Prin ce trece curentul. Electricitate

Ce știm cu adevărat despre electricitate astăzi? Potrivit opiniilor moderne, multe, dar dacă ne aprofundăm în esența acestei probleme mai detaliat, se dovedește că omenirea folosește pe scară largă electricitatea fără a înțelege adevărata natură a acestui important fenomen fizic.

Scopul acestui articol nu este de a infirma rezultatele cercetării aplicate științifice și tehnice obținute în domeniul fenomenelor electrice, care sunt utilizate pe scară largă în viața de zi cu zi și în industria societății moderne. Dar omenirea se confruntă în mod constant cu o serie de fenomene și paradoxuri care nu se încadrează în cadrul ideilor teoretice moderne privind fenomenele electrice - aceasta indică o lipsă a unei înțelegeri complete a fizicii acestui fenomen.

De asemenea, astăzi știința cunoaște faptele când, s-ar părea, substanțele și materialele studiate prezintă proprietăți de conductivitate anormale ( ) .

Un astfel de fenomen precum supraconductivitatea materialelor nu are în prezent o teorie complet satisfăcătoare. Există doar o presupunere că supraconductivitatea este fenomen cuantic , care este studiat de mecanica cuantică. Un studiu atent al ecuațiilor de bază ale mecanicii cuantice: ecuația Schrödinger, ecuația von Neumann, ecuația Lindblad, ecuația Heisenberg și ecuația Pauli, atunci eșecul lor va deveni evident. Cert este că ecuația Schrödinger nu este derivată, ci postulată prin analogie cu optica clasică, bazată pe generalizarea datelor experimentale. Ecuația Pauli descrie mișcarea unei particule încărcate cu spin 1/2 (de exemplu, un electron) într-un câmp electromagnetic extern, dar conceptul de spin nu este legat de rotația reală a unei particule elementare și este, de asemenea, postulat. raportat la spin că există un spațiu de stări care nu este în niciun fel legat de mișcarea particulelor elementare în spațiul obișnuit.

În cartea lui Anastasia Novykh „Ezoosmos” există o referire la eșecul teoriei cuantice: „Dar teoria mecanică cuantică a structurii atomului, care consideră atomul ca un sistem de microparticule care nu respectă legile clasice. mecanici, absolut irelevant . La prima vedere, argumentele fizicianului german Heisenberg și ale fizicianului austriac Schrödinger par convingătoare oamenilor, dar dacă toate acestea sunt considerate dintr-un punct de vedere diferit, atunci concluziile lor sunt doar parțial corecte și, în general, ambele sunt complet greșite. . Faptul este că primul a descris electronul ca o particulă, iar celălalt ca o undă. Apropo, principiul dualității undă-particulă este, de asemenea, irelevant, deoarece nu dezvăluie tranziția unei particule într-o undă și invers. Adică se obține un fel de rar de la domnii învățați. De fapt, totul este foarte simplu. În general, vreau să spun că fizica viitorului este foarte simplă și de înțeles. Principalul lucru este să trăiești până în acest viitor. În ceea ce privește electronul, acesta devine o undă doar în două cazuri. Primul este atunci când sarcina externă se pierde, adică atunci când electronul nu interacționează cu alte obiecte materiale, să zicem cu același atom. Al doilea este în stare pre-osmică, adică atunci când potențialul său intern scade.

Aceleași impulsuri electrice generate de neuronii sistemului nervos uman susțin funcționarea complexă activă și diversă a organismului. Este interesant de observat că potențialul de acțiune al unei celule (un val de excitație care se deplasează de-a lungul membranei unei celule vii sub forma unei modificări pe termen scurt a potențialului de membrană într-o zonă mică a celulei excitabile) este într-un anumit interval (fig. 1).

Limita inferioară a potențialului de acțiune al unui neuron este la -75 mV, ceea ce este foarte aproape de valoarea potențialului redox al sângelui uman. Dacă analizăm valoarea maximă și minimă a potențialului de acțiune relativ la zero, atunci este foarte aproape de procentul rotunjit sens ratia de aur , adică împărțirea intervalului în raport cu 62% și 38%:

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

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

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

Toate substanțele și materialele cunoscute de știința modernă conduc electricitatea într-un grad sau altul, deoarece conțin electroni constând din 13 particule de Po fantomă, care, la rândul lor, sunt aglomerări de septoni („PRIMARY ALLATRA PHYSICS”, p. 61) . Întrebarea este doar în tensiunea curentului electric, care este necesară pentru a depăși rezistența electrică.

Deoarece fenomenele electrice sunt strâns legate de electron, raportul „PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS” oferă următoarele informații cu privire la această importantă particulă elementară: „Electronul este parte integrantă a atomului, unul dintre principalele elemente structurale ale materiei. Electronii formează învelișurile de electroni ale atomilor tuturor elementelor chimice cunoscute în prezent. Ei sunt implicați în aproape toate fenomenele electrice de care oamenii de știință sunt acum conștienți. Dar ce este cu adevărat electricitatea, știința oficială încă nu poate explica, limitându-se la fraze generale, că este, de exemplu, „un set de fenomene datorate existenței, mișcării și interacțiunii corpurilor încărcate sau a particulelor de purtători de sarcină electrică”. Se știe că electricitatea nu este un flux continuu, ci este transferată în porții – discret».

