През какво минава токът. Електричество

Какво всъщност знаем за електричеството днес? Според съвременните възгледи много, но ако се задълбочим в същността на този въпрос по-подробно, се оказва, че човечеството широко използва електричество, без да разбира истинската природа на това важно физическо явление.

Целта на тази статия не е да опровергае постигнатите научно-технически приложни резултати в областта на електрическите явления, които намират широко приложение в ежедневието и индустрията на съвременното общество. Но човечеството непрекъснато се сблъсква с редица явления и парадокси, които не се вписват в рамките на съвременните теоретични представи относно електрическите явления - това показва липсата на пълно разбиране на физиката на това явление.

Също така днес науката знае фактите, когато, изглежда, изследваните вещества и материали проявяват аномални свойства на проводимост ( ) .

Такова явление като свръхпроводимостта на материалите също няма напълно задоволителна теория в момента. Има само предположение, че свръхпроводимостта е квантов феномен , който се изучава от квантовата механика. Внимателно изучаване на основните уравнения на квантовата механика: уравнението на Шрьодингер, уравнението на фон Нойман, уравнението на Линдблад, уравнението на Хайзенберг и уравнението на Паули, тогава тяхната несъответствие става очевидно. Факт е, че уравнението на Шрьодингер не е изведено, а постулирано по аналогия с класическата оптика, въз основа на обобщаването на експерименталните данни. Уравнението на Паули описва движението на заредена частица със спин 1/2 (например електрон) във външно електромагнитно поле, но концепцията за спин не е свързана с реалното въртене на елементарна частица и също се постулира спрямо спина, че има пространство от състояния, което по никакъв начин не е свързано с движението на елементарни частици в обикновеното пространство.

В книгата на Анастасия Нових „Езоосмос“ се споменава за провала на квантовата теория: „Но квантовата механична теория за структурата на атома, която разглежда атома като система от микрочастици, които не се подчиняват на законите на класическата механика, абсолютно без значение . На пръв поглед аргументите на немския физик Хайзенберг и австрийския физик Шрьодингер изглеждат убедителни за хората, но ако всичко това се разглежда от различна гледна точка, тогава техните заключения са само частично правилни и като цяло и двамата са напълно погрешни . Факт е, че първият описва електрона като частица, а другият като вълна. Между другото, принципът на дуалността вълна-частица също е без значение, тъй като не разкрива прехода на частица във вълна и обратно. Тоест от учените господа се получава някакво оскъдно. Всъщност всичко е много просто. Като цяло искам да кажа, че физиката на бъдещето е много проста и разбираема. Основното нещо е да живеем до това бъдеще. Що се отнася до електрона, той се превръща във вълна само в два случая. Първият е когато външният заряд се загуби, тоест когато електронът не взаимодейства с други материални обекти, да речем със същия атом. Вторият е в предосмично състояние, тоест когато вътрешният му потенциал намалява.

Същите електрически импулси, генерирани от невроните на човешката нервна система, подпомагат активния комплекс и разнообразното функциониране на тялото. Интересно е да се отбележи, че потенциалът на действие на клетката (вълна на възбуждане, движеща се по мембраната на жива клетка под формата на краткотрайна промяна в мембранния потенциал в малка площ от възбудимата клетка) е в определен диапазон (фиг. 1).

Долната граница на потенциала на действие на неврон е при -75 mV, което е много близко до стойността на редокс потенциала на човешката кръв. Ако анализираме максималната и минималната стойност на потенциала за действие спрямо нула, тогава тя е много близка до закръгления процент смисъл златно сечение , т.е. разделяне на интервала по отношение на 62% и 38%:

\(\Delta = 75mV+40mV = 115mV\)

115 mV / 100% = 75 mV / x 1 или 115 mV / 100% = 40 mV / x 2

x 1 = 65,2%, x 2 = 34,8%

Всички познати на съвременната наука вещества и материали провеждат електричество в една или друга степен, тъй като съдържат електрони, състоящи се от 13 фантомни По частици, които от своя страна са септонови бучки („PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS“, стр. 61) . Въпросът е само напрежението на електрическия ток, което е необходимо за преодоляване на електрическото съпротивление.

Тъй като електрическите явления са тясно свързани с електрона, докладът „PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS“ предоставя следната информация относно тази важна елементарна частица: „Електронът е неразделна част от атома, един от основните структурни елементи на материята. Електроните образуват електронните обвивки на атомите на всички известни в момента химични елементи. Те участват в почти всички електрически явления, за които учените сега са наясно. Но какво всъщност е електричеството, официалната наука все още не може да обясни, ограничено до общи фрази, че това е например „съвкупност от явления, дължащи се на съществуването, движението и взаимодействието на заредени тела или частици от носители на електрически заряд“. Известно е, че електричеството не е непрекъснат поток, а се пренася на порции - дискретно».

Според съвременните идеи: електричество - това е съвкупност от явления, дължащи се на съществуването, взаимодействието и движението на електрически заряди. Но какво е електрически заряд?

Електрически заряд (количество електричество) е физическа скаларна величина (величина, всяка стойност на която може да бъде изразена с едно реално число), която определя способността на телата да бъдат източник на електромагнитни полета и да участват в електромагнитното взаимодействие. Електрическите заряди се делят на положителни и отрицателни (този избор се счита за чисто условен в науката и на всеки от зарядите се приписва добре дефиниран знак). Телата, заредени със заряд от същия знак, се отблъскват, а противоположно заредените тела се привличат. При движение на заредени тела (както макроскопични тела, така и микроскопични заредени частици, които пренасят електрически ток в проводниците), възниква магнитно поле и се случват явления, които позволяват да се установи връзката на електричеството и магнетизма (електромагнетизъм).

Електродинамика изучава електромагнитното поле в най-общия случай (тоест разглеждат се зависими от времето променливи полета) и взаимодействието му с тела, които имат електрически заряд. Класическата електродинамика отчита само непрекъснатите свойства на електромагнитното поле.

квантова електродинамика изучава електромагнитни полета, които имат прекъснати (дискретни) свойства, чиито носители са кванти на полето – фотони. Взаимодействието на електромагнитното излъчване със заредените частици се разглежда в квантовата електродинамика като поглъщане и излъчване на фотони от частици.

Струва си да помислим защо се появява магнитно поле около проводник с ток или около атом, по чиито орбити се движат електрони? Факт е, че " това, което днес се нарича електричество, всъщност е специално състояние на септонното поле , в процесите, в които електронът в повечето случаи участва наравно с другите си допълнителни "компоненти" ” („ПЪРВИЧНА ФИЗИКА НА ALLATRA”, стр. 90) .

А тороидалната форма на магнитното поле се дължи на естеството на неговия произход. Както се казва в статията: „Имайки предвид фракталните модели във Вселената, както и факта, че септонното поле в материалния свят в рамките на 6 измерения е основното, единно поле, на което се основават всички взаимодействия, известни на съвременната наука, може да се твърди, че всички те също имат формата Тора. И това твърдение може да представлява особен научен интерес за съвременните изследователи.. Следователно електромагнитното поле винаги ще приема формата на тор, подобно на септонов тор.

Помислете за спирала, през която протича електрически ток и как точно се формира неговото електромагнитно поле ( https://www.youtube.com/watch?v=0BgV-ST478M).

Ориз. 2. Полеви линии на правоъгълен магнит

Ориз. 3. Полеви линии на спирала с ток

Ориз. 4. Силови линии на отделни участъци от спиралата

Ориз. 5. Аналогия между силовите линии на спирала и атоми с орбитални електрони

Ориз. 6. Отделен фрагмент от спирала и атом със силови линии

ЗАКЛЮЧЕНИЕ: човечеството тепърва ще научи тайните на мистериозния феномен на електричеството.

Петър Тотов

Ключови думи:ПРИМОРДИАЛНА ФИЗИКА НА АЛАТРА, електрически ток, електричество, природа на електричеството, електрически заряд, електромагнитно поле, квантова механика, електрон.

литература:

Нов. А., Езоосмос, К.: ЛОТОС, 2013. - 312 с. http://schambala.com.ua/book/ezoosmos

Доклад "ПРИМОРДИАЛНА ФИЗИКА НА АЛАТРА" на международната група учени на Международното обществено движение АЛАТРА, изд. Анастасия Нових, 2015 г.;

Ако изолиран проводник е поставен в електрическо поле \(\overrightarrow(E)\), тогава силата \(\overrightarrow(F) = q\overrightarrow(E)\) ще действа върху свободните заряди \(q\) в проводника.В резултат на проводника има краткотрайно движение на свободни заряди. Този процес ще приключи, когато собственото електрическо поле на зарядите, възникнали на повърхността на проводника, напълно компенсира външното поле. Полученото електростатично поле вътре в проводника ще бъде нула.

Въпреки това, в проводниците, при определени условия, може да възникне непрекъснато подредено движение на свободни електрически носители на заряд.

Насоченото движение на заредените частици се нарича електрически ток.

Посоката на движение на положителните свободни заряди се приема като посока на електрическия ток. За съществуването на електрически ток в проводника е необходимо да се създаде електрическо поле в него.

Количествената мярка на електрическия ток е сила на тока\(I\) е скаларна физическа величина, равна на съотношението на заряда \(\Delta q\), пренесен през напречното сечение на проводника (фиг. 1.8.1) през интервала от време \(\Delta t\) , към този интервал от време:

$$I = \frac(\Delta q)(\Delta t) $$

Ако силата на тока и неговата посока не се променят с времето, тогава такъв ток се нарича постоянен .

В Международната система от единици SI токът се измерва в ампери (A). Токовата единица 1 A се задава от магнитното взаимодействие на два успоредни проводника с ток.

Постоянен електрически ток може да се генерира само в затворена верига , в която свободни носители на заряд циркулират по затворени пътища. Електрическото поле в различни точки от такава верига е постоянно във времето. Следователно електрическото поле в DC веригата има характера на замръзнало електростатично поле. Но при движение на електрически заряд в електростатично поле по затворен път, работата на електрическите сили е нула. Следователно, за съществуването на постоянен ток, е необходимо да има устройство в електрическата верига, което може да създава и поддържа потенциални разлики в участъците на веригата поради работата на силите неелектростатичен произход. Такива устройства се наричат източници на постоянен ток . Наричат ​​се сили от неелектростатичен произход, действащи върху свободни носители на заряд от източници на ток външни сили .

Природата на външните сили може да бъде различна. В галваничните елементи или батерии те възникват в резултат на електрохимични процеси; в генераторите на постоянен ток външни сили възникват, когато проводниците се движат в магнитно поле. Източникът на ток в електрическата верига играе същата роля като помпата, която е необходима за изпомпване на течност в затворена хидравлична система. Под въздействието на външни сили електрическите заряди се движат вътре в източника на ток срещусили на електростатично поле, поради което в затворена верига може да се поддържа постоянен електрически ток.

Когато електрическите заряди се движат по DC верига, външните сили, действащи вътре в източниците на ток, работят.

Физическа величина, равна на отношението на работата \ (A_ (st) \) на външните сили при преместване на заряда \ (q \) от отрицателния полюс на източника на ток към положителния към стойността на този заряд, се нарича източник на електродвижеща сила (EMF):

$$EMF=\varepsilon=\frac(A_(st))(q). $$

По този начин ЕМП се определя от работата, извършена от външни сили при преместване на единичен положителен заряд. Електродвижещата сила, подобно на потенциалната разлика, се измерва в Волтове (V).

Когато единичен положителен заряд се движи по затворена DC верига, работата на външните сили е равна на сумата от ЕМП, действаща в тази верига, а работата на електростатичното поле е нула.

DC веригата може да бъде разделена на отделни секции. Тези участъци, върху които не действат външни сили (т.е. участъци, които не съдържат източници на ток), се наричат хомогенна . Областите, които включват източници на ток, се наричат хетерогенен .

Когато единичен положителен заряд се движи по определен участък от веригата, действат както електростатичните (кулонови), така и външните сили. Работата на електростатичните сили е равна на потенциалната разлика \(\Delta \phi_(12) = \phi_(1) - \phi_(2)\) между началната (1) и крайната (2) точки на нехомогенното сечение . Работата на външните сили по дефиниция е електродвижещата сила \(\mathcal(E)\), действаща върху този участък. Така че общата работа е

$$U_(12) = \phi_(1) - \phi_(2) + \mathcal(E)$$

стойността У 12 се нарича напрежение на секцията на веригата 1-2. В случай на хомогенна секция напрежението е равно на потенциалната разлика:

$$U_(12) = \phi_(1) - \phi_(2)$$

Германският физик Г. Ом през 1826 г. експериментално установява, че силата на тока \ (I \), протичащ през хомогенен метален проводник (т.е. проводник, в който не действат външни сили), е пропорционална на напрежението \ (U \) при краищата на проводника:

$$I = \frac(1)(R)U; \: U = IR$$

където \(R\) = const.

стойността РНаречен електрическо съпротивление . Нарича се проводник с електрическо съпротивление резистор . Това съотношение изразява Законът на Ом за хомогенна секция на веригата: Токът в проводника е право пропорционален на приложеното напрежение и обратно пропорционален на съпротивлението на проводника.

В SI единицата за електрическо съпротивление на проводниците е ом (Ом). Съпротивление от 1 ома има участък от веригата, в който при напрежение 1 V възниква ток от 1 A.

Наричат ​​се проводници, които се подчиняват на закона на Ом линеен . Графична зависимост на силата на тока \ (I \) от напрежението \ (U \) (такива графики се наричат волт-амперни характеристики , съкратено VAC) е представена от права линия, минаваща през началото. Трябва да се отбележи, че има много материали и устройства, които не се подчиняват на закона на Ом, като например полупроводников диод или газоразрядна лампа. Дори за метални проводници при токове с достатъчно голяма сила се наблюдава отклонение от линейния закон на Ом, тъй като електрическото съпротивление на металните проводници се увеличава с повишаване на температурата.

