Každý človek má abstraktnú koncepciu elektrického prúdu. V prípade elektrického spotrebiča je zdroj energie akýmkoľvek zdrojom vzduchu pre akýkoľvek dýchajúci organizmus. Ale v týchto porovnaniach je pochopenie podstaty javu obmedzené a iba odborníci chápu podstatu hlbšie.
V školských osnovách každý absolvuje kurz fyziky, ktorý popisuje základné pojmy a zákony elektriny. Suchý, vedecký prístup nespôsobuje záujem detí, takže väčšina dospelých netuší, čo je elektrický prúd, prečo vzniká, ako má jednotku merania alebo ako sa čokoľvek môže pohybovať cez nepohyblivé kovové drôty, a dokonca nechajú elektrické spotrebiče fungovať.
Jednoducho povedané o elektrickom prúde
Štandardné rozlíšenie zo školskej učebnice fyziky stručne popisuje jav elektrického prúdu. Úprimne povedané, môžete tomu úplne porozumieť, ak študujete tému oveľa hlbšie. Koniec koncov, informácie sú prezentované v inom jazyku - vedeckom. Je oveľa ľahšie pochopiť podstatu fyzického fenoménu, ak popíšete všetko v známom jazyku, ktorý je zrozumiteľný pre každého človeka. Napríklad prúd v kovu.
Malo by to začať skutočnosťou, že všetko, čo považujeme za solídne a nepohyblivé, je len z nášho pohľadu. Kus kovu ležiaci na zemi je monolitické nehybné telo v ľudskom slova zmysle. Analogicky si predstavte našu planétu vo vesmíre a pozerajte sa na ňu z povrchu Marsu. Zdá sa, že Zem je celé nehybné telo. Ak sa dostaneme na jeho povrch, bude zrejmé, že nejde o monolitický kus hmoty, ale o neustály pohyb: voda, plyny, živé veci, litosférické platne - všetko sa pohybuje nepretržite, hoci to nie je viditeľné z ďalekého priestoru.
Vráťme sa k nášmu kusu kovu, ktorý leží na zemi. Je nehybný, pretože naň hľadíme zo strany ako na monolitický objekt. Na atómovej úrovni pozostáva z neustále sa pohybujúcich prvkov minúty. Sú odlišné, ale medzi všetkými nás zaujímajú elektróny, ktoré vytvárajú elektromagnetické pole v kovoch, ktoré vytvára rovnaký prúd. Slovo „prúd“ sa musí chápať doslovne, pretože keď sa prvky s elektrickým nábojom pohybujú, to znamená „tok“ z jedného nabitého objektu do druhého, potom sa vyskytne „elektrický prúd“.
Po pochopení základných pojmov môžeme odvodiť všeobecnú definíciu:
Ak chcete presnejšie pochopiť podstatu, musíte sa ponoriť do detailov a získať odpovede na niekoľko základných otázok.
Odpovede na hlavné otázky týkajúce sa elektrického prúdu
Po formulovaní definície vzniká niekoľko logických otázok.
- Čo robí súčasný „tok“, tj pohyb?
- Ak sa najmenšie kovové prvky neustále pohybujú, tak prečo nie sú deformované?
- Ak niečo tečie z jedného objektu do druhého, mení sa hmotnosť týchto objektov?
Odpoveď na prvú otázku je jednoduchá. Keď voda tečie z najvyššieho bodu do nízkeho, elektróny prúdia z tela s vysokým nábojom do tela s nízkym prúdom, pričom sa riadia fyzikálnymi zákonmi. A „náboj“ (alebo potenciál) je počet elektrónov v tele a čím viac je, tým vyšší je náboj.Ak dôjde ku kontaktu medzi dvoma telesami s rôznymi nábojmi, elektróny z nabitého telesa budú prúdiť do menej nabitých. Takže bude existovať prúd, ktorý sa skončí, keď sa vyrovnajú poplatky oboch kontaktujúcich orgánov.
Aby ste pochopili, prečo drôt nemení štruktúru, napriek tomu, že sa neustále pohybuje, musíte si ju predstaviť vo forme veľkého domu, v ktorom ľudia žijú. Veľkosť domu sa nezmení, koľko ľudí vstúpi a vystúpi, ako aj sa pohybuje dovnútra. V tomto prípade je človek analógom elektrónu v kove - voľne sa pohybuje a nemá žiadnu osobitnú hmotnosť v porovnaní s celou budovou.
Ak sa elektróny pohybujú z jedného tela do druhého - prečo sa množstvo telies nemení? Faktom je, že hmotnosť elektrónu je tak nízka, že aj keď z tela odstránite všetky elektróny, jej hmotnosť sa nezmení.
Čo je to jednotka prúdu
Na "výpočet" elektrického prúdu sa používajú rôzne meracie jednotky, analyzujeme tri hlavné:
- Aktuálna sila.
- Napätie.
- Odolnosť.
Ak sa pokúsite opísať pojem súčasnej sily jednoduchými slovami, je najlepšie si predstaviť tok automobilov prechádzajúcich tunelom. Autá sú elektróny a tunel je drôt. Čím viac automobilov prejde v jednom okamihu cez prierez tunela, tým väčšia je prúdová sila, ktorá sa meria zariadením nazývaným „ampérmeter“ v ampéroch (A) a vo vzorcoch je uvedené písmeno (I).
Napätie je relatívna hodnota vyjadrujúca rozdiel v poplatkoch za telá, medzi ktorými prúdi prúd. Ak má jeden objekt veľmi vysoký náboj a druhý je veľmi nízky, potom medzi nimi bude vysoké napätie na meranie toho, ktorý voltmeter a jednotka nazývaná Volt (V) sa používajú. Vo vzorcoch označených písmenom (U).
Odpor charakterizuje schopnosť vodiča, podmienečne medeného drôtu, prechádzať určitým množstvom prúdu cez neho, tj elektrónmi. Odporový vodič vytvára teplo a spotrebúva časť energie prúdu, ktorý ním prechádza, čím znižuje jeho silu. Odpor sa vypočíta v Ohmoch (Ohms) a vo vzorcoch sa použije písmeno (R).
Vzorce na výpočet aktuálnych charakteristík
Pomocou troch fyzikálnych veličín je možné vypočítať charakteristiky prúdu pomocou Ohmovho zákona. Vyjadruje sa vzorcom:
I = U / R
Kde I je prúdová sila, U je napätie v obvode, R je odpor.
Z vzorca vidíme, že prúdová sila sa vypočíta vydelením hodnoty napätia hodnotou odporu. Preto máme znenie zákona:
Matematicky možno z tohto vzorca vypočítať ďalšie zložky.
odpor:
R = U / I
napätie:
U = I * R
Je dôležité poznamenať, že vzorec platí iba pre konkrétnu časť reťazca. Pre úplný uzavretý okruh, ako aj pre ďalšie špeciálne prípady, existujú ďalšie Ohmove zákony.
Vplyv prúdu na rôzne materiály a živé veci
Rôzne chemické prvky sa pri pôsobení prúdu správajú odlišne. Niektoré supravodiče neodolávajú elektrónom, ktoré sa nimi pohybujú, bez toho, aby spôsobili chemickú reakciu. Kovy s nadmerným stresom môžu byť zničené, roztavia sa. Dielektrika, ktorá neprechádza prúdom, s ňou vôbec nevstúpia do interakcie a tým pred ňou chránia životné prostredie. Tento jav úspešne používajú ľudia pri izolácii drôtov gumou.
Pre živé organizmy je prúd nejednoznačným javom. Je schopný mať prospešné aj deštruktívne účinky. Ľudia už dlho používajú kontrolované výboje na lekárske účely: od výbojov svetla stimulujúcich mozgovú činnosť až po silné elektrické šoky, ktoré môžu začať zastaviť srdce a priviesť človeka späť k životu. Silný výboj môže viesť k vážnym zdravotným problémom, popáleninám, smrti tkanív a dokonca k okamžitej smrti. Pri práci s elektrickými zariadeniami sa musia dodržiavať bezpečnostné predpisy.
V prírode nájdete mnoho javov, v ktorých elektrina zohráva kľúčovú úlohu: od hlbokomorských tvorov (elektrické rampy), ktoré môžu šokovať, až po úder blesku počas búrky. Človek už dlho ovládal túto prirodzenú silu a obratne ju používa, vďaka ktorej všetka moderná elektronika funguje.
Načítava sa ...Malo by sa pamätať na to, že prírodné javy môžu byť pre človeka užitočné a škodlivé. Štúdium na školskej lavici a ďalšom vzdelávaní pomáha ľuďom múdro využívať fenomény sveta v prospech spoločnosti.
