlabas na seksyon ng circuit, r - electrical resistance ng panloob na seksyon ng circuit.

Short circuit.

Ito ay sumusunod mula sa batas ng Ohm para sa isang kumpletong circuit na ang kasalukuyang lakas sa isang circuit na may ibinigay na kasalukuyang pinagmulan ay nakasalalay lamang sa paglaban ng panlabas na circuit R.

Kung ang isang konduktor na may paglaban ay konektado sa mga pole ng kasalukuyang pinagmulan R<< r, pagkatapos ay ang EMF lamang ng kasalukuyang pinagmulan at ang paglaban nito ang tutukuyin ang halaga ng kasalukuyang sa circuit. Ang halaga ng kasalukuyang lakas ang magiging limitasyon para sa kasalukuyang pinagmumulan at tinatawag na short circuit current.

Electromotive force. Ang anumang kasalukuyang pinagmumulan ay nailalarawan sa pamamagitan ng electromotive force, o, sa madaling salita, EMF. Kaya, sa isang bilog na baterya para sa isang flashlight ito ay nakasulat: 1.5 V. Ano ang ibig sabihin nito? Ikonekta ang dalawang bolang metal na may mga singil ng magkasalungat na palatandaan sa isang konduktor. Sa ilalim ng impluwensya ng electric field ng mga singil na ito, isang electric current ang lumabas sa conductor ( fig.15.7). Ngunit ang agos na ito ay magiging maikli ang buhay. Ang mga singil ay mabilis na neutralisahin ang bawat isa, ang mga potensyal ng mga bola ay naging pareho, at ang electric field ay nawala.

Mga puwersa ng ikatlong partido. Upang ang kasalukuyang maging pare-pareho, kinakailangan upang mapanatili ang isang pare-pareho ang boltahe sa pagitan ng mga bola. Nangangailangan ito ng device kasalukuyang pinagmulan), na maglilipat ng mga singil mula sa isang bola patungo sa isa pa sa direksyon na kabaligtaran sa direksyon ng mga puwersang kumikilos sa mga singil na ito mula sa electric field ng mga bola. Sa ganoong aparato, bilang karagdagan sa mga puwersa ng kuryente, ang mga singil ay dapat maapektuhan ng mga puwersa ng hindi electrostatic na pinagmulan ( fig.15.8). Isang electric field lamang ng mga naka-charge na particle ( Coulomb patlang) ay hindi kayang mapanatili ang isang pare-parehong kasalukuyang sa circuit.

