Elke persoon heeft een abstract concept van elektrische stroom. Voor een elektrisch apparaat is een stroombron een soort luchtbron voor elk ademend organisme. Maar in deze vergelijkingen is het begrip van de aard van het fenomeen beperkt en begrijpen alleen specialisten de essentie dieper.
In het schoolcurriculum volgt iedereen een cursus natuurkunde, waarin de basisconcepten en wetten van elektriciteit worden beschreven. Een droge, wetenschappelijke benadering wekt geen interesse bij kinderen, dus de meeste volwassenen hebben geen idee wat een elektrische stroom is, waarom deze ontstaat, hoe deze een meeteenheid heeft of hoe iets door onbeweeglijke metalen draden kan bewegen, en zelfs elektrische apparaten laten werken.
In eenvoudige woorden over elektrische stroom
De standaarddefinitie uit een schoolfysicahandboek beschrijft bondig het fenomeen elektrische stroom. Maar eerlijk gezegd kun je dit volledig begrijpen als je het onderwerp veel dieper bestudeert. De informatie wordt immers in een andere taal gepresenteerd - wetenschappelijk. Het is veel gemakkelijker om de aard van een fysiek fenomeen te begrijpen als je alles beschrijft in een vertrouwde taal die voor iedereen begrijpelijk is. Bijvoorbeeld stroom in metaal.
Het zou moeten beginnen met het feit dat alles wat we als solide en onbeweeglijk beschouwen alleen naar onze mening is. Een stuk metaal dat op de grond ligt, is een monolithisch onbeweeglijk lichaam in menselijke zin. Voor een analogie, stel je onze planeet in de ruimte voor, kijkend naar het vanaf het oppervlak van Mars. De aarde lijkt een heel, onbeweeglijk lichaam te zijn. Als we het oppervlak naderen, zal het duidelijk worden dat dit geen monolithisch stuk materie is, maar een constante beweging: water, gassen, levende wezens, lithosferische platen - dit alles beweegt non-stop, hoewel dit niet zichtbaar is vanuit de verre ruimte.
Laten we teruggaan naar ons stuk metaal dat op de grond ligt. Het is onbeweeglijk, omdat we het van opzij beschouwen als een monolithisch object. Op atomair niveau bestaat het uit constant bewegende minieme elementen. Ze zijn verschillend, maar we zijn allemaal geïnteresseerd in elektronen, die een elektromagnetisch veld in metalen creëren dat dezelfde stroom genereert. Het woord "stroom" moet letterlijk worden begrepen, omdat wanneer elementen met een elektrische lading bewegen, dat wil zeggen "stroom" van het ene geladen object naar het andere, dan een "elektrische stroom" optreedt.
Na de basisconcepten te hebben begrepen, kunnen we een algemene definitie afleiden:
Om de essentie nauwkeuriger te begrijpen, moet u zich verdiepen in de details en antwoorden krijgen op verschillende basisvragen.
Antwoorden op de belangrijkste vragen over elektrische stroom
Nadat de definitie is geformuleerd, rijst een aantal logische vragen.
- Wat beweegt de huidige "stroom", dat wil zeggen, verplaatsen?
- Als de kleinste metalen elementen constant in beweging zijn, waarom is het dan niet vervormd?
- Als iets van het ene object naar het andere stroomt, verandert de massa van deze objecten?
Het antwoord op de eerste vraag is eenvoudig. Terwijl water van een hoog naar een laag punt stroomt, zullen elektronen van een lichaam met een hoge lading naar een lichaam met een lage stroom stromen, volgens de natuurwetten. En de "lading" (of potentieel) is het aantal elektronen in het lichaam, en hoe meer er zijn, hoe hoger de lading.Als er contact wordt gemaakt tussen twee lichamen met verschillende ladingen, zullen de elektronen van het meer geladen lichaam naar het minder geladen stromen. Er zal dus een stroom zijn die eindigt wanneer de ladingen van de twee contactorganen gelijk worden.
Om te begrijpen waarom de draad de structuur niet verandert, ondanks het feit dat er voortdurend beweging in is, moet je het voorstellen in de vorm van een groot huis waarin mensen wonen. De grootte van het huis zal niet veranderen door hoeveel mensen het binnenkomen en verlaten, evenals naar binnen gaan. In dit geval is een persoon een analoog van een elektron in een metaal - het beweegt vrij en heeft geen speciale massa in vergelijking met het hele gebouw.
Als elektronen van het ene lichaam naar het andere bewegen - waarom verandert de massa van lichamen niet? Het feit is dat het gewicht van het elektron zo klein is dat zelfs als je alle elektronen uit het lichaam verwijdert, de massa niet verandert.
Wat is een stroomeenheid?
Om de elektrische stroom te "berekenen", worden verschillende meeteenheden gebruikt, we zullen drie hoofdeenheden analyseren:
- Huidige sterkte.
- Voltage.
- Resistance.
Als je het concept van huidige sterkte in eenvoudige woorden probeert te beschrijven, kun je je het beste de stroom auto's voorstellen die door een tunnel rijden. Auto's zijn elektronen en een tunnel is draad. Hoe meer auto's op een bepaald moment door de tunnel gaan - hoe groter de huidige sterkte, die wordt gemeten door het apparaat onder de naam "ampèremeter" in Ampères (A), en in de formules wordt aangegeven door de letter (I).
Spanning is een relatieve waarde die het verschil uitdrukt in de ladingen van de lichamen waartussen stroom vloeit. Als het ene object een zeer hoge lading heeft en het andere erg laag, dan staat er een hoge spanning tussen hen om te meten welke een voltmeter en een eenheid genaamd Volt (V) worden gebruikt. In de formules geïdentificeerd door de letter (U).
Weerstand kenmerkt het vermogen van een geleider, voorwaardelijk koperdraad, om een bepaalde hoeveelheid stroom door zichzelf te laten lopen, dat wil zeggen elektronen. De weerstandsgeleider genereert warmte en verbruikt een deel van de energie van de stroom die erdoorheen stroomt, waardoor zijn sterkte wordt verlaagd. Weerstand wordt berekend in Ohm (Ohm) en de letter (R) wordt in de formules gebruikt.
Formules voor het berekenen van huidige kenmerken
Met behulp van drie fysieke hoeveelheden is het mogelijk om de kenmerken van de stroom te berekenen met behulp van de wet van Ohm. Het wordt uitgedrukt door de formule:
I = U / R
Waar I de huidige sterkte is, U is de spanning in het circuit, R is de weerstand.
Uit de formule zien we dat de stroomsterkte wordt berekend door de spanningswaarde te delen door de weerstandswaarde. Daarom hebben we de formulering van de wet:
Wiskundig kunnen andere componenten met deze formule worden berekend.
weerstand:
R = U / I
voltage:
U = I * R
Het is belangrijk op te merken dat de formule alleen geldig is voor een specifiek deel van de keten. Voor een compleet, gesloten circuit en andere speciale gevallen zijn er andere wetten van Ohm.
Het effect van stroom op verschillende materialen en levende wezens
Verschillende chemische elementen gedragen zich anders onder invloed van stroom. Sommige supergeleiders weerstaan niet de elektronen die erdoorheen bewegen, zonder enige chemische reactie te veroorzaken. Metalen met overmatige stress kunnen vernietigd worden, smelten. Diëlektrica die geen stroom doorlaten, werken er helemaal niet mee en beschermen daarmee de omgeving. Dit fenomeen wordt met succes door mensen gebruikt bij de isolatie van draden met rubber.
Voor levende organismen is stroom een dubbelzinnig fenomeen. Hij is in staat zowel gunstige als destructieve effecten te hebben. Mensen hebben lang gecontroleerde ontladingen gebruikt voor medicinale doeleinden: van lichtontladingen die hersenactiviteit stimuleren tot krachtige elektrische schokken die een gestopt hart kunnen starten en een persoon weer tot leven kunnen brengen. Een sterke ontlading kan leiden tot ernstige gezondheidsproblemen, brandwonden, weefselsterfte en zelfs onmiddellijke dood. Bij het werken met elektrische apparaten moeten veiligheidsvoorschriften worden nageleefd.
In de natuur kun je veel fenomenen vinden waarin de sleutelrol wordt gespeeld door elektriciteit: van diepzeeschepselen (elektrische opritten) die kunnen shockeren, tot bliksem tijdens een onweersbui. Een man heeft deze natuurlijke kracht al lang onder de knie en gebruikt deze vakkundig, waardoor alle moderne elektronica werkt.
Bezig met laden ...Er moet aan worden herinnerd dat natuurverschijnselen zowel nuttig als schadelijk voor de mens kunnen zijn. Studeren vanuit de schoolbank en verder onderwijs helpt mensen de fenomenen van de wereld verstandig te gebruiken ten behoeve van de samenleving.