За секция на веригата, съдържаща ЕМП, законът на Ом се записва в следната форма:

$$IR = U_(12) = \phi_(1) - \phi_(2) + \mathcal(E) = \Delta \phi_(12) + \mathcal(E)$$
$$\цвят(син)(I = \frac(U)(R))$$

Това съотношение се нарича обобщен закон на Омили Законът на Ом за нехомогенен участък на веригата.

На фиг. 1.8.2 показва затворена DC верига. Верижна секция ( cd) е хомогенна.

Законът на Ом

$$IR = \Delta\phi_(cd)$$

Сюжет ( аб) съдържа източник на ток с EMF равно на \(\mathcal(E)\).

Според закона на Ом за хетерогенна област,

$$Ir = \Delta \phi_(ab) + \mathcal(E)$$

Събирайки и двете равенства, получаваме:

$$I(R+r) = \Delta\phi_(cd) + \Delta \phi_(ab) + \mathcal(E)$$

Но \(\Delta\phi_(cd) = \Delta \phi_(ba) = -\Delta \phi_(ab)\).

$$\цвят(син)(I=\frac(\mathcal(E))(R + r))$$

Тази формула изразява Законът на Ом за пълна верига : силата на тока в пълна верига е равна на електродвижещата сила на източника, разделена на сумата от съпротивленията на хомогенните и нехомогенните участъци на веригата (вътрешно съпротивление на източника).

Съпротива rхетерогенна област на фиг. 1.8.2 може да се разглежда като вътрешно съпротивление на източника на ток . В този случай сюжетът ( аб) на фиг. 1.8.2 е вътрешната секция на източника. Ако точките аи бзатворете с проводник, чието съпротивление е малко в сравнение с вътрешното съпротивление на източника (\ (R\ \ll r\)), тогава веригата ще тече ток на късо съединение

$$I_(kz)=\frac(\mathcal(E))(r)$$

Токът на късо съединение е максималният ток, който може да се получи от даден източник с електродвижеща сила \(\mathcal(E)\) и вътрешно съпротивление \(r\). За източници с ниско вътрешно съпротивление, токът на късо съединение може да бъде много голям и да причини разрушаване на електрическата верига или източник. Например, оловно-киселинните батерии, използвани в автомобилите, могат да имат ток на късо съединение от няколкостотин ампера. Особено опасни са късите съединения в осветителните мрежи, захранвани от подстанции (хиляди ампера). За да се избегне разрушителният ефект от такива високи токове, в веригата са включени предпазители или специални прекъсвачи.

В някои случаи, за да се предотвратят опасни стойности на тока на късо съединение, известно външно съпротивление се свързва последователно към източника. След това съпротива rе равна на сумата от вътрешното съпротивление на източника и външното съпротивление и в случай на късо съединение силата на тока няма да бъде прекалено голяма.

Ако външната верига е отворена, тогава \(\Delta \phi_(ba) = -\Delta \phi_(ab) = \mathcal(E)\), т.е. потенциалната разлика в полюсите на отворена батерия е равна на неговата ЕМП.

Ако външното съпротивление на натоварването Ре включен и токът протича през батерията аз, потенциалната разлика на полюсите му става равна на

$$\Delta \phi_(ba) = \mathcal(E) - Ir$$

На фиг. 1.8.3 е схематично представяне на източник на постоянен ток с EMF равно на \(\mathcal(E)\) и вътрешно съпротивление rв три режима: "на празен ход", работа на натоварване и режим на късо съединение (късо съединение). Интензитетът \(\overrightarrow(E)\) на електрическото поле вътре в батерията и силите, действащи върху положителните заряди са посочени: \(\overrightarrow(F)_(e)\) - електрическа сила и \(\overrightarrow( F)_(st )\) е външна сила. В режим на късо съединение електрическото поле вътре в батерията изчезва.

За измерване на напрежения и токове в DC електрически вериги се използват специални устройства - волтметрии амперметри.

Волтметър проектиран да измерва потенциалната разлика, приложена към неговите изводи. Той се свързва успоредноучастък от веригата, на който се извършва измерването на потенциалната разлика. Всеки волтметър има някакво вътрешно съпротивление \(R_(V)\). За да може волтметърът да не въведе забележимо преразпределение на токове, когато е свързан към измерваната верига, вътрешното му съпротивление трябва да бъде голямо в сравнение със съпротивлението на участъка от веригата, към който е свързан. За веригата, показана на фиг. 1.8.4, това условие се записва като:

$$R_(B) \gg R_(1)$$

Това условие означава, че токът \(I_(V) = \Delta \phi_(cd) / R_(V)\), протичащ през волтметъра, е много по-малък от тока \(I = \Delta \phi_(cd) / R_ (1 )\), който протича през тествания участък от веригата.

Тъй като вътре във волтметъра не действат външни сили, потенциалната разлика в неговите изводи съвпада по дефиниция с напрежението. Следователно можем да кажем, че волтметърът измерва напрежението.

амперметър предназначени за измерване на тока във веригата. Амперметърът е свързан последователно към прекъсването на електрическата верига, така че целият измерен ток преминава през него. Амперметърът също има някакво вътрешно съпротивление \(R_(A)\). За разлика от волтметъра, вътрешното съпротивление на амперметъра трябва да бъде достатъчно малко в сравнение с общото съпротивление на цялата верига. За веригата на фиг. 1.8.4 съпротивлението на амперметъра трябва да отговаря на условието

$$R_(A) \ll (r + R_(1) + R(2))$$

така че когато амперметърът е включен, токът във веригата не се променя.

Измервателните инструменти - волтметри и амперметри - са два вида: стрелкови (аналогови) и цифрови. Цифровите електромери са сложни електронни устройства. Обикновено цифровите инструменти осигуряват по-висока точност на измерване.

Токът и напрежението са количествени параметри, използвани в електрическите вериги. Най-често тези стойности се променят с течение на времето, в противен случай няма да има смисъл от работата на електрическата верига.

Волтаж

Обикновено напрежението се обозначава с буквата У. Работата, извършена за преместване на единица заряд от точка с нисък потенциал до точка с висок потенциал, е напрежението между тези две точки. С други думи, това е енергията, освободена след преминаването на единица заряд от висок потенциал към малък.

Напрежението може да се нарече също потенциална разлика, както и електродвижещата сила. Този параметър се измерва във волта. За да преместите 1 кулон заряд между две точки, които имат напрежение 1 волт, трябва да извършите 1 джаул работа. Кулони измерват електрическите заряди. 1 висулка е равна на заряда на 6x10 18 електрона.

Напрежението е разделено на няколко вида, в зависимост от видовете ток.

• Постоянен натиск . Присъства в електростатични вериги и DC вериги.
• AC напрежение . Този тип напрежение се предлага във вериги със синусоидален и променлив ток. В случай на синусоидален ток, характеристики на напрежението като:
  амплитуда на колебания на напрежениетое максималното му отклонение от оста x;
  моментално напрежение, което се изразява в определен момент от време;
  работно напрежение, се определя от активната работа на 1-ви полупериод;
  средно изправено напрежение, определено от модула на изправеното напрежение за един хармоничен период.

При предаване на електричество през въздушни линии, разположението на опорите и техните размери зависят от величината на приложеното напрежение. Напрежението между фазите се нарича линейно напрежение , а напрежението между земята и всяка от фазите е фазово напрежение . Това правило важи за всички видове въздушни линии. В Русия, в домашните електрически мрежи, стандартът е трифазно напрежение с линейно напрежение 380 волта и стойност на фазовото напрежение 220 волта.

Електричество

Токът в електрическа верига е скоростта на електроните в определена точка, измерена в ампери и е обозначена на диаграмите с буквата " аз". Използват се и производни единици на ампер със съответните представки мили-, микро-, нано и т.н. Ток от 1 ампер се генерира чрез преместване на единица заряд от 1 кулон за 1 секунда.

Обикновено се счита, че токът протича в посока от положителния потенциал към отрицателния. От курса на физиката обаче е известно, че електронът се движи в обратна посока.

Трябва да знаете, че напрежението се измерва между 2 точки на веригата, а токът протича през една конкретна точка от веригата или през нейния елемент. Следователно, ако някой използва израза "напрежение в съпротивление", тогава това е неправилно и неграмотно. Но често говорим за напрежение в определена точка от веригата. Това се отнася до напрежението между земята и тази точка.

Напрежението се образува от въздействието върху електрическите заряди в генератори и други устройства. Токът се генерира чрез подаване на напрежение към две точки във верига.

За да разберете какво представляват ток и напрежение, би било по-правилно да се използва. На него можете да видите тока и напрежението, които променят стойностите си с течение на времето. На практика елементите на електрическата верига са свързани с проводници. В определени точки елементите на веригата имат собствена стойност на напрежението.

Токът и напрежението се подчиняват на правилата:

• Сумата от токовете, влизащи в точката, е равна на сумата от токовете, напускащи точката (правило за запазване на заряда). Такова правило е законът на Кирхоф за ток. Точката на влизане и излизане на ток в този случай се нарича възел. Следствие от този закон е следното твърдение: в последователна електрическа верига от група елементи токът за всички точки е еднакъв.
• В паралелна верига от елементи напрежението във всички елементи е еднакво. С други думи, сумата от спада на напрежението в затворена верига е нула. Този закон на Кирхоф се прилага за напреженията.
• Работата, извършена за единица време от веригата (мощност), се изразява по следния начин: P \u003d U * I. Мощността се измерва във ватове. 1 джаул работа, извършена за 1 секунда, е равна на 1 ват. Мощността се разпределя под формата на топлина, изразходва се за механична работа (в електрически двигатели), превръща се в радиация от различни видове и се натрупва в резервоари или батерии. При проектирането на сложни електрически системи едно от предизвикателствата е топлинното натоварване на системата.

Характеристика на електрическия ток

Предпоставка за съществуването на ток в електрическа верига е затворената верига. Ако веригата се счупи, токът спира.

Всичко в електротехниката работи на този принцип. Те прекъсват електрическата верига с движещи се механични контакти и това спира потока на тока, изключвайки устройството.

В енергийната индустрия електрическият ток възниква вътре в токови проводници, които са направени под формата на гуми и други части, които провеждат ток.

Има и други начини за създаване на вътрешен ток в:

• Течности и газове поради движението на заредени йони.
• Вакуум, газ и въздух с помощта на термоелектронна емисия.
• поради движението на носителите на заряд.

Условия за възникване на електрически ток

• Нагревателни проводници (не свръхпроводници).
• Приложение за зарядни носители на потенциална разлика.
• Химическа реакция с отделяне на нови вещества.
• Ефектът на магнитно поле върху проводник.

Текущи вълнови форми

• Права.
• Променлива хармонична синусоида.
• Меандър, който прилича на синусоида, но има остри ъгли (понякога ъглите могат да бъдат изгладени).
• Пулсираща форма с една посока, с амплитуда, която варира от нула до най-голямата стойност според определен закон.

Видове работа на електрически ток

• Светлина, излъчвана от осветителни устройства.
• Генериране на топлина с нагревателни елементи.
• Механична работа (въртене на електродвигатели, действие на други електрически устройства).
• Създаване на електромагнитно излъчване.

Отрицателни явления, причинени от електрически ток

• Прегряване на контакти и тоководещи части.
• Появата на вихрови токове в сърцевината на електрически устройства.
• Електромагнитно излъчване към външната среда.

Създателите на електрически устройства и различни схеми при проектирането трябва да вземат предвид горните свойства на електрическия ток в своите проекти. Например, вредното въздействие на вихровите токове в електрически двигатели, трансформатори и генератори се намалява чрез смесване на сърцевината, използвани за предаване на магнитни потоци. Смесването на ядрото е неговото производство не от едно парче метал, а от набор от отделни тънки пластини от специална електротехническа стомана.

Но, от друга страна, вихровите токове се използват за работа на микровълнови фурни, фурни, работещи на принципа на магнитната индукция. Следователно можем да кажем, че вихровите токове са не само вредни, но и полезни.

Променлив ток със сигнал под формата на синусоида може да варира по честота на трептене за единица време. В нашата страна честотата на индустриалния ток на електрическите устройства е стандартна и е равна на 50 херца. В някои страни текущата честота е 60 херца.

За различни цели в електротехниката и радиотехниката се използват други честотни стойности:

• Нискочестотни сигнали с по-ниска честота на тока.
• Високочестотни сигнали, които са много по-високи от текущата честота на промишлена употреба.

Смята се, че електрическият ток възниква, когато електроните се движат вътре в проводник, така че се нарича ток на проводимост. Но има и друг вид електрически ток, който се нарича конвекция. Това се случва, когато заредени макротела се движат, например дъждовни капки.

Електрически ток в металите

Движението на електроните под въздействието на постоянна сила върху тях се сравнява с парашутист, който се спуска на земята. В тези два случая се получава равномерно движение. Силата на гравитацията действа върху парашутиста, а силата на въздушното съпротивление й се противопоставя. Силата на електрическото поле действа върху движението на електроните и йоните на кристалните решетки се съпротивляват на това движение. Средната скорост на електроните достига постоянна стойност, както и скоростта на парашутиста.

В метален проводник скоростта на един електрон е 0,1 mm в секунда, а скоростта на електрически ток е около 300 000 km в секунда. Това е така, защото електрическият ток протича само там, където се прилага напрежение към заредените частици. Следователно се постига висок дебит на тока.

При движение на електрони в кристална решетка има следната закономерност. Електроните не се сблъскват с всички идващи йони, а само с всеки десети от тях. Това се обяснява със законите на квантовата механика, които могат да бъдат опростени по следния начин.

Движението на електроните се възпрепятства от големи йони, които се съпротивляват. Това е особено забележимо при нагряване на метали, когато тежките йони се "люлеят", увеличават размера си и намаляват електрическата проводимост на кристалните решетки на проводника. Следователно, когато металите се нагряват, тяхното съпротивление винаги се увеличава. С понижаване на температурата електрическата проводимост се увеличава. Чрез намаляване на температурата на метала до абсолютна нула може да се постигне ефектът на свръхпроводимост.

Това е подреденото движение на определени заредени частици. За да се използва компетентно пълния потенциал на електричеството, е необходимо ясно да се разберат всички принципи на устройството и работата на електрическия ток. И така, нека да разберем какво представляват работата и текущата мощност.

Откъде идва електрическият ток?

Въпреки очевидната простота на въпроса, малцина са в състояние да дадат разбираем отговор. Разбира се, в днешно време, когато технологиите се развиват с невероятна скорост, човек не мисли особено за такива елементарни неща като принципа на действие на електрическия ток. Откъде идва електричеството? Със сигурност мнозина ще отговорят "Е, от контакта, разбира се" или просто ще вдигнат рамене. Междувременно е много важно да се разбере как работи токът. Това трябва да се знае не само на учените, но и на хората, които по никакъв начин не са свързани със света на науките, заради общото им многостранно развитие. Но за да можете правилно да използвате принципа на текущата работа не е за всеки.

Така че, за начало, трябва да разберете, че електричеството не възниква от нищото: то се произвежда от специални генератори, които се намират в различни електроцентрали. Благодарение на работата по въртене на лопатките на турбините, парата, получена в резултат на нагряване на вода с въглища или масло, генерира енергия, която впоследствие се превръща в електричество с помощта на генератор. Генераторът е много прост: в центъра на устройството е огромен и много силен магнит, който кара електрическите заряди да се движат по медни проводници.

Как електричеството достига до домовете ни?

След като се получи определено количество електрически ток с помощта на енергия (топлинна или ядрена), той може да се доставя на хората. Такова снабдяване с електричество работи по следния начин: за да може електричеството да достигне успешно до всички апартаменти и предприятия, то трябва да бъде „бутнато“. И за това трябва да увеличите силата, която ще го направи. Нарича се напрежение на електрическия ток. Принципът на действие е следният: токът преминава през трансформатора, което увеличава напрежението му. Освен това електрическият ток протича през кабели, инсталирани дълбоко под земята или на височина (защото напрежението понякога достига 10 000 волта, което е смъртоносно за хората). Когато токът достигне местоназначението си, той трябва отново да премине през трансформатора, който сега ще намали напрежението му. След това преминава през проводници към монтирани щитове в жилищни сгради или други сгради.

Електричеството, пренасяно по проводниците, може да се използва благодарение на системата от контакти, свързващи към тях домакински уреди. В стените са прекарани допълнителни проводници, през които протича електрически ток и благодарение на него работят осветлението и всички уреди в къщата.

Какво представлява текущата работа?

Енергията, която електрическият ток носи в себе си, с течение на времето се превръща в светлина или топлина. Например, когато включим лампа, електрическата форма на енергия се превръща в светлина.

Говорейки на достъпен език, работата на тока е действието, което произведе самото електричество. Освен това може много лесно да се изчисли по формулата. Въз основа на закона за запазване на енергията можем да заключим, че електрическата енергия не е изчезнала, тя се е променила напълно или частично в друга форма, като същевременно отделя определено количество топлина. Тази топлина е работата на тока, когато преминава през проводника и го нагрява (възниква топлообмен). Ето как изглежда формулата на Джоул-Ленц: A \u003d Q \u003d U * I * t (работата е равна на количеството топлина или произведението на текущата мощност и времето, през което е протекла през проводника).

Какво означава постоянен ток?

Електрическият ток е от два вида: променлив и постоянен. Те се различават по това, че последният не променя посоката си, има две скоби (положителен "+" и отрицателен "-") и винаги започва движението си от "+". А променливият ток има два извода - фаза и нула. Именно поради наличието на една фаза в края на проводника, той се нарича още еднофазен.

Принципите на устройството на еднофазен променлив и постоянен електрически ток са напълно различни: за разлика от постоянния, променливият ток променя както посоката си (образувайки поток както от фазата към нула, така и от нула към фазата), и своята величина . Така, например, променливият ток периодично променя стойността на своя заряд. Оказва се, че при честота от 50 Hz (50 трептения в секунда) електроните променят посоката на движението си точно 100 пъти.

Къде се използва постоянен ток?

Постоянният електрически ток има някои характеристики. Поради факта, че тече строго в една посока, е по-трудно да се трансформира. Следните елементи могат да се считат за източници на постоянен ток:

• батерии (както алкални, така и киселинни);
• конвенционални батерии, използвани в малки уреди;
• както и различни устройства като преобразуватели.

DC работа

Какви са основните му характеристики? Това са работа и текуща сила и двете понятия са много тясно свързани едно с друго. Мощност означава скоростта на работа за единица време (за 1 s). Съгласно закона на Джоул-Ленц получаваме, че работата на постоянен електрически ток е равна на произведението от силата на самия ток, напрежението и времето, през което работата на електрическото поле е завършена за пренасяне на заряди по диригентът.

Ето как изглежда формулата за намиране на работата на тока, като се вземе предвид закона за съпротивлението на Ом в проводниците: A \u003d I 2 * R * t (работата е равна на квадрата на силата на тока, умножен по стойността на съпротивлението на проводника и още веднъж умножено по стойността на времето, за което е извършена работата).

Електрически ток сега се използва във всяка сграда, знаейки текущи характеристикив електрическата мрежа у дома, винаги трябва да помните, че това е животозастрашаващо.

Електрическият ток е ефектът от насоченото движение на електрически заряди (в газове - йони и електрони, в метали - електрони), под въздействието на електрическо поле.

Движението на положителните заряди по полето е еквивалентно на движението на отрицателните заряди срещу полето.

Обикновено посоката на електрическия заряд се приема като посока на положителния заряд.

• текуща мощност;
• волтаж;
• сила на тока;
• токово съпротивление.

Текуща мощност.

Мощност на електрически токе съотношението на извършената работа от тока към времето, през което е извършена тази работа.

Мощността, която електрически ток развива в участък от веригата, е право пропорционална на величината на тока и напрежението в този участък. Мощност (електрическо-три-че-небе и ме-ха-но-че-небе) от-me-rya-et-xia във ватове (W).

Текуща мощностне зависи от времето на pro-the-ka-niya на електрическия-tri-che-th ток във веригата, но дефинира-de-la-is-sya като pro-of-ve-de-ne напрежение към сила на тока.

волтаж.

Електрическо напрежениее стойност, която показва колко работа е извършило електрическо поле при преместване на заряд от една точка в друга. В този случай напрежението в различните части на веригата ще бъде различно.

Например: напрежението в участъка на празния проводник ще бъде много малко, а напрежението в секцията с всеки товар ще бъде много по-голямо, а големината на напрежението ще зависи от количеството работа, извършена от тока. Измерете напрежението във волтове (1 V). За да се определи напрежението, има формула: U \u003d A / q, където

• U - напрежение,
• A е работата, извършена от тока за преместване на заряда q до определен участък от веригата.

Сила на тока.

сила на токанарича се броят на заредените частици, които преминават през напречното сечение на проводника.

По дефиниция сила на токаправо пропорционално на напрежението и обратно пропорционално на съпротивлението.

Силата на електрическия токизмерва се с уред, наречен амперметър. Количеството електрически ток (количеството на пренесения заряд) се измерва в ампери. За да се увеличи обхватът на обозначенията на единицата за промяна, има префикси за множественост като микро-микроампер (μA), мили - милиампер (mA). Други представки не се използват в ежедневието. Например: казват и пишат "десет хиляди ампера", но никога не казват или пишат 10 килоампера. Такива стойности не се използват в ежедневието. Същото може да се каже и за наноамперите. Обикновено казват и пишат 1 × 10-9 ампера.

токово съпротивление.

електрическо съпротивлениенарича се физическа величина, която характеризира свойствата на проводника, които предотвратяват преминаването на електрически ток и е равна на съотношението на напрежението в краищата на проводника към силата на тока, протичащ през него.

Съпротивлението за вериги за променлив ток и за променливи електромагнитни полета се описва като импеданс и съпротивление на вълната. токово съпротивление(често се обозначава с буквата R или r) се счита за съпротивлението на тока, в определени граници, за постоянна стойност за даден проводник. Под електрическо съпротивлениеразбират съотношението на напрежението в краищата на проводника към силата на тока, протичащ през проводника.

Условия за възникване на електрически ток в проводяща среда:

1) наличието на свободни заредени частици;

2) ако има електрическо поле (има потенциална разлика между две точки на проводника).

Видове влияние на електрическия ток върху проводящ материал.

1) химичен - промяна в химичния състав на проводниците (възниква главно в електролити);

2) термичен - материалът се нагрява, през който протича токът (този ефект липсва в свръхпроводниците);

3) магнитен - появата на магнитно поле (възниква във всички проводници).

Основните характеристики на тока.

1. Силата на тока се обозначава с буквата I - тя е равна на количеството електричество Q, преминаващо през проводника за време t.

I=Q/t

Силата на тока се определя от амперметър.

Напрежението се определя с волтметър.

3. Съпротивление R на проводящия материал.

Съпротивлението зависи от:

а) на напречното сечение на проводника S, на неговата дължина l и материала (означава се със специфичното съпротивление на проводника ρ);

R=pl/S

б) при температура t°С (или Т): R = R0 (1 + αt),

• където R0 е съпротивлението на проводника при 0°С,
• α - температурен коефициент на съпротивление;

в) за получаване на различни ефекти проводниците могат да бъдат свързани както паралелно, така и последователно.

Таблица с текущите характеристики.