Anumang pwersang kumikilos sa mga particle na may kuryente, maliban sa mga puwersa ng electrostatic na pinagmulan (i.e., Coulomb), ay tinatawag na pwersa sa labas. Ang konklusyon tungkol sa pangangailangan para sa mga panlabas na pwersa upang mapanatili ang isang pare-pareho ang kasalukuyang sa circuit ay magiging mas malinaw kung tayo ay bumaling sa batas ng konserbasyon ng enerhiya. Ang electrostatic field ay potensyal. Ang gawain ng patlang na ito kapag ang paglipat ng mga sisingilin na particle sa loob nito kasama ang isang closed electric circuit ay zero. Ang pagpasa ng kasalukuyang sa pamamagitan ng mga konduktor ay sinamahan ng pagpapalabas ng enerhiya - ang konduktor ay nagpapainit. Samakatuwid, dapat mayroong ilang mapagkukunan ng enerhiya sa circuit na nagbibigay nito sa circuit. Sa loob nito, bilang karagdagan sa mga puwersa ng Coulomb, dapat kumilos ang mga third-party, hindi potensyal na pwersa. Ang gawain ng mga puwersang ito sa isang saradong tabas ay dapat na naiiba sa zero. Nasa proseso ng paggawa ng mga puwersang ito na ang mga sisingilin na particle ay nakakakuha ng enerhiya sa loob ng kasalukuyang pinagmumulan at pagkatapos ay ibibigay ito sa mga conductor ng electric circuit. Ang mga puwersa ng third-party na naka-set sa paggalaw na sisingilin ang mga particle sa loob ng lahat ng kasalukuyang pinagmumulan: sa mga generator sa mga power plant, sa mga galvanic cell, mga baterya, atbp. Kapag ang isang circuit ay sarado, isang electric field ay nilikha sa lahat ng mga conductor ng circuit. Sa loob ng kasalukuyang pinagmulan, ang mga singil ay gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng panlabas na pwersa kumpara sa pwersa ng Coulomb(mga electron mula sa isang positibong sisingilin na elektrod patungo sa isang negatibo), at sa panlabas na circuit sila ay itinakda sa paggalaw ng isang electric field (tingnan ang Fig. fig.15.8). Ang likas na katangian ng mga panlabas na puwersa. Ang likas na katangian ng mga puwersa sa labas ay maaaring iba-iba. Sa mga generator ng power plant, ang mga panlabas na puwersa ay mga puwersang kumikilos mula sa magnetic field sa mga electron sa isang gumagalaw na konduktor. Sa isang galvanic cell, halimbawa, ang Volta cell, kumikilos ang mga puwersa ng kemikal. Ang elemento ng Volta ay binubuo ng zinc at copper electrodes na inilagay sa isang solusyon ng sulfuric acid. Ang mga puwersa ng kemikal ay nagdudulot ng pagkatunaw ng zinc sa acid. Ang mga positibong sisingilin na zinc ions ay pumapasok sa solusyon, at ang zinc electrode mismo ay nagiging negatibong sisingilin. (Kaunti lang ang natutunaw ng tanso sa sulfuric acid.) Lumilitaw ang isang potensyal na pagkakaiba sa pagitan ng zinc at copper electrodes, na tumutukoy sa kasalukuyang sa isang closed electrical circuit. Electromotive force. Ang pagkilos ng mga panlabas na puwersa ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mahalagang pisikal na dami na tinatawag puwersang electromotive(pinaikling EMF). Ang electromotive na puwersa ng kasalukuyang pinagmumulan ay katumbas ng ratio ng gawain ng mga panlabas na puwersa kapag inililipat ang singil kasama ang isang closed circuit sa halaga nito. singilin:

Ang puwersa ng electromotive, tulad ng boltahe, ay ipinahayag sa volts. Maaari rin nating pag-usapan ang tungkol sa electromotive force sa anumang bahagi ng circuit. Ito ang tiyak na gawain ng mga panlabas na puwersa (ang gawain ng paglipat ng isang yunit ng singil) hindi sa buong circuit, ngunit sa lugar na ito lamang. Electromotive force ng isang galvanic cell ay isang halaga na katumbas ng numero sa gawain ng mga panlabas na puwersa kapag inililipat ang isang yunit na positibong singil sa loob ng elemento mula sa isang poste patungo sa isa pa. Ang gawain ng mga panlabas na puwersa ay hindi maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng potensyal na pagkakaiba, dahil ang mga panlabas na puwersa ay hindi potensyal at ang kanilang trabaho ay nakasalalay sa hugis ng tilapon ng singil. Kaya, halimbawa, ang gawain ng mga panlabas na puwersa kapag ang paglipat ng isang singil sa pagitan ng mga terminal ng isang kasalukuyang pinagmulan sa labas ng pinagmulan mismo ay katumbas ng zero. Ngayon alam mo na kung ano ang EMF. Kung ang 1.5 V ay nakasulat sa baterya, nangangahulugan ito na ang mga puwersa ng third-party (kemikal sa kasong ito) ay gumagawa ng 1.5 J ng trabaho kapag naglilipat ng singil na 1 C mula sa isang poste ng baterya patungo sa isa pa. Ang direktang kasalukuyang ay hindi maaaring umiiral sa isang closed circuit kung ang mga panlabas na puwersa ay hindi kumikilos dito, iyon ay, walang EMF.