Conform ideilor moderne: electricitate - acesta este un ansamblu de fenomene datorate existenței, interacțiunii și mișcării sarcinilor electrice. Dar ce este sarcina electrică?

Incarcare electrica (cantitatea de electricitate) este o mărime scalară fizică (o mărime, fiecare valoare poate fi exprimată printr-un număr real), care determină capacitatea corpurilor de a fi o sursă de câmpuri electromagnetice și de a participa la interacțiunea electromagnetică. Sarcinile electrice sunt împărțite în pozitive și negative (această alegere este considerată pur condiționată în știință și fiecăreia dintre sarcini este atribuit un semn bine definit). Corpurile încărcate cu o sarcină de același semn se resping, iar corpurile încărcate opus se atrag. Când corpurile încărcate se mișcă (atât corpuri macroscopice, cât și particule microscopice încărcate care transportă curent electric în conductori), apare un câmp magnetic și au loc fenomene care fac posibilă stabilirea relației dintre electricitate și magnetism (electromagnetism).

Electrodinamică studiază câmpul electromagnetic în cazul cel mai general (adică se consideră câmpuri variabile dependente de timp) și interacțiunea acestuia cu corpurile care au sarcină electrică. Electrodinamica clasică ia în considerare doar proprietățile continue ale câmpului electromagnetic.

electrodinamică cuantică studiază câmpurile electromagnetice care au proprietăți discontinue (discrete), ai căror purtători sunt cuante de câmp - fotoni. Interacțiunea radiației electromagnetice cu particulele încărcate este considerată în electrodinamica cuantică ca fiind absorbția și emisia de fotoni de către particule.

Merită să ne gândim de ce apare un câmp magnetic în jurul unui conductor cu curent, sau în jurul unui atom, pe ale cărui orbite se mișcă electronii? Adevărul este că " ceea ce astăzi se numește electricitate este de fapt o stare specială a câmpului septon , la procesele la care electronul participă în majoritatea cazurilor în mod egal cu celelalte „componente” suplimentare ale sale ” („FIZICA PRIMARĂ ALLATRA”, p. 90) .

Iar forma toroidală a câmpului magnetic se datorează naturii originii sale. După cum spune articolul: „Având în vedere tiparele fractale din Univers, precum și faptul că câmpul septon din lumea materială în 6 dimensiuni este câmpul fundamental, unificat pe care se bazează toate interacțiunile cunoscute științei moderne, se poate susține că toate, de asemenea, au forma Tora. Și această afirmație poate prezenta un interes științific deosebit pentru cercetătorii moderni.. Prin urmare, câmpul electromagnetic va lua întotdeauna forma unui tor, ca un tor septon.

Luați în considerare o spirală prin care curge un curent electric și cum exact se formează câmpul său electromagnetic ( https://www.youtube.com/watch?v=0BgV-ST478M).

Orez. 2. Liniile de câmp ale unui magnet dreptunghiular

Orez. 3. Liniile de câmp ale unei spirale cu curent

Orez. 4. Liniile de forță ale secțiunilor individuale ale spiralei

Orez. 5. Analogie între liniile de forță ale unei spirale și atomii cu electroni orbitali

Orez. 6. Un fragment separat dintr-o spirală și un atom cu linii de forță

CONCLUZIE: omenirea nu a învățat încă secretele misteriosului fenomen al electricității.

Petr Totov

Cuvinte cheie: FIZICA ALLATRA PRIMORDIALĂ, curent electric, electricitate, natura electricității, sarcină electrică, câmp electromagnetic, mecanică cuantică, electron.

Literatură:

Nou. A., Ezoosmos, K.: LOTOS, 2013. - 312 p. http://schambala.com.ua/book/ezoosmos

Raport „PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS” al grupului internațional de oameni de știință al Mișcării Publice Internaționale ALLATRA, ed. Anastasia Novykh, 2015;

Dacă un conductor izolat este plasat într-un câmp electric \(\overrightarrow(E)\), atunci forța \(\overrightarrow(F) = q\overrightarrow(E)\) va acționa asupra sarcinilor libere \(q\) în conductor.Ca urmare, conductor, are loc o mișcare pe termen scurt a sarcinilor gratuite. Acest proces se va încheia atunci când câmpul electric propriu al sarcinilor care au apărut pe suprafața conductorului compensează complet câmpul extern. Câmpul electrostatic rezultat în interiorul conductorului va fi zero.

Totuși, în conductoare, în anumite condiții, poate apărea o mișcare ordonată continuă a purtătorilor liberi de sarcină electrică.

Mișcarea direcționată a particulelor încărcate se numește curent electric.

Direcția de mișcare a sarcinilor libere pozitive este luată ca direcție a curentului electric. Pentru existența unui curent electric într-un conductor, este necesar să se creeze un câmp electric în acesta.

Măsura cantitativă a curentului electric este puterea curentului\(I\) este o mărime fizică scalară egală cu raportul sarcinii \(\Delta q\) transferată prin secțiunea transversală a conductorului (Fig. 1.8.1) pe intervalul de timp \(\Delta t\) , la acest interval de timp:

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

Dacă puterea curentului și direcția acestuia nu se schimbă în timp, atunci se numește un astfel de curent permanent .

În Sistemul Internațional de Unități SI, curentul este măsurat în Amperi (A). Unitatea de curent 1 A este stabilită prin interacțiunea magnetică a doi conductori paraleli cu curentul.

Un curent electric constant poate fi generat doar în circuit inchis , în care purtătorii de taxe gratuite circulă pe căi închise. Câmpul electric în diferite puncte ale unui astfel de circuit este constant în timp. În consecință, câmpul electric din circuitul de curent continuu are caracterul unui câmp electrostatic înghețat. Dar când se deplasează o sarcină electrică într-un câmp electrostatic de-a lungul unei căi închise, munca forțelor electrice este zero. Prin urmare, pentru existența curentului continuu, este necesar să existe în circuitul electric un dispozitiv care să poată crea și menține diferențe de potențial în secțiuni ale circuitului datorită muncii forțelor. origine neelectrostatică. Se numesc astfel de dispozitive surse de curent continuu . Sunt numite forțe de origine neelectrostatică care acționează asupra purtătorilor de sarcină liberi din surse de curent forțe exterioare .

Natura forțelor exterioare poate fi diferită. În celulele galvanice sau baterii, acestea apar ca urmare a proceselor electrochimice, în generatoarele de curent continuu, forțele externe apar atunci când conductorii se mișcă într-un câmp magnetic. Sursa de curent din circuitul electric joacă același rol ca și pompa, care este necesară pentru pomparea fluidului într-un sistem hidraulic închis. Sub influența forțelor externe, sarcinile electrice se deplasează în interiorul sursei de curent împotriva forțele unui câmp electrostatic, datorită cărora un curent electric constant poate fi menținut într-un circuit închis.

Când sarcinile electrice se deplasează de-a lungul unui circuit de curent continuu, forțele externe care acționează în interiorul surselor de curent funcționează.

Mărimea fizică egală cu raportul lucrării \ (A_ (st) \) a forțelor externe atunci când sarcina \ (q \) se deplasează de la polul negativ al sursei de curent la cel pozitiv la valoarea acestei sarcini se numește sursă forță electromotoare (EMF):

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

Astfel, EMF este determinată de munca efectuată de forțele externe atunci când se deplasează o singură sarcină pozitivă. Forța electromotoare, ca și diferența de potențial, se măsoară în Volți (V).

Când o singură sarcină pozitivă se deplasează de-a lungul unui circuit de curent continuu închis, munca forțelor externe este egală cu suma EMF care acționează în acest circuit, iar munca câmpului electrostatic este zero.

Circuitul DC poate fi împărțit în secțiuni separate. Acele secțiuni asupra cărora forțele externe nu acționează (adică, secțiunile care nu conțin surse de curent) sunt numite omogen . Zonele care includ surse curente sunt numite eterogen .

Când o sarcină pozitivă unitară se mișcă de-a lungul unei anumite secțiuni a circuitului, atât forțele electrostatice (Coulomb) cât și cele externe funcționează. Lucrarea forțelor electrostatice este egală cu diferența de potențial \(\Delta \phi_(12) = \phi_(1) - \phi_(2)\) dintre punctele inițiale (1) și finale (2) ale secțiunii neomogene. . Lucrul forțelor externe este, prin definiție, forța electromotoare \(\mathcal(E)\) care acționează asupra acestei secțiuni. Deci munca totală este

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

valoarea U 12 este numit Voltaj pe secțiunea de lanț 1-2. În cazul unei secțiuni omogene, tensiunea este egală cu diferența de potențial:

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

Fizicianul german G. Ohm în 1826 a stabilit experimental că puterea curentului \ (I \) care curge printr-un conductor metalic omogen (adică un conductor în care nu acționează forțe externe) este proporțională cu tensiunea \ (U \) la capetele conductorului:

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

unde \(R\) = const.

valoarea R numit rezistență electrică . Un conductor cu rezistență electrică se numește rezistor . Acest raport exprimă legea lui Ohm pentru secțiune omogenă a lanțului: Curentul dintr-un conductor este direct proporțional cu tensiunea aplicată și invers proporțional cu rezistența conductorului.

În SI, unitatea de măsură a rezistenței electrice a conductorilor este Ohm (Ohm). O rezistență de 1 ohm are o secțiune a circuitului în care, la o tensiune de 1 V, apare un curent de 1 A.

Conductorii care respectă legea lui Ohm se numesc liniar . Dependența grafică a intensității curentului \ (I \) de tensiunea \ (U \) (astfel de grafice se numesc caracteristici volt-amper , prescurtat VAC) este reprezentat de o linie dreaptă care trece prin origine. Trebuie remarcat faptul că există multe materiale și dispozitive care nu respectă legea lui Ohm, cum ar fi o diodă semiconductoare sau o lampă cu descărcare în gaz. Chiar și pentru conductorii metalici la curenți de rezistență suficient de mare, se observă o abatere de la legea liniară a lui Ohm, deoarece rezistența electrică a conductorilor metalici crește odată cu creșterea temperaturii.

Pentru o secțiune de circuit care conține EMF, legea lui Ohm este scrisă în următoarea formă:

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

Acest raport se numește legea lui Ohm generalizată sau Legea lui Ohm pentru o secțiune de lanț neomogenă.

Pe fig. 1.8.2 prezintă un circuit DC închis. Secțiune de lanț ( CD) este omogen.

Legea lui Ohm

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

Complot ( ab) conține o sursă de curent cu EMF egal cu \(\mathcal(E)\).

Conform legii lui Ohm pentru o zonă eterogenă,

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

Adăugând ambele egalități, obținem:

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

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

$$\culoare(albastru)(I=\frac(\mathcal(E))(R + r))$$

Această formulă exprimă Legea lui Ohm pentru un circuit complet : puterea curentului într-un circuit complet este egală cu forța electromotoare a sursei, împărțită la suma rezistențelor secțiunilor omogene și neomogene ale circuitului (rezistența internă a sursei).

Rezistenţă r zonă eterogenă din fig. 1.8.2 poate fi văzut ca rezistența internă a sursei de curent . În acest caz, complotul ( ab) în fig. 1.8.2 este secțiunea internă a sursei. Dacă punctele Ași bînchideți cu un conductor a cărui rezistență este mică în comparație cu rezistența internă a sursei (\ (R\ \ll r\)), atunci circuitul va curge scurt circuit

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

Curentul de scurtcircuit este curentul maxim care poate fi obținut de la o sursă dată cu forță electromotoare \(\mathcal(E)\) și rezistență internă \(r\). Pentru sursele cu rezistență internă scăzută, curentul de scurtcircuit poate fi foarte mare și poate provoca distrugerea circuitului sau sursei electrice. De exemplu, bateriile plumb-acid utilizate în automobile pot avea un curent de scurtcircuit de câteva sute de amperi. Deosebit de periculoase sunt scurtcircuitele din rețelele de iluminat alimentate de substații (mii de amperi). Pentru a evita efectul distructiv al unor astfel de curenți mari, în circuit sunt incluse siguranțe sau întrerupătoare speciale.

În unele cazuri, pentru a preveni valorile periculoase ale curentului de scurtcircuit, o anumită rezistență externă este conectată în serie la sursă. Apoi rezistență r este egală cu suma rezistenței interne a sursei și a rezistenței externe, iar în cazul unui scurtcircuit, puterea curentului nu va fi excesiv de mare.

Dacă circuitul extern este deschis, atunci \(\Delta \phi_(ba) = -\Delta \phi_(ab) = \mathcal(E)\), adică diferența de potențial la polii unei baterii deschise este egală cu EMF-ul său.

Dacă rezistența la sarcină externă R pornit și curentul trece prin baterie eu, diferența de potențial la polii săi devine egală cu

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

Pe fig. 1.8.3 este o reprezentare schematică a unei surse de curent continuu cu EMF egală cu \(\mathcal(E)\) și rezistență internă rîn trei moduri: „inactiv”, lucru la sarcină și modul de scurtcircuit (scurtcircuit). Intensitatea \(\overrightarrow(E)\) a câmpului electric din interiorul bateriei și forțele care acționează asupra sarcinilor pozitive sunt indicate: \(\overrightarrow(F)_(e)\) - forța electrică și \(\overrightarrow( F)_(st )\) este o forță externă. În modul de scurtcircuit, câmpul electric din interiorul bateriei dispare.

Pentru a măsura tensiunile și curenții în circuitele electrice de curent continuu, se folosesc dispozitive speciale - voltmetreși ampermetre.

Voltmetru conceput pentru a măsura diferența de potențial aplicată la bornele sale. El se conectează paralel secţiunea circuitului pe care se face măsurarea diferenţei de potenţial. Orice voltmetru are o rezistență internă \(R_(V)\). Pentru ca voltmetrul să nu introducă o redistribuire vizibilă a curenților atunci când este conectat la circuitul măsurat, rezistența sa internă trebuie să fie mare în comparație cu rezistența secțiunii circuitului la care este conectat. Pentru circuitul prezentat în fig. 1.8.4, această condiție este scrisă astfel:

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

Această condiție înseamnă că curentul \(I_(V) = \Delta \phi_(cd) / R_(V)\) care curge prin voltmetru este mult mai mic decât curentul \(I = \Delta \phi_(cd) / R_ (1 )\), care curge prin secțiunea testată a circuitului.

Deoarece nu există forțe exterioare care acționează în interiorul voltmetrului, diferența de potențial la bornele acestuia coincide, prin definiție, cu tensiunea. Prin urmare, putem spune că voltmetrul măsoară tensiunea.

Ampermetru concepute pentru a măsura curentul din circuit. Ampermetrul este conectat în serie la întreruperea circuitului electric astfel încât întregul curent măsurat să treacă prin el. Ampermetrul are și o anumită rezistență internă \(R_(A)\). Spre deosebire de voltmetru, rezistența internă a unui ampermetru trebuie să fie suficient de mică în comparație cu rezistența totală a întregului circuit. Pentru circuitul din fig. 1.8.4 rezistența ampermetrului trebuie să satisfacă condiția

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

astfel încât atunci când ampermetrul este pornit, curentul din circuit să nu se schimbe.

Instrumentele de măsurare - voltmetre și ampermetre - sunt de două tipuri: pointer (analogice) și digitale. Contoarele electrice digitale sunt dispozitive electronice complexe. De obicei, instrumentele digitale oferă o precizie mai mare de măsurare.

Curentul și tensiunea sunt parametri cantitativi utilizați în circuitele electrice. Cel mai adesea, aceste valori se schimbă în timp, altfel nu ar avea niciun rost în funcționarea circuitului electric.

Voltaj

În mod convențional, tensiunea este indicată prin literă U. Munca efectuată pentru a muta o unitate de sarcină dintr-un punct cu potențial scăzut într-un punct cu potențial ridicat este tensiunea dintre aceste două puncte. Cu alte cuvinte, aceasta este energia eliberată după trecerea unei unități de sarcină de la un potențial ridicat la unul mic.

Tensiunea poate fi numită și diferența de potențial, precum și forța electromotoare. Acest parametru este măsurat în volți. Pentru a muta 1 coulomb de sarcină între două puncte care au o tensiune de 1 volt, trebuie să faci 1 joule de lucru. Coulombii măsoară sarcinile electrice. 1 pandantiv este egal cu sarcina a 6x10 18 electroni.

Tensiunea este împărțită în mai multe tipuri, în funcție de tipurile de curent.

• Presiune constantă . Este prezent în circuitele electrostatice și circuitele DC.
• Tensiune AC . Acest tip de tensiune este disponibil în circuite cu curent sinusoidal și alternativ. În cazul unui curent sinusoidal, caracteristici de tensiune cum ar fi:
  amplitudinea fluctuației tensiunii este abaterea sa maximă de la axa x;
  tensiune instantanee, care se exprimă la un anumit moment în timp;
  tensiune de operare, este determinată de munca activă a primului semiciclu;
  tensiune medie redresată, determinat de modulul tensiunii redresate pentru o perioadă armonică.

La transmiterea energiei electrice prin linii aeriene, dispunerea suporturilor și dimensiunile acestora depind de mărimea tensiunii aplicate. Tensiunea dintre faze se numește tensiunea de linie , iar tensiunea dintre masă și fiecare dintre faze este tensiunea de fază . Această regulă se aplică tuturor tipurilor de linii aeriene. În Rusia, în rețelele electrice de uz casnic, standardul este o tensiune trifazată cu o tensiune liniară de 380 de volți și o valoare a tensiunii de fază de 220 de volți.

Electricitate

Curentul dintr-un circuit electric este viteza electronilor într-un anumit punct, măsurată în amperi și este indicată pe diagrame prin litera " eu". Unitățile derivate ale amperului sunt, de asemenea, folosite cu prefixele corespunzătoare milli-, micro-, nano etc. Un curent de 1 amper este generat prin mișcarea unei unități de sarcină de 1 coulomb într-o secundă.

În mod convențional, se consideră că curentul curge în direcția de la potențialul pozitiv la cel negativ. Cu toate acestea, din cursul fizicii se știe că electronul se mișcă în direcția opusă.

Trebuie să știți că tensiunea se măsoară între 2 puncte de pe circuit, iar curentul trece printr-un punct specific al circuitului sau prin elementul său. Prin urmare, dacă cineva folosește expresia „tensiune în rezistență”, atunci aceasta este incorectă și analfabetă. Dar de multe ori vorbim despre tensiune la un anumit punct al circuitului. Aceasta se referă la tensiunea dintre masă și acest punct.

Tensiunea se formează din impactul asupra sarcinilor electrice din generatoare și alte dispozitive. Curentul este generat prin aplicarea tensiunii în două puncte dintr-un circuit.

Pentru a înțelege ce sunt curentul și tensiunea, ar fi mai corect de utilizat. Pe el puteți vedea curentul și tensiunea, care își schimbă valorile în timp. În practică, elementele unui circuit electric sunt conectate prin conductori. În anumite puncte, elementele circuitului au propria lor valoare de tensiune.

Curentul și tensiunea respectă regulile:

• Suma curenților care intră în punct este egală cu suma curenților care ies din punct (regula de conservare a sarcinii). O astfel de regulă este legea lui Kirchhoff pentru curent. Punctul de intrare și ieșire a curentului în acest caz se numește nod. O consecință a acestei legi este următoarea afirmație: într-un circuit electric în serie al unui grup de elemente, curentul pentru toate punctele este același.
• Într-un circuit paralel de elemente, tensiunea la toate elementele este aceeași. Cu alte cuvinte, suma căderilor de tensiune dintr-un circuit închis este zero. Această lege a lui Kirchhoff se aplică tensiunilor.
• Munca efectuată pe unitatea de timp de către circuit (putere) se exprimă după cum urmează: P \u003d U * I. Puterea se măsoară în wați. 1 joule de lucru efectuat într-o secundă este egal cu 1 watt. Puterea este distribuită sub formă de căldură, este cheltuită pentru lucrări mecanice (în motoarele electrice), este transformată în radiații de diferite tipuri și se acumulează în rezervoare sau baterii. La proiectarea sistemelor electrice complexe, una dintre provocări este sarcina termică a sistemului.

Caracteristica curentului electric

O condiție prealabilă pentru existența curentului într-un circuit electric este un circuit închis. Dacă circuitul se întrerupe, atunci curentul se oprește.

Totul în inginerie electrică funcționează pe acest principiu. Ele întrerup circuitul electric cu contacte mecanice în mișcare, iar acest lucru oprește fluxul de curent, oprind dispozitivul.

În industria energetică, curentul electric are loc în interiorul conductorilor de curent, care sunt fabricați sub formă de anvelope și alte părți care conduc curentul.

Există și alte moduri de a crea un curent intern în:

• Lichide și gaze datorate mișcării ionilor încărcați.
• Vacuum, gaz și aer folosind emisie termoionică.
• datorită mișcării purtătorilor de sarcină.

Condiții de apariție a curentului electric

• Conductori de încălzire (nu supraconductori).
• Aplicație pentru încărcarea purtătorilor de diferență de potențial.
• Reacție chimică cu eliberarea de noi substanțe.
• Efectul unui câmp magnetic asupra unui conductor.

Forme de undă curente

• Linie dreapta.
• Undă sinusoidală armonică variabilă.
• Un meadru care arată ca o undă sinusoidală, dar are colțuri ascuțite (uneori colțurile pot fi netezite).
• O formă pulsantă de o direcție, cu o amplitudine care fluctuează de la zero la cea mai mare valoare conform unei anumite legi.

Tipuri de lucru ale curentului electric

• Lumina emisă de dispozitivele de iluminat.
• Generarea de căldură cu elemente de încălzire.
• Lucrări mecanice (rotirea motoarelor electrice, acțiunea altor dispozitive electrice).
• Crearea radiației electromagnetice.

Fenomene negative cauzate de curentul electric

• Supraîncălzirea contactelor și a pieselor sub tensiune.
• Apariția curenților turbionari în miezurile dispozitivelor electrice.
• Radiația electromagnetică către mediul extern.

Creatorii de dispozitive electrice și diferite circuite atunci când proiectează trebuie să țină cont de proprietățile de mai sus ale curentului electric în proiectarea lor. De exemplu, efectul nociv al curenților turbionari în motoarele electrice, transformatoare și generatoare este redus prin amestecarea nucleelor ​​utilizate pentru transmiterea fluxurilor magnetice. Amestecarea miezului este fabricarea sa nu dintr-o singură bucată de metal, ci dintr-un set de plăci subțiri separate de oțel electric special.

Dar, pe de altă parte, curenții turbionari sunt folosiți pentru a funcționa cuptoare cu microunde, cuptoare, funcționând pe principiul inducției magnetice. Prin urmare, putem spune că curenții turbionari nu sunt doar nocivi, ci și beneficii.

Un curent alternativ cu un semnal sub formă de sinusoid poate varia ca frecvență de oscilație pe unitatea de timp. În țara noastră, frecvența curentului industrial al dispozitivelor electrice este standard și este egală cu 50 herți. În unele țări, frecvența actuală este de 60 de herți.

Pentru diverse scopuri în inginerie electrică și inginerie radio, sunt utilizate alte valori ale frecvenței:

• Semnale de joasă frecvență cu frecvență curentă mai mică.
• Semnale de înaltă frecvență, care sunt mult mai mari decât frecvența actuală de utilizare industrială.

Se crede că curentul electric apare atunci când electronii se mișcă în interiorul unui conductor, așa că se numește curent de conducere. Dar există un alt tip de curent electric, care se numește convecție. Apare atunci când macrocorpurile încărcate se mișcă, de exemplu, picăturile de ploaie.

Curentul electric în metale

Mișcarea electronilor sub influența unei forțe constante asupra lor este comparată cu un parașutist care coboară la pământ. În aceste două cazuri, apare o mișcare uniformă. Forța gravitației acționează asupra parașutistului, iar forța de rezistență a aerului i se opune. Forța câmpului electric acționează asupra mișcării electronilor, iar ionii rețelelor cristaline rezistă acestei mișcări. Viteza medie a electronilor atinge o valoare constantă, la fel ca și viteza parașutistului.

Într-un conductor metalic, viteza unui electron este de 0,1 mm pe secundă, iar viteza unui curent electric este de aproximativ 300.000 km pe secundă. Acest lucru se datorează faptului că curentul electric curge numai acolo unde este aplicată tensiune particulelor încărcate. Prin urmare, se obține un debit mare de curent.

Când se mișcă electronii într-o rețea cristalină, există următoarea regularitate. Electronii nu se ciocnesc cu toți ionii care se apropie, ci doar cu fiecare zecime dintre ei. Acest lucru se explică prin legile mecanicii cuantice, care pot fi simplificate după cum urmează.

Mișcarea electronilor este împiedicată de ioni mari care rezistă. Acest lucru este vizibil în special atunci când metalele sunt încălzite, când ionii grei „se balansează”, cresc în dimensiune și reduc conductivitatea electrică a rețelelor cristaline ale conductorului. Prin urmare, atunci când metalele sunt încălzite, rezistența lor crește întotdeauna. Pe măsură ce temperatura scade, conductivitatea electrică crește. Prin reducerea temperaturii metalului la zero absolut, se poate obține efectul supraconductivității.

Aceasta este mișcarea ordonată a anumitor particule încărcate. Pentru a utiliza în mod competent întregul potențial al electricității, este necesar să înțelegeți clar toate principiile dispozitivului și funcționarea curentului electric. Deci, să ne dăm seama ce sunt munca și puterea curentă.

De unde vine curentul electric?

În ciuda simplității aparente a întrebării, puțini sunt capabili să dea un răspuns inteligibil. Desigur, în zilele noastre, când tehnologia se dezvoltă cu o viteză incredibilă, o persoană nu se gândește în mod deosebit la lucruri atât de elementare precum principiul de funcționare a curentului electric. De unde vine electricitatea? Cu siguranță mulți vor răspunde „Ei bine, de la priză, desigur” sau pur și simplu vor ridica din umeri. Între timp, este foarte important să înțelegem cum funcționează curentul. Acest lucru ar trebui să fie cunoscut nu numai oamenilor de știință, ci și oamenilor care nu au nicio legătură cu lumea științelor, pentru dezvoltarea lor generală versatilă. Dar a putea folosi corect principiul funcționării curente nu este pentru toată lumea.

Deci, pentru început, ar trebui să înțelegeți că electricitatea nu vine de nicăieri: este produsă de generatoare speciale care sunt amplasate la diferite centrale electrice. Datorită muncii de rotire a palelor turbinelor, aburul obținut în urma încălzirii apei cu cărbuni sau ulei generează energie, care este ulterior transformată în energie electrică cu ajutorul unui generator. Generatorul este foarte simplu: în centrul dispozitivului se află un magnet imens și foarte puternic, care face ca sarcinile electrice să se deplaseze de-a lungul firelor de cupru.

Cum ajunge electricitatea în casele noastre?

După ce s-a obținut o anumită cantitate de curent electric cu ajutorul energiei (termică sau nucleară), acesta poate fi furnizat oamenilor. O astfel de furnizare de energie electrică funcționează după cum urmează: pentru ca electricitatea să ajungă cu succes în toate apartamentele și întreprinderile, trebuie „împinsă”. Și pentru aceasta trebuie să creșteți forța care o va face. Se numește tensiunea curentului electric. Principiul de funcționare este următorul: curentul trece prin transformator, ceea ce îi crește tensiunea. În plus, curentul electric circulă prin cabluri instalate adânc în subteran sau la înălțime (deoarece tensiunea ajunge uneori la 10.000 de volți, ceea ce este mortal pentru oameni). Când curentul ajunge la destinație, trebuie să treacă din nou prin transformator, care acum își va reduce tensiunea. Apoi trece prin fire la scuturile instalate în blocuri de apartamente sau alte clădiri.

Electricitatea transportată prin fire poate fi utilizată datorită sistemului de prize, conectând la acestea aparatele de uz casnic. Firele suplimentare sunt purtate în pereți, prin care curge curentul electric, iar datorită acestuia, iluminatul și toate aparatele din casă funcționează.

Ce este munca curentă?

Energia pe care o transportă un curent electric în sine este transformată în timp în lumină sau căldură. De exemplu, atunci când aprindem o lampă, forma electrică a energiei este transformată în lumină.

Vorbind într-un limbaj accesibil, munca curentului este acțiunea pe care electricitatea în sine a produs-o. Mai mult, poate fi foarte ușor calculat prin formulă. Pe baza legii conservării energiei, putem concluziona că energia electrică nu a dispărut, s-a schimbat complet sau parțial într-o altă formă, degajând în același timp o anumită cantitate de căldură. Această căldură este opera curentului când trece prin conductor și îl încălzește (se produce schimbul de căldură). Așa arată formula Joule-Lenz: A \u003d Q \u003d U * I * t (munca este egală cu cantitatea de căldură sau produsul puterii curente și timpul în care a trecut prin conductor).

Ce înseamnă curent continuu?

Curentul electric este de două tipuri: alternativ și continuu. Ele diferă prin faptul că acesta din urmă nu își schimbă direcția, are două cleme (pozitiv „+” și negativ „-”) și își începe întotdeauna mișcarea de la „+”. Și curentul alternativ are două terminale - fază și zero. Din cauza prezenței unei faze la capătul conductorului se mai numește și monofazat.

Principiile dispozitivului de curent electric alternativ și continuu monofazat sunt complet diferite: spre deosebire de curentul continuu, curentul alternativ își schimbă atât direcția (formând un flux atât de la fază spre zero, cât și de la zero spre fază), cât și amploarea sa. . Deci, de exemplu, curentul alternativ schimbă periodic valoarea încărcăturii sale. Se dovedește că la o frecvență de 50 Hz (50 de oscilații pe secundă), electronii își schimbă direcția mișcării de exact 100 de ori.

Unde se folosește curentul continuu?

Curentul electric direct are unele caracteristici. Datorită faptului că curge strict într-o singură direcție, este mai dificil să-l transformi. Următoarele elemente pot fi considerate surse de curent continuu:

• baterii (atât alcaline, cât și acide);
• baterii convenționale utilizate în aparatele mici;
• precum și diverse dispozitive precum convertoare.

Funcționare DC

Care sunt principalele sale caracteristici? Acestea sunt munca și puterea curentă, iar ambele concepte sunt foarte strâns legate între ele. Puterea înseamnă viteza de lucru pe unitatea de timp (pe 1 s). Conform legii Joule-Lenz, obținem că munca unui curent electric continuu este egal cu produsul dintre puterea curentului însuși, tensiunea și timpul în care munca câmpului electric a fost finalizată pentru a transfera sarcini de-a lungul conductorul.

Așa arată formula pentru găsirea lucrului curentului, ținând cont de legea rezistenței lui Ohm în conductoare, astfel: A \u003d I 2 * R * t (lucrarea este egală cu pătratul puterii curentului înmulțit cu valoarea a rezistenţei conductorului şi încă o dată înmulţit cu valoarea timpului pentru care s-a lucrat).

Curentul electric este acum folosit în fiecare clădire, știind caracteristicile actualeîn rețeaua electrică de acasă, ar trebui să vă amintiți întotdeauna că este în pericol viața.

Curentul electric este efectul mișcării dirijate a sarcinilor electrice (în gaze - ioni și electroni, în metale - electroni), sub influența unui câmp electric.

Mișcarea sarcinilor pozitive de-a lungul câmpului este echivalentă cu mișcarea sarcinilor negative împotriva câmpului.

De obicei, direcția sarcinii electrice este luată ca direcție a sarcinii pozitive.

• puterea curentă;
• Voltaj;
• puterea curentului;
• rezistență de curent.

Puterea curentă.

Puterea curentului electric este raportul dintre munca efectuată de curent și timpul în care a fost efectuată această muncă.

Puterea pe care o dezvoltă un curent electric într-o secțiune a circuitului este direct proporțională cu mărimea curentului și a tensiunii din această secțiune. Putere (electric-three-che-sky și me-ha-no-che-sky) de la-me-rya-et-xia în wați (W).

Puterea curentă nu depinde de timpul pro-the-ka-niya al curentului electric-tri-che-th din circuit, dar definește-de-la-is-sya ca un pro-de-ve-de-ne tensiune la puterea curentului.

Voltaj.

Tensiune electrică este o valoare care arată cât de multă muncă a făcut un câmp electric atunci când se deplasează o sarcină dintr-un punct în altul. În acest caz, tensiunea în diferite părți ale circuitului va fi diferită.

De exemplu: tensiunea pe secțiunea firului gol va fi foarte mică, iar tensiunea pe secțiunea cu orice sarcină va fi mult mai mare, iar magnitudinea tensiunii va depinde de cantitatea de muncă efectuată de curent. Măsurați tensiunea în volți (1 V). Pentru a determina tensiunea, există o formulă: U \u003d A / q, unde

• U - tensiune,
• A este munca efectuată de curent pentru a muta sarcina q într-o anumită secțiune a circuitului.

Puterea curentului.

puterea curentului numit numărul de particule încărcate care curg prin secțiunea transversală a conductorului.

Prin definitie puterea curentului direct proporțională cu tensiunea și invers proporțională cu rezistența.

Puterea curentului electric măsurată cu un instrument numit ampermetru. Cantitatea de curent electric (cantitatea de sarcină transportată) se măsoară în amperi. Pentru a crește gama de denumiri pentru unitatea de schimbare, există prefixe de multiplicitate, cum ar fi micro-microamperi (μA), mile - miliamperi (mA). Alte prefixe nu sunt folosite în viața de zi cu zi. De exemplu: ei spun și scriu „zece mii de amperi”, dar nu spun sau scriu niciodată 10 kiloamperi. Astfel de valori nu sunt folosite în viața de zi cu zi. Același lucru se poate spune despre nanoamperi. De obicei, ei spun și scriu 1 × 10-9 Amperi.

rezistență de curent.

rezistență electrică numită mărime fizică care caracterizează proprietățile conductorului care împiedică trecerea curentului electric și este egală cu raportul dintre tensiunea de la capetele conductorului și puterea curentului care circulă prin acesta.

Rezistența pentru circuitele de curent alternativ și pentru câmpurile electromagnetice alternative este descrisă în termeni de impedanță și rezistență a undelor. rezistență de curent(deseori notată cu litera R sau r) este considerată rezistența curentului, în anumite limite, o valoare constantă pentru un conductor dat. Sub rezistență electricăînțelegeți raportul dintre tensiunea de la capetele conductorului și puterea curentului care trece prin conductor.

Condiții pentru apariția curentului electric într-un mediu conductiv:

1) prezența particulelor încărcate libere;

2) dacă există un câmp electric (există o diferență de potențial între două puncte ale conductorului).

Tipuri de influență a curentului electric asupra unui material conductor.

1) chimică - o modificare a compoziției chimice a conductorilor (apare în principal în electroliți);

2) termică - se încălzește materialul prin care circulă curentul (acest efect este absent în supraconductori);

3) magnetic - apariția unui câmp magnetic (apare la toți conductorii).

Principalele caracteristici ale curentului.

1. Puterea curentului se notează cu litera I - este egală cu cantitatea de electricitate Q care trece prin conductor în timpul t.

I=Q/t

Puterea curentului este determinată de un ampermetru.

Tensiunea este determinată de un voltmetru.

3. Rezistenta R a materialului conductor.

Rezistenta depinde de:

a) pe secțiunea conductorului S, pe lungimea lui l și material (notat cu rezistența specifică a conductorului ρ);

R=pl/S

b) la temperatura t°С (sau Т): R = R0 (1 + αt),

• unde R0 este rezistența conductorului la 0°С,
• α - coeficientul de rezistență la temperatură;

c) pentru a obține efecte variate, conductoarele pot fi conectate atât în ​​paralel, cât și în serie.

Tabelul caracteristicilor curente.