Vad är elektrisk ström? Villkor för existensen av elektrisk ström: egenskaper och handlingar

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Elektrisk ström är en elektrisk laddning i rörelse. Det kan ta formen av en plötslig urladdning av statisk elektricitet, till exempel blixtnedslag. Eller det kan vara en kontrollerad process i generatorer, batterier, sol- eller bränsleceller. Idag kommer vi att överväga själva begreppet "elektrisk ström" och villkoren för existensen av en elektrisk ström.

Elektrisk energi

Det mesta av elen vi använder kommer i form av växelström från elnätet. Den skapas av generatorer som arbetar enligt Faradays induktionslag, på grund av vilken ett föränderligt magnetfält kan inducera en elektrisk ström i en ledare.

Generatorer har roterande trådspolar som passerar genom magnetfält när derotation. När spolarna roterar öppnas och stänger de i förhållande till magnetfältet och skapar en elektrisk ström som ändrar riktning för varje varv. Strömmen går genom en hel cykel framåt och bakåt 60 gånger per sekund.

Generatorer kan drivas av ångturbiner som värms upp av kol, naturgas, olja eller en kärnreaktor. Från generatorn passerar strömmen genom en serie transformatorer, där dess spänning ökar. Ledningarnas diameter bestämmer mängden och styrkan på ström som de kan bära utan att överhettas och slösa med kraft, och spänningen begränsas endast av hur väl ledningarna är isolerade från jord.

Det är intressant att notera att strömmen bara bärs av en tråd, inte två. Dess två sidor betecknas som positiva och negativa. Men eftersom växelströmmens polaritet ändras 60 gånger per sekund, har de andra namn - heta (trunkkraftledningar) och jordade (passerar under jord för att slutföra kretsen).

Varför behöver vi el?

Det finns många användningsområden för elektricitet: den kan lysa upp ditt hem, tvätta och torka dina kläder, lyfta din garageport, koka vatten i en vattenkokare och driva andra hushållsartiklar som gör våra liv så mycket enklare. Men strömmens förmåga att överföra information blir allt viktigare.

När en dator ansluter till Internet använder bara en liten del av den elektriska strömmen, men detta är något som en modern människa är utankan inte föreställa mig hans liv.

Begreppet elektrisk ström

Som ett flodflöde, ett flöde av vattenmolekyler, är en elektrisk ström ett flöde av laddade partiklar. Vad är det som orsakar det, och varför går det inte alltid åt samma håll? När du hör ordet flyta, vad tänker du på? Kanske blir det en flod. Det är en bra association, för det är därför den elektriska strömmen har fått sitt namn. Det är väldigt likt vattenflödet, men istället för att vattenmolekyler rör sig längs kanalen, rör sig laddade partiklar längs ledaren.

Bland de villkor som är nödvändiga för existensen av en elektrisk ström, finns det ett objekt som sörjer för närvaron av elektroner. Atomer i ett ledande material har många av dessa fritt laddade partiklar som flyter runt och mellan atomerna. Deras rörelse är slumpmässig, så det finns inget flöde i någon given riktning. Vad krävs för att en elektrisk ström ska existera?

Förutsättningarna för existensen av elektrisk ström inkluderar närvaron av spänning. När de appliceras på en ledare kommer alla fria elektroner att röra sig i samma riktning, vilket skapar en ström.

Nyfiken på elektrisk ström

Det intressanta är att när elektrisk energi överförs genom en ledare med ljusets hastighet, rör sig elektronerna själva mycket långsammare. Faktum är att om du gick lugnt bredvid en ledande tråd skulle din hastighet vara 100 gånger snabbare änelektroner rör sig. Detta beror på att de inte behöver resa stora avstånd för att överföra energi till varandra.

Direkt- och växelström

Idag används två olika typer av ström i stor utsträckning - direkt och alternerande. I den första rör sig elektronerna i en riktning, från den "negativa" sidan till den "positiva" sidan. Växelströmmen trycker elektronerna fram och tillbaka och ändrar flödesriktningen flera gånger per sekund.

Generatorer som används i kraftverk för att producera el är designade för att producera växelström. Du har förmodligen aldrig märkt att ljuset i ditt hus faktiskt flimrar när den nuvarande riktningen ändras, men det händer för snabbt för ögonen att känna igen.

Vilka är förutsättningarna för att det finns elektrisk likström? Varför behöver vi båda typerna och vilken är bäst? Det är bra frågor. Det faktum att vi fortfarande använder båda typerna av ström tyder på att de båda tjänar specifika syften. Så långt tillbaka som på 1800-talet stod det klart att effektiv överföring av kraft över långa avstånd mellan ett kraftverk och ett hus var möjligt endast vid mycket höga spänningar. Men problemet var att det var extremt farligt för människor att skicka riktigt hög spänning.

Lösningen på detta problem var att minska stressen utanför hemmet innan du skickade in det. Än idag används elektrisk likström för att överföra storaavstånd, främst på grund av dess förmåga att enkelt omvandla till andra spänningar.

Hur elektrisk ström fungerar

Förutsättningarna för existensen av en elektrisk ström inkluderar närvaron av laddade partiklar, en ledare och spänning. Många forskare har studerat elektricitet och funnit att det finns två typer av den: statisk och ström.

Det är den andra som spelar en stor roll i varje persons dagliga liv, eftersom det är en elektrisk ström som passerar genom kretsen. Vi använder den dagligen för att driva våra hem och mer.

Vad är elektrisk ström?

När elektriska laddningar cirkulerar i en krets från en plats till en annan produceras en elektrisk ström. Villkoren för existensen av en elektrisk ström inkluderar, förutom laddade partiklar, närvaron av en ledare. Oftast är det en tråd. Dess krets är en sluten krets där ström flyter från en strömkälla. När kretsen är öppen kan han inte slutföra resan. Till exempel, när ljuset i ditt rum är släckt är kretsen öppen, men när kretsen är stängd är ljuset på.

Aktuell effekt

Villkoren för existensen av en elektrisk ström i en ledare påverkas i hög grad av en sådan spänningskarakteristik som effekt. Det här är ett mått på hur mycket ström som används under en tidsperiod.

Det finns många olika enheter som kan användas tilluttryck för denna egenskap. Däremot mäts elektrisk effekt nästan i watt. En watt motsvarar en joule per sekund.

Elektrisk laddning i rörelse

Vilka är förutsättningarna för att det finns en elektrisk ström? Det kan ta formen av en plötslig urladdning av statisk elektricitet, såsom blixtnedslag eller en gnista från friktion med en ylleduk. När vi pratar om elektrisk ström menar vi oftare en mer kontrollerad form av elektricitet som får lampor och apparater att fungera. Det mesta av den elektriska laddningen bärs av negativa elektroner och positiva protoner i atomen. De senare är dock mestadels immobiliserade inuti atomkärnor, så arbetet med att överföra laddning från en plats till en annan görs av elektroner.

Elektroner i ett ledande material som en metall är i stort sett fria att röra sig från en atom till en annan längs deras ledningsband, som är de högre elektronbanorna. En tillräcklig elektromotorisk kraft eller spänning skapar en laddningsobalans som kan få elektroner att röra sig genom en ledare som en elektrisk ström.

Om vi drar en analogi med vatten, ta då till exempel ett rör. När vi öppnar en ventil i ena änden för att släppa in vatten i röret, behöver vi inte vänta på att det vattnet ska arbeta sig hela vägen till rörets ände. Vi får vatten i andra änden nästan direkt eftersom det inkommande vattnet trycker på vattnet som redan finns i röret. Detta är vad som händer när det finns en elektrisk ström i ledningen.

Elektrisk ström: villkor för existensen av elektrisk ström

Elektrisk ström ses vanligtvis som ett flöde av elektroner. När de två ändarna av batteriet är anslutna till varandra med en metalltråd, flyter denna laddade massa genom ledningen från ena änden (elektrod eller pol) av batteriet till den motsatta. Så låt oss nämna förutsättningarna för existensen av en elektrisk ström:

1. Laddade partiklar.
2. Explorer.
3. Spänningskälla.

Men allt är inte så enkelt. Vilka villkor är nödvändiga för existensen av en elektrisk ström? Denna fråga kan besvaras mer detaljerat genom att titta på följande egenskaper:

• Potentialskillnad (spänning). Detta är en av förutsättningarna. Mellan de 2 punkterna måste det finnas en potentialskillnad, vilket innebär att den frånstötande kraften som skapas av laddade partiklar på ett ställe måste vara större än deras kraft vid en annan punkt. Spänningskällor förekommer som regel inte i naturen, och elektroner fördelas ganska jämnt i miljön. Ändå lyckades forskare uppfinna vissa typer av enheter där dessa laddade partiklar kan ackumuleras och därigenom skapa den mycket nödvändiga spänningen (till exempel i batterier).
• Elektriskt motstånd (ledare). Detta är det andra viktiga villkoret som är nödvändigt för existensen av en elektrisk ström. Detta är den väg längs vilken laddade partiklar färdas. Endast de material som tillåter elektroner att röra sig fritt fungerar som ledare. Samma klsom inte har denna förmåga kallas isolatorer. Till exempel kommer en metalltråd att vara en utmärkt ledare, medan dess gummihölje kommer att vara en utmärkt isolator.

Efter att noggrant ha studerat förutsättningarna för uppkomsten och existensen av elektrisk ström kunde människor tämja detta kraftfulla och farliga element och rikta det till mänsklighetens bästa.