PARALLEL AT SERYE CONNECTION NG MGA CONDUCTOR

Isama natin sa electrical circuit bilang isang load (kasalukuyang mga mamimili) ang dalawang maliwanag na lampara, bawat isa ay may isang tiyak na pagtutol, at bawat isa ay maaaring mapalitan ng isang konduktor na may parehong pagtutol.

SERIAL CONNECTION

Pagkalkula ng mga parameter ng electrical circuit na may isang serye na koneksyon ng mga resistances:

1. ang kasalukuyang lakas sa lahat ng serye na konektado sa mga seksyon ng circuit ay pareho 2. ang boltahe sa isang circuit na binubuo ng ilang mga seksyon na konektado sa serye ay katumbas ng kabuuan ng mga boltahe sa bawat seksyon 3. ang paglaban ng isang circuit na binubuo ng ilang serye na konektado na mga seksyon ay katumbas ng kabuuan ng mga resistensya ng bawat seksyon

4. ang gawain ng isang electric current sa isang circuit na binubuo ng mga series-connected na seksyon ay katumbas ng kabuuan ng trabaho sa mga indibidwal na seksyon

A \u003d A1 + A2 5. ang kapangyarihan ng electric current sa isang circuit na binubuo ng mga series-connected na seksyon ay katumbas ng kabuuan ng mga kapangyarihan sa mga indibidwal na seksyon

PARALLEL CONNECTION

Pagkalkula ng mga parameter ng electrical circuit na may parallel na koneksyon ng mga resistances:

1. ang kasalukuyang lakas sa isang walang sanga na seksyon ng circuit ay katumbas ng kabuuan ng mga kasalukuyang lakas sa lahat ng magkakatulad na konektadong mga seksyon

3. kapag ang mga paglaban ay konektado sa parallel, ang mga halaga na kabaligtaran sa paglaban ay idinagdag:

(R - conductor resistance, 1/R - electrical conductivity ng conductor)

Kung dalawang resistors lamang ang konektado sa parallel sa isang circuit, kung gayon tungkol sa:

(kapag konektado sa parallel, ang kabuuang paglaban ng circuit ay mas mababa kaysa sa mas maliit sa mga kasama na resistensya)

4. Ang gawain ng isang electric current sa isang circuit na binubuo ng parallel-connected na mga seksyon ay katumbas ng kabuuan ng trabaho sa mga indibidwal na seksyon: A=A1+A2 5. Ang kapangyarihan ng electric current sa isang circuit na binubuo ng mga seksyon na konektado sa parallel ay katumbas ng kabuuan ng mga kapangyarihan sa mga indibidwal na seksyon: P=P1+P2

Para sa dalawang paglaban: i.e. mas malaki ang paglaban, mas mababa ang kasalukuyang mayroon ito.

Ang batas ng Joule-Lenz ay isang pisikal na batas na nagpapahintulot sa iyo na matukoy ang thermal effect ng kasalukuyang sa circuit, ayon sa batas na ito: , kung saan ako ay ang kasalukuyang sa circuit, R ay ang paglaban, t ay ang oras. Ang formula na ito ay kinakalkula sa pamamagitan ng paglikha ng isang circuit: isang galvanic cell (baterya), isang risistor at isang ammeter. Ang risistor ay inilubog sa isang likido, kung saan ang isang thermometer ay ipinasok at ang temperatura ay sinusukat. Ito ay kung paano nila hinuhusgahan ang kanilang batas at itinatak ang kanilang mga sarili magpakailanman sa kasaysayan, ngunit kahit na wala ang kanilang mga eksperimento posible na mahihinuha ang parehong batas:

U=A/q A=U*q=U*I*t=I^2*R*t ngunit sa kabila nitong karangalan at papuri sa mga taong ito.

Tinutukoy ng batas ni Joule Lenz ang dami ng init na inilabas sa isang seksyon ng isang de-koryenteng circuit na may hangganan na resistensya kapag dumaan dito ang kasalukuyang. Ang isang paunang kinakailangan ay ang katotohanan na hindi dapat magkaroon ng mga pagbabagong kemikal sa seksyong ito ng kadena.

GAWAIN NG KURYENTE KASALUKUYANG

Ang gawain ng isang electric current ay nagpapakita kung gaano karaming trabaho ang ginawa ng isang electric field kapag naglilipat ng mga singil sa pamamagitan ng isang konduktor.

Alam ang dalawang formula: I \u003d q / t ..... at ..... U \u003d A / q, maaari kang makakuha ng isang formula para sa pagkalkula ng gawain ng isang electric current: Ang gawain ng isang electric current ay katumbas ng produkto ng kasalukuyang lakas at ang boltahe at ang oras na ang kasalukuyang daloy sa circuit.

Ang yunit ng sukat para sa gawain ng electric current sa SI system: [ A ] \u003d 1 J \u003d 1A. b. c

MATUTUNAN, GO! Kapag kinakalkula ang gawain ng isang electric current, madalas na ginagamit ang isang off-system na maramihang yunit ng electric current work: 1 kWh (kilowatt-hour).

1 kWh = ...........W.s = 3,600,000 J

Sa bawat apartment, upang i-account ang kuryenteng natupok, ang mga espesyal na metro ng kuryente ay naka-install, na nagpapakita ng gawain ng electric current, na nakumpleto sa isang tiyak na tagal ng panahon kapag ang iba't ibang mga electrical appliances ay naka-on. Ang mga metrong ito ay nagpapakita ng gawain ng electric current (pagkonsumo ng kuryente) sa "kWh".

Kailangan mong matutunan kung paano kalkulahin ang halaga ng natupok na kuryente! Maingat naming nauunawaan ang solusyon sa problema sa pahina 122 ng aklat-aralin (talata 52)!

KASALUKUYANG KURYENTE

Ang kapangyarihan ng electric current ay nagpapakita ng gawain ng kasalukuyang ginagawa sa bawat yunit ng oras at katumbas ng ratio ng gawaing ginawa sa oras kung kailan ginawa ang gawaing ito.

(Ang kapangyarihan sa mekanika ay karaniwang tinutukoy ng titik N, sa electrical engineering - sa pamamagitan ng sulat R) kasi A = IUt, kung gayon ang kapangyarihan ng electric current ay katumbas ng:

Ang yunit ng electric current power sa SI system:

[P] = 1 W (watt) = 1 A. B

Mga batas ni Kirchhoff – mga panuntunan na nagpapakita kung paano nauugnay ang mga agos at boltahe sa mga de-koryenteng circuit. Ang mga patakarang ito ay binuo ni Gustav Kirchhoff noong 1845. Sa panitikan, ang mga ito ay madalas na tinatawag na mga batas ni Kirchhoff, ngunit ito ay hindi totoo, dahil ang mga ito ay hindi mga batas ng kalikasan, ngunit nagmula sa ikatlong equation ni Maxwell na may palaging magnetic field. Ngunit gayon pa man, ang unang pangalan ay mas pamilyar sa kanila, samakatuwid ay tatawagin natin sila, gaya ng nakaugalian sa panitikan - ang mga batas ni Kirchhoff.

Ang unang batas ni Kirchhoff – ang kabuuan ng mga alon na nagtatagpo sa node ay katumbas ng zero.

Alamin natin ito. Ang node ay isang punto na nag-uugnay sa mga sanga. Ang sangay ay isang seksyon ng isang kadena sa pagitan ng mga node. Ipinapakita ng figure na ang kasalukuyang i ay pumapasok sa node, at ang mga alon i 1 at i 2 ay umalis sa node. Bumubuo kami ng isang expression ayon sa unang batas ng Kirchhoff, dahil ang mga alon na pumapasok sa node ay may plus sign, at ang mga alon na nagmumula sa node ay may minus sign i-i 1 -i 2 =0. Ang kasalukuyang i, kumbaga, ay kumakalat sa dalawang mas maliliit na alon at katumbas ng kabuuan ng mga alon i 1 at i 2 i=i 1 +i 2. Ngunit kung, halimbawa, ang kasalukuyang i 2 ay pumasok sa node, kung gayon ang kasalukuyang I ay tutukuyin bilang i=i 1 -i 2 . Mahalagang isaalang-alang ang mga palatandaan kapag nag-iipon ng isang equation.

Ang unang batas ni Kirchhoff ay bunga ng batas ng konserbasyon ng kuryente: ang singil na dumarating sa node sa isang tiyak na tagal ng panahon ay katumbas ng singil na umaalis sa node sa parehong agwat ng oras, i.e. ang electrical charge sa node ay hindi naiipon at hindi nawawala.

Ang pangalawang batas ni Kirchhoff – ang algebraic sum ng EMF na kumikilos sa isang closed circuit ay katumbas ng algebraic sum ng boltahe na bumaba sa circuit na ito.

Ang boltahe ay ipinahayag bilang produkto ng kasalukuyang at paglaban (ayon sa batas ng Ohm).

Ang batas na ito ay mayroon ding sariling mga patakaran para sa aplikasyon. Una kailangan mong itakda ang direksyon ng contour bypass na may isang arrow. Pagkatapos ay isama ang EMF at boltahe, ayon sa pagkakabanggit, na kumukuha ng plus sign kung ang halaga ay tumutugma sa direksyon ng bypass at minus kung hindi. Gumawa tayo ng equation ayon sa ikalawang batas ng Kirchhoff, para sa ating scheme. Tinitingnan namin ang aming arrow, ang E 2 at E 3 ay kasabay nito sa direksyon, na nangangahulugang isang plus sign, at ang E 1 ay nakadirekta sa tapat na direksyon, na nangangahulugang isang minus sign. Ngayon ay tinitingnan natin ang mga boltahe, ang kasalukuyang I 1 ay tumutugma sa direksyon na may arrow, at ang mga alon na I 2 at I 3 ay nakadirekta sa tapat. Dahil dito:

-E 1 +E 2 +E 3 =I 1 R 1 -ako 2 R 2 -ako 3 R 3

Sa batayan ng mga batas ni Kirchhoff, ang mga pamamaraan para sa pagsusuri ng sinusoidal alternating current circuit ay naipon. Ang loop current method ay isang paraan batay sa aplikasyon ng ikalawang Kirchhoff law at ang paraan ng nodal potentials batay sa aplikasyon ng unang Kirchhoff law.

Mga kondisyon para sa paglitaw ng kasalukuyang.

at ang density nito, na tinutukoy ng ratio:

Ang yunit ng kasalukuyang lakas ay ang ampere (1A ay ang katangian na halaga ng kasalukuyang natupok ng mga electric heater ng sambahayan).

Maaaring umiral ang electric current sa iba't ibang media: sa mga metal, vacuum, gas, solusyon at natutunaw ng mga electrolyte, plasma, semiconductors, mga tisyu ng mga buhay na organismo.

Plasma.

). Karaniwan itong tinatawag na mababang temperatura, dahil ang temperatura ng mga atomo at ion ay malapit sa temperatura ng silid. Ang average na enerhiya ng mas magaan na mga electron ay lumalabas na mas mataas. yun. Ang mababang-temperatura na plasma ay mahalagang isang non-equilibrium, bukas na daluyan. Gaya ng nabanggit, posible ang mga proseso ng self-organization sa naturang media. Ang isang kilalang halimbawa ay ang henerasyon ng mataas na ordered coherent radiation sa plasma ng mga gas laser.

kuryente sa atmospera.

A/) kahit sa isang mahinang konduktor gaya ng hangin. Ang kabuuang kasalukuyang dumarating sa ibabaw ng planeta ay napakalaki (approx. A), at ang kapangyarihan na inilalabas nito ay maihahambing sa kapangyarihan ng lahat ng mga built power plant (W). Ang mga likas na katanungan ay lumitaw tungkol sa mekanismo para sa pagpapanatili ng potensyal na pagkakaiba na ito at tungkol sa mga dahilan kung bakit ang presensya nito ay hindi pa ginagamit ng mga tao.

Agos ng kuryente sa mga buhay na tisyu.