Što je električna struja jednostavnim riječima

Svaka osoba ima apstraktni pojam električne struje. Za električni uređaj izvor energije je vrsta zraka za bilo koji organizam koji diše. Ali u tim je usporedbama razumijevanje prirode fenomena ograničeno i samo stručnjaci dublje shvaćaju suštinu.

U školskom kurikulumu svi polažu tečaj fizike koji opisuje osnovne pojmove i zakone električne energije. Suh, znanstveni pristup ne izaziva interes kod djece, tako da većina odraslih osoba nema pojma što je električna struja, zašto nastaje, kako ima jedinicu mjere ili kako se bilo što može kretati nepokretnim metalnim žicama, pa čak i da električni uređaji rade.

Jednostavnim riječima o električnoj struji

Standardna definicija iz školskog udžbenika fizike ukratko opisuje fenomen električne struje. Ali iskreno, to u potpunosti možete shvatiti ako predmet proučite puno dublje. Uostalom, informacije su predstavljene na drugom jeziku - znanstvenom. Mnogo je lakše razumjeti prirodu fizičkog fenomena ako sve opišete poznatim jezikom, razumljivim bilo kojoj osobi. Na primjer, struja u metalu.

Trebalo bi početi činjenicom da je sve što smatramo čvrstim i nepomičnim samo po našem mišljenju. Komad metala koji leži na zemlji monolitno je nepomično tijelo u ljudskom smislu. Za analogiju, zamislite naš planet u svemiru, gledajući ga s površine Marsa. Čini se da je zemlja cijelo, nepomično tijelo. Ako priđete njegovoj površini, postat će očito da to nije monolitni komad materije, već stalni pokret: voda, plinovi, živa bića, litosferne ploče - sve se to kreće non-stop, iako se to ne vidi iz dalekog prostora.

Vratimo se našem komadu metala koji leži na zemlji. Nepokretna je, jer na nju gledamo sa strane kao monolitni objekt. Na atomskoj razini sastoji se od stalno pokretnih minutnih elemenata. Oni su različiti, ali među svima nas zanimaju elektroni, koji stvaraju elektromagnetsko polje u metalima, koje generiraju istu struju. Riječ "struja" mora se shvatiti doslovno, jer kada se elementi s električnim nabojem kreću, tj. "Struje" s jednog nabijenog predmeta na drugi, tada nastaje "električna struja".

Shvaćajući osnovne pojmove, možemo izvući opću definiciju:

Da biste preciznije shvatili suštinu, potrebno je uroniti u detalje i dobiti odgovore na nekoliko osnovnih pitanja.

Odgovori na glavna pitanja o električnoj struji

Nakon formuliranja definicije, postavlja se nekoliko logičkih pitanja.

1. Što čini trenutni "tok", odnosno pomicanje?
2. Ako se i najmanji metalni elementi stalno kreću, zašto se onda ne deformira?
3. Ako nešto teče s jednog objekta na drugi, mijenja li se masa tih objekata?

Odgovor na prvo pitanje je jednostavan. Kako voda teče s visoke točke na nisku, tako će i elektroni teći iz tijela s visokim nabojem u tijelo s niskim, poštujući zakone fizike. A "naboj" (ili potencijal) je broj elektrona u tijelu i što ih je više, to je veći naboj.Ako se uspostavi kontakt između dva tijela s različitim nabojima, elektroni iz više nabijenog tijela će teći u manje nabijeni. Dakle, postojat će struja koja će prestati kad se izjednače optužbe dvaju tijela za kontakt.

Da biste razumjeli zašto žica ne mijenja strukturu, unatoč činjenici da se stalno kreće, morate je zamisliti u obliku velike kuće u kojoj ljudi žive. Veličina kuće se neće promijeniti o tome koliko ljudi ulazi i izlazi iz nje, kao ni kretanje unutra. U ovom slučaju, osoba je analog metala u metalu - on se kreće slobodno i nema posebnu masu u usporedbi s cijelom zgradom.

Ako se elektroni kreću iz jednog tijela u drugo - zašto se masa tijela ne mijenja? Činjenica je da je masa elektrona toliko mala da se čak i ako uklonite sve elektrone iz tijela, njegova masa neće promijeniti.

Što je jedinica struje

Da bismo „izračunali“ električnu struju, koriste se različite mjerne jedinice, analizirat ćemo tri glavne:

• Trenutna snaga.
• Napon.
• Otpor.

Ako pokušate jednostavnim riječima opisati pojam trenutne snage, najbolje je zamisliti protok automobila koji prolaze kroz tunel. Automobili su elektroni, a tunel je žica. Što više automobila u jednom trenutku prođe kroz presjek tunela - veća je jakost struje, koja se mjeri u uređaju pod nazivom "ampermetar" u Amperu (A), a u formulama je označena slovom (I).

Napon je relativna vrijednost koja izražava razliku naboja tijela između kojih struja struja. Ako jedan objekt ima jako visok naboj, a drugi vrlo nizak, tada će među njima biti visoki napon, za mjerenje koji će se koristiti voltmetar i jedinica nazvana Volt (V). U formulama označenim slovom (U).

Otpor karakterizira sposobnost vodiča, uvjetno bakrene žice, da prođe kroz njega određenu količinu struje, to jest elektrone. Provodnik otpora stvara toplinu, trošeći dio energije struje koja prolazi kroz njega, smanjujući na taj način njegovu snagu. Otpor se izračunava u Ohmima (Ohm), a slovo (R) se koristi u formulama.

Formule za izračunavanje karakteristika struje

Pomoću tri fizičke veličine moguće je izračunati karakteristike struje pomoću Ohmovog zakona. Izražava se formulom:

I = U / R

Tamo gdje je I jačina struje, U je napon u krugu, R je otpor.

Iz formule vidimo da se jakost struje izračunava dijeljenjem vrijednosti napona s vrijednošću otpora. Stoga imamo tekst zakona:

Matematički se ostale komponente mogu izračunati iz ove formule.

otpornost:

R = U / I

napon:

U = I * R

Važno je napomenuti da formula vrijedi samo za određeni dio lanca. Za potpuni, zatvoreni krug, kao i za druge posebne slučajeve, postoje i drugi Ohmovi zakoni.

Učinak struje na različite materijale i žive stvari

Pod djelovanjem struje različiti se kemijski elementi ponašaju različito. Neki supravodiči ne odolijevaju elektronima koji se kreću kroz njih, bez izazivanja kemijskih reakcija. Metali s pretjeranim stresom za njih mogu se uništiti, rastopiti. Dielektričari koji ne prolaze struju uopće ne ulaze u interakciju s njom i time štite okoliš od nje. Ovaj fenomen čovjek uspješno koristi u izolaciji žica s gumom.

Za žive organizme struja je dvosmislen fenomen. Sposoban je imati i korisne i destruktivne učinke. Ljudi već dugo upotrebljavaju kontrolirane pražnjenja u ljekovite svrhe: od lakih iscjedaka koji potiču rad mozga do snažnih električnih udara koji mogu pokrenuti zaustavljeno srce i vratiti osobu u život. Snažan iscjedak može dovesti do ozbiljnih zdravstvenih problema, opeklina, smrti tkiva, pa čak i trenutne smrti. Pri radu s električnim uređajima moraju se poštovati sigurnosni propisi.

U prirodi možete pronaći mnoge pojave u kojima ključnu ulogu igra električna energija: od dubokomornih bića (električnih rampi) koja mogu šokirati, do munje tijekom grmljavinske oluje. Čovjek je dugo svladao ovu prirodnu silu i vješto je koristi zahvaljujući kojoj djeluje sva moderna elektronika.

Učitavanje ...

Treba imati na umu da prirodni fenomeni mogu biti i korisni i štetni za ljude. Učenje iz školske klupe i daljnje obrazovanje pomažu ljudima da mudro koriste fenomene svijeta za dobrobit društva.