Osnovni pojmovi električne struje. Šta je električna struja? Uvjeti za postojanje električne struje: karakteristike i djelovanje

Šta danas zaista znamo o električnoj energiji? Prema moderni pogledi mnogo, ali ako se detaljnije udubimo u suštinu ovog pitanja, ispostaviće se da čovječanstvo naširoko koristi električnu energiju bez razumijevanja prave prirode ovog važnog fizičkog fenomena.

Svrha ovog članka nije opovrgavanje postignutih naučnih i tehničkih primijenjenih rezultata istraživanja u oblasti električnih pojava, koje se široko koriste u svakodnevnom životu i industriji savremenog društva. Ali čovječanstvo se stalno suočava s nizom pojava i paradoksa koji se ne uklapaju u okvire modernih teorijskih ideja o električnim pojavama - to ukazuje na nedostatak potpunog razumijevanja fizike ovog fenomena.

Također, danas znanost zna činjenice kada, čini se, proučavane supstance i materijali pokazuju anomalnu provodljivost ( ) .

Takav fenomen kao što je supravodljivost materijala također trenutno nema potpuno zadovoljavajuću teoriju. Postoji samo pretpostavka da supravodljivost jeste kvantni fenomen , koju proučava kvantna mehanika. Pažljivo proučavanje osnovnih jednačina kvantne mehanike: Schrödingerove jednačine, von Neumannove jednačine, Lindbladove jednačine, Heisenbergove jednačine i Paulijeve jednačine, tada postaje očigledna njihova nedosljednost. Činjenica je da Schrödingerova jednadžba nije izvedena, već postulirana po analogiji s klasičnom optikom, na osnovu generalizacije eksperimentalnih podataka. Paulijeva jednadžba opisuje kretanje nabijene čestice sa spinom 1/2 (na primjer, elektrona) u vanjskom elektromagnetskom polju, ali koncept spina nije povezan sa stvarnom rotacijom elementarne čestice, a također se postulira u odnosu na spin da postoji prostor stanja koja ni na koji način nisu povezana sa kretanjem elementarne čestice u običnom prostoru.

U knjizi Anastasije Novykh "Ezoosmos" spominje se neuspjeh kvantne teorije: "Ali kvantnomehanička teorija strukture atoma, koja atom smatra sistemom mikročestica koje se ne pokoravaju zakonima klasične mehanika, apsolutno nebitno . Na prvi pogled, argumenti njemačkog fizičara Heisenberga i austrijskog fizičara Schrödingera ljudima se čine uvjerljivima, ali ako se sve ovo sagleda s druge tačke gledišta, onda su njihovi zaključci samo djelimično tačni, a općenito su i jedni i drugi potpuno pogrešni. . Činjenica je da je prvi opisao elektron kao česticu, a drugi kao talas. Inače, princip dualnosti talas-čestica je takođe irelevantan, jer ne otkriva prelazak čestice u talas i obrnuto. Odnosno, od učene gospode dobije se neka oskudica. U stvari, sve je vrlo jednostavno. Općenito, želim reći da je fizika budućnosti vrlo jednostavna i razumljiva. Glavna stvar je živjeti do ove budućnosti. Što se tiče elektrona, on postaje talas samo u dva slučaja. Prvi je kada se gubi vanjski naboj, odnosno kada elektron ne stupa u interakciju s drugim materijalnim objektima, recimo sa istim atomom. Drugi je u predosmičkom stanju, odnosno kada se njegov unutrašnji potencijal smanjuje.

Isti električni impulsi koje generiraju neuroni ljudskog nervnog sistema podržavaju aktivan kompleks i raznoliko funkcioniranje tijela. Zanimljivo je napomenuti da akcioni potencijal ćelije (val ekscitacije koji se kreće duž membrane žive ćelije u obliku kratkotrajne promene membranskog potencijala od mala površina ekscitabilna ćelija) je u određenom opsegu (slika 1).

Donja granica akcionog potencijala neurona je na -75 mV, što je vrlo blizu vrijednosti redoks potencijala ljudske krvi. Ako analiziramo maksimum i minimalna vrijednost akcioni potencijal u odnosu na nulu, tada je vrlo blizu zaokruženom procentu značenje zlatni omjer , tj. podjela intervala u odnosu na 62% i 38%:

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

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

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

Svi poznati moderna nauka, supstance i materijali provode elektricitet u ovom ili onom stepenu, budući da sadrže elektrone koji se sastoje od 13 fantomskih Po čestica, koje su pak septonske grupe („PRIMALNA ALLATRA FIZIKA“ str. 61) . Jedino pitanje je napetost. električna struja potrebno za savladavanje električnog otpora.

Pošto su električni fenomeni usko povezani sa elektronom, izveštaj „PRIMORDIALNA FIZIKA ALLATRA“ sadrži sledeće informacije o ovoj važnoj elementarnoj čestici: „Elektron je sastavni dio atom, jedan od osnovnih strukturnih elemenata materije. Elektroni formiraju elektronske ljuske atoma svih trenutno poznatih hemijskih elemenata. Oni su uključeni u gotovo sve električne pojave kojih su naučnici sada svjesni. Ali šta je elektricitet, zvanična nauka još uvek ne može da objasni, ograničeno na opšte fraze, da je to, na primer, „skup pojava usled postojanja, kretanja i interakcije naelektrisanih tela ili čestica nosača električnih naboja". Poznato je da električna energija nije kontinuirani tok, već se prenosi u porcijama - diskretno».

Prema savremenim idejama: struja - ovo je skup fenomena zbog postojanja, interakcije i kretanja električnih naboja. Ali šta je električni naboj?

Električno punjenje (količina električne energije) je fizička skalarna veličina (veličina čija se svaka vrijednost može izraziti jednim realnim brojem), koja određuje sposobnost tijela da budu izvor elektromagnetnih polja i učestvuju u elektromagnetnoj interakciji. Električni naboji se dijele na pozitivna i negativna (ovaj izbor se u nauci smatra čisto uslovnim i svakom od naboja se pripisuje dobro definiran predznak). Tijela nabijena nabojem istog znaka odbijaju se, a suprotno nabijena tijela se privlače. Kada se nabijena tijela kreću (kako makroskopska tijela tako i mikroskopske nabijene čestice koje prenose električnu struju u provodnicima), nastaje magnetsko polje i dešavaju se pojave koje omogućavaju uspostavljanje odnosa elektriciteta i magnetizma (elektromagnetizam).

Elektrodinamika proučava elektromagnetno polje u najopštijem slučaju (tj. razmatraju se vremenski zavisna varijabilna polja) i njegovu interakciju sa tijelima koja imaju električni naboj. Klasična elektrodinamika uzima u obzir samo kontinuirana svojstva elektro magnetsko polje.

kvantna elektrodinamika studije elektromagnetna polja, koji imaju diskontinuirana (diskretna) svojstva, čiji su nosioci kvanti polja - fotoni. Interakcija elektromagnetno zračenje sa nabijenim česticama se u kvantnoj elektrodinamici smatra apsorpcijom i emisijom fotona od strane čestica.

Vrijedi razmisliti zašto se magnetsko polje pojavljuje oko vodiča sa strujom ili oko atoma, duž čijih se orbita kreću elektroni? Činjenica je da " ono što se danas zove električna energija je zapravo posebno stanje septonskog polja , u procesima u kojima elektron u većini slučajeva učestvuje ravnopravno sa svojim drugim dodatnim "komponentama" ” (“PRIMARNA ALLATRA FIZIKA”, str. 90) .

A toroidni oblik magnetnog polja je zbog prirode njegovog porijekla. Kako članak kaže: “S obzirom na fraktalne obrasce u Univerzumu, kao i na činjenicu da je septonsko polje u materijalnom svijetu unutar 6 dimenzija osnovno, ujedinjeno polje na kojem se zasnivaju sve interakcije poznate modernoj nauci, može se tvrditi da su svi oni također imaju oblik Tore. A ova izjava može biti od posebnog naučnog interesa za savremene istraživače.. Stoga će elektromagnetno polje uvijek imati oblik torusa, poput septonskog torusa.

Razmotrimo spiralu kroz koju teče električna struja i kako se tačno formira njeno elektromagnetno polje ( https://www.youtube.com/watch?v=0BgV-ST478M).

Rice. 2. Linije polja pravokutnog magneta

Rice. 3. Linije polja spirale sa strujom

Rice. 4. Linije sile pojedinih sekcija spirale

Rice. 5. Analogija između linije sile spirale i atomi sa orbitalnim elektronima

Rice. 6. Odvojeni fragment spirale i atoma sa linijama sile

ZAKLJUČAK: čovječanstvo tek treba da nauči tajne misteriozne pojave elektriciteta.

Petr Totov

Ključne riječi: PRIMORDIALNA FIZIKA ALLATRA, električna struja, elektricitet, priroda elektriciteta, električni naboj, elektromagnetno polje, kvantna mehanika, elektron.

književnost:

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

Izveštaj "PRIMORDIALNA ALLATRA FIZIKA" međunarodne grupe naučnika Međunarodnog javnog pokreta ALLATRA, ur. Anastasia Novykh, 2015;

strujni udar nazvano uredno kretanje električnih naboja. Usmjereno kretanje električnih naboja u vodiču pod djelovanjem sila električnog polja naziva se struja provodljivosti. Za pojavu i postojanje struje provodljivosti neophodna su dva uslova:

1. Prisustvo električnih naboja u datom mediju. U metalima, oni su elektroni provodljivosti; u tekućim provodnicima (elektrolitima) - pozitivni i negativni ioni; u gasovima - pozitivni joni i elektroni.

2. Prisustvo električnog polja čija bi se energija trošila na kretanje električnih naboja.

Smjer kretanja pozitivnih naboja uslovno se uzima kao smjer električne struje. Kvantitativna karakteristika električne struje je jačina struje- naboj koji teče kroz poprečni presjek provodnika u jedinici vremena:

Jačina struje se može povezati sa prosječnom brzinom υ uredno kretanje naboja. Tokom dt kroz poprečni presek provodnika sa površinom dS punjenje će iscuriti dq, zatvoren u zapremini provodnika dužine dl= u . dt, (sl.5.1)

dq=q0 . n. dS . dl,

Gdje q0 je naboj svake čestice, n je koncentracija čestica.

Zatim struja

. (5.2)

gustina strujej- vektorska fizička veličina, numerički jednaka jačini struje koja prolazi kroz jediničnu površinu poprečnog presjeka provodnika, povučena okomito na smjer struje, a poklapa se sa smjerom struje

Da bi struja bila kontinuirana, potreban je uređaj u kojem se neki oblik energije kontinuirano pretvara u energiju električnog polja. Takav uređaj se zove izvor struje. U izvoru struje dolazi do kretanja nosilaca protiv sila polja, a to je moguće samo zbog sila neelektrostatičkog porijekla, tzv. spoljne sile.

Vrijednost jednaka radu vanjskih sila pri kretanju jediničnog pozitivnog naboja duž zatvorenog kola naziva se elektromotorna sila (EMF) x ,

Vanjska sila koja djeluje na naboj može se predstaviti kroz jačinu polja vanjskih sila

tada je EMF za zatvoreni krug određen izrazom

Dakle, EMF koji djeluje u zatvorenom krugu jednak je kruženju vektora jačine polja vanjskih sila.

Vrijednost je numerički jednaka radu koji obavljaju električne i vanjske sile pri pomicanju jednog pozitiva h naelektrisanje na datom delu lanca naziva se voltaža:

dS tga=1/R

Sl.5.1 Sl.5.2

5.2 Generalizovani Ohmov zakon. Diferencijalni oblik Ohmovog zakona

Za svaki provodnik - čvrsti, tečni i gasoviti - postoji određena zavisnost jačine struje od primenjenog napona - volt - amperska karakteristika (VAC). Ima najjednostavniji oblik za metalne provodnike i rastvore elektrolita (slika 5.2) i određen je Ohmovim zakonom.

Prema zakonu Ohma za homogeni (koji ne sadrži vanjske sile) dio kola, jačina struje je direktno proporcionalna primijenjenom naponu U i obrnuto proporcionalno otporu provodnika R

Jedinica otpora je Ohm ([R ] = 1 Ohm). Ohm je otpor takvog vodiča, u kojem je napon od 1 IN struja koja teče 1 A.

Otpor ovisi o svojstvima provodnika, obliku i njegovom geometrijske dimenzije. Za homogeni cilindrični provodnik

Gdje l- dužina provodnika, S- površina poprečnog presjeka,

r- otpornost (otpor vodiča dužine 1 m i površine poprečnog presjeka 1 m 2)zavisi od prirode provodnika i temperature ([ r] = Ohm. m).

Recipročna vrijednost otpornosti se naziva električna provodljivost: s = 1/r.

Za nehomogenu dionicu lanca, tj. presek koji sadrži EMF (slika 5.3), uzimajući u obzir (5.7) i (5.8), dobijamo

. (5.10)

Ovaj izraz se zove generalizovani Ohmov zakon u integralnom obliku.

Dobijamo Ohmov zakon za homogeni dio kola u diferencijalnom obliku. Da bismo to učinili, u blizini određene točke unutar vodiča izdvajamo elementarni cilindrični volumen s generatorima paralelnim s vektorom gustoće struje j u ovom trenutku (slika 5.4).

- + dS

R x 12 J

Rice. 5.3 Sl. 5.4

Kroz poprečni presjek cilindra teče struja I=jdS. Napon primijenjen na cilindar je

Gdje E je jačina polja u datoj tački.

otpor cilindra. Zamena Ja, U I R

u formulu (5.8) i uzimajući u obzir da se pravci vektora poklapaju, dobijamo Ohmov zakon za homogeni dio kola u diferencijalnom obliku

. (5.11)

Ohmov zakon za nehomogeni dio lanca V diferencijalni oblik biće napisano kako slijedi:

, (5.12)

gdje je jačina polja vanjskih sila.

Provodnici i izvori struje u električnim krugovima mogu se spajati serijski i paralelno.

Dosljedno takav spoj provodnika naziva se kada je kraj jednog provodnika spojen na početak drugog (slika 5.5). U ovom slučaju su zadovoljeni sljedeći odnosi:

i=const;

U=U 1 +U 2 +…+U n ;

R=R 1 +R 2 +…+R n. (5.13)

Paralelno takva veza se naziva kada su jedni krajevi vodiča spojeni na jedan čvor, a drugi krajevi - na drugi (slika 5.6). U ovom slučaju ispunjeni su sljedeći odnosi:

I=I 1 +I 2 +…+I n ;

U=konst;

. (5.14)

U

R 1 I 1

I U 1 U 2 U 3 I R 2 I 2 I

R 1 R 2 R 3

Rice. 5.5 Sl. 5.6

Kada je nekoliko identičnih izvora struje spojeno u seriju (slika 5.7), ukupni EMF baterije je jednak algebarski zbir EMF svih izvora, a ukupni otpor jednak je zbiru unutrašnjih otpora:

x b \u003d x 1 + x 2 + ... + x n, r b \u003d r 1 + r 2 + ... + r n.

Kada je povezan paralelno n izvori sa istim EMF - x i unutrašnji otpori r(Sl. 5.8) EMF baterije je jednak EMF jednog izvora (x b = x), i unutrašnji otpor baterije r b \u003d r / n.

Usmjereno kretanje nabijenih čestica u električnom polju.

Nabijene čestice mogu biti elektroni ili ioni (nabijeni atomi).

Atom koji je izgubio jedan ili više elektrona dobija pozitivan naboj. - Anion (pozitivni jon).
Atom koji je dobio jedan ili više elektrona dobija negativan naboj. - Kation (negativni ion).
Joni kao pokretne nabijene čestice se smatraju u tekućinama i plinovima.

U metalima, nosioci naboja su slobodni elektroni, kao negativno nabijene čestice.

U poluvodičima razmatraju kretanje (kretanje) negativno nabijenih elektrona od jednog atoma do drugog i, kao rezultat, kretanje između atoma pozitivno nabijenih slobodnih mjesta formiranih - rupa.

Iza smjer električne struje smjer kretanja pozitivnih naboja je konvencionalno pretpostavljen. Ovo pravilo je uspostavljeno mnogo prije proučavanja elektrona i sačuvano je do danas. Slično, jačina električnog polja se određuje za pozitivno naelektrisanje.

Za bilo koje jedno punjenje q u električnom polju intenziteta E sila deluje F = qE, koji pomiče naboj u smjeru vektora ove sile.

Slika pokazuje da je vektor sile F-=-qE djelujući na negativni naboj -q, je usmjeren u smjeru suprotnom od vektora jačine polja, kao proizvod vektora E na negativnu vrijednost. Dakle, negativno nabijeni elektroni, koji su nosioci naboja u metalnim provodnicima, u stvarnosti imaju smjer kretanja suprotan vektoru jačine polja i općeprihvaćenom smjeru električne struje.

Iznos naplate Q\u003d 1 Privjesak se pomaknuo kroz poprečni presjek vodiča u vremenu t= 1 sekunda, određena veličinom struje I\u003d 1 amper iz omjera:

I = Q/t.

Trenutni odnos I\u003d 1 Amper u vodiču na njegovu površinu poprečnog presjeka S\u003d 1 m 2 će odrediti gustoću struje j= 1 A/m2:

Posao A\u003d 1 Joule potrošen na transport punjenja Q= 1 Privjesak od tačke 1 do tačke 2 će odrediti vrijednost električnog napona U= 1 Volt kao razlika potencijala φ 1 i φ 2 između ovih tačaka iz proračuna:

U = A/Q = φ 1 - φ 2

Električna struja može biti jednosmjerna ili promjenjiva.

Jednosmjerna struja - električna struja čiji se smjer i veličina ne mijenjaju s vremenom.

Naizmjenična struja - električna struja čija se veličina i smjer mijenjaju tokom vremena.

Davne 1826. godine njemački fizičar Georg Ohm otkrio je važan zakon elektriciteta, koji određuje kvantitativni odnos između električne struje i svojstava provodnika koja karakteriziraju njihovu sposobnost da izdrže električnu struju.
Ova svojstva su kasnije postala poznata kao električni otpor, označen slovom R i mjereno u omima u čast pronalazača.
Ohmov zakon u modernoj interpretaciji klasičnog odnosa U/R određuje veličinu električne struje u vodiču na osnovu napona U na krajevima ovog provodnika i njegov otpor R:

Električna struja u provodnicima

U vodičima postoje slobodni nosioci naboja, koji se pod utjecajem sile električnog polja počinju kretati i stvarati električnu struju.

U metalnim provodnicima, nosioci naboja su slobodni elektroni.
Sa povećanjem temperature, haotično toplotno kretanje atoma sprečava usmereno kretanje elektrona i otpor provodnika se povećava.
Kada se ohladi i temperatura teži apsolutnoj nuli, kada se termičko kretanje zaustavi, otpor metala teži nuli.

Električna struja u tekućinama (elektrolitima) postoji kao usmjereno kretanje nabijenih atoma (jona), koji nastaju u procesu elektrolitičke disocijacije.
Joni se kreću prema suprotnim elektrodama u znaku i neutraliziraju se, taložeći se na njima. - Elektroliza.
Anioni su pozitivni joni. Prelaze na negativnu elektrodu - katodu.
Kationi su negativni joni. Prelaze na pozitivnu elektrodu - anodu.
Faradejevi zakoni elektrolize određuju masu supstance koja se oslobađa na elektrodama.
Kada se zagrije, otpor elektrolita se smanjuje zbog povećanja broja molekula razloženih na ione.

Električna struja u plinovima - plazma. Električni naboj nose pozitivni ili negativni joni i slobodni elektroni, koji nastaju pod dejstvom zračenja.

U vakuumu postoji električna struja, poput protoka elektrona od katode do anode. Koristi se u katodnim uređajima - lampama.

Električna struja u poluvodičima

Poluprovodnici zauzimaju srednju poziciju između provodnika i dielektrika u smislu njihove otpornosti.
Značajna razlika između poluprovodnika i metala može se smatrati zavisnošću njihove otpornosti od temperature.
Kako temperatura pada, otpor metala opada, dok se kod poluvodiča, naprotiv, povećava.
Kako temperatura teži apsolutnoj nuli, metali imaju tendenciju da postanu supravodiči, a poluvodiči izolatori.
Činjenica je da će na apsolutnoj nuli elektroni u poluvodičima biti zauzeti stvaranjem kovalentne veze između atoma kristalne rešetke i, idealno, neće biti slobodnih elektrona.
Sa povećanjem temperature, neki od valentnih elektrona mogu primiti energiju dovoljnu da razbiju kovalentne veze i slobodni elektroni će se pojaviti u kristalu, a prazna mjesta se formiraju na tačkama prekida, koje se nazivaju rupe.
Slobodno mjesto može zauzeti valentni elektron iz susjednog para i rupa će se pomaknuti na novo mjesto u kristalu.
Kada slobodni elektron naiđe na rupu, elektronska veza između atoma poluvodiča se obnavlja i dolazi do obrnutog procesa - rekombinacije.
Parovi elektron-rupa mogu se pojaviti i rekombinovati kada se poluvodič osvijetli zbog energije elektromagnetnog zračenja.
U odsustvu električnog polja, elektroni i rupe učestvuju u haotičnom toplotnom kretanju.
IN električno polje ne samo formirani slobodni elektroni učestvuju u uređenom kretanju, već i rupe, koje se smatraju pozitivno nabijenim česticama. Current I u poluprovodniku se sastoji od elektronike I n i rupa Ip struje.

Poluprovodnici su hemijski elementi, kao germanijum, silicijum, selen, telur, arsen, itd. Najčešći poluprovodnik u prirodi je silicijum.

Komentari i prijedlozi su prihvaćeni i dobrodošli!

U provodnicima, pod određenim uslovima, može doći do neprekidnog uređenog kretanja slobodnih nosilaca električnog naboja. Takav pokret se zove strujni udar. Za smjer kretanja električne struje uzima se smjer kretanja pozitivnih slobodnih naboja, iako se u većini slučajeva kreću elektroni – negativno nabijene čestice.

Kvantitativna mjera električne struje je jačina struje I je skalarna fizička veličina jednaka omjeru naboja q, prenosi se kroz poprečni presjek provodnika za vremenski interval t, do ovog vremenskog intervala:

Ako struja nije konstantna, tada se za pronalaženje količine naboja koja prolazi kroz vodič izračunava površina figure ispod grafa ovisnosti jačine struje o vremenu.

Ako se jačina struje i njen smjer ne mijenjaju s vremenom, onda se takva struja naziva trajno. Jačina struje se mjeri ampermetrom, koji je serijski spojen na kolo. IN međunarodni sistem Jačina struje u jedinicama SI mjeri se u amperima [A]. 1 A = 1 C/s.

Nalazi se kao omjer ukupnog naboja i ukupnog vremena (tj., prema istom principu kao i prosječna brzina ili bilo koja druga prosječna vrijednost u fizici):

Ako se struja ravnomjerno mijenja tokom vremena od vrijednosti I 1 za vrijednost I 2, tada se vrijednost prosječne struje može naći kao aritmetička sredina ekstremnih vrijednosti:

gustina struje- jačina struje po jedinici poprečnog presjeka vodiča izračunava se po formuli:

Kada struja teče kroz provodnik, struja doživljava otpor provodnika. Razlog otpora je interakcija naboja s atomima tvari vodiča i međusobno. Jedinica otpora je 1 ohm. Otpor provodnika R određuje se formulom:

gdje: l- dužina provodnika, S je njegova površina poprečnog presjeka, ρ - otpor materijala provodnika (pazite da potonju vrijednost ne pobrkate sa gustinom tvari), koja karakterizira sposobnost materijala provodnika da se odupre prolazu struje. To jest, ovo je ista karakteristika tvari kao i mnoge druge: specifični toplinski kapacitet, gustina, tačka topljenja itd. Jedinica mjerenja otpornosti je 1 Ohm m. Specifična otpornost supstance je tabelarna vrijednost.

Otpor vodiča zavisi i od njegove temperature:

gdje: R 0 – otpor provodnika na 0°S, t je temperatura izražena u stepenima Celzijusa, α je temperaturni koeficijent otpora. Ona je jednaka relativnoj promjeni otpora kako temperatura poraste za 1°C. Za metale je uvijek veći od nule, za elektrolite, naprotiv, uvijek je manji od nule.

Dioda u DC kolu

Diode- Ovo je nelinearni element kola, čiji otpor zavisi od smera strujanja struje. Dioda je označena kako slijedi:

Strelica na shematskom simbolu diode pokazuje u kojem smjeru prolazi struja. U ovom slučaju, njegov otpor je nula, a dioda se može jednostavno zamijeniti vodičem s nultim otporom. Ako struja teče kroz diodu u suprotnom smjeru, tada dioda ima beskonačno veliki otpor, odnosno uopće ne propušta struju i predstavlja prekid u krugu. Tada se dio kruga s diodom može jednostavno precrtati, jer struja ne teče kroz njega.

Ohmov zakon. Serijsko i paralelno povezivanje provodnika

Njemački fizičar G. Ohm je 1826. eksperimentalno ustanovio da je strujna snaga I, koji teče kroz homogeni metalni provodnik (tj. provodnik u kojem ne djeluju vanjske sile) sa otporom R, proporcionalno naponu U na krajevima provodnika:

vrijednost R pozvao električni otpor. Provodnik sa električnim otporom naziva se otpornik. Ovaj odnos izražava Ohmov zakon za homogeni dio kola: Jačina struje u vodiču je direktno proporcionalna primijenjenom naponu i obrnuto proporcionalna otporu provodnika.

Zovu se provodnici koji poštuju Ohmov zakon linearno. Grafička zavisnost jačine struje I od napona U(takvi grafovi se nazivaju strujno-naponske karakteristike, skraćeno VAC) je prikazan pravom linijom koja prolazi kroz početak. Treba napomenuti da postoje mnogi materijali i uređaji koji se ne pridržavaju Ohmovog zakona, kao što su poluvodička dioda ili lampa na plinsko pražnjenje. Čak i za metalne vodiče pri dovoljno visokim strujama, uočava se odstupanje od Ohmovog linearnog zakona, budući da električni otpor metalnih vodiča raste s povećanjem temperature.

Provodnici u električnim krugovima mogu se povezati na dva načina: serijski i paralelni. Svaka metoda ima svoje obrasce.

1. Obrasci serijske veze:

Formula za ukupni otpor serijski spojenih otpornika vrijedi za bilo koji broj vodiča. Ako je kolo spojeno serijski n isti otpor R, zatim ukupni otpor R 0 se nalazi po formuli:

2. Obrasci paralelnog povezivanja:

Formula za ukupni otpor paralelno spojenih otpornika vrijedi za bilo koji broj vodiča. Ako je kolo spojeno paralelno n isti otpor R, zatim ukupni otpor R 0 se nalazi po formuli:

Električni mjerni instrumenti

Za mjerenje napona i struja u DC električnim krugovima koriste se posebni uređaji - voltmetri I ampermetri.

Voltmetar dizajniran za mjerenje razlike potencijala primijenjene na njegove terminale. Povezan je paralelno sa dijelom kola na kojem se mjeri razlika potencijala. Svaki voltmetar ima neki unutrašnji otpor. R b. Kako voltmetar ne bi doveo do primjetne preraspodjele struja kada je priključen na mjereno kolo, njegov unutarnji otpor mora biti velik u odnosu na otpor dijela kola na koji je spojen.

Ampermetar dizajniran za mjerenje struje u kolu. Ampermetar je povezan serijski električni krug tako da čitava izmjerena struja prolazi kroz njega. Ampermetar takođe ima određeni unutrašnji otpor. R A. Za razliku od voltmetra, unutrašnji otpor ampermetra mora biti dovoljno mali u poređenju sa ukupnim otporom čitavog kola.

EMF. Ohmov zakon za kompletno kolo

Za postojanje jednosmerne struje potrebno je imati uređaj u električnom zatvorenom kolu sposoban da stvara i održava razlike potencijala u delovima kola usled rada sila neelektrostatičkog porekla. Takvi uređaji se nazivaju izvori jednosmerne struje. Zovu se sile neelektrostatičkog porijekla koje djeluju na slobodne nosioce naboja iz izvora struje spoljne sile.

Priroda vanjskih sila može biti različita. U galvanskim ćelijama ili baterijama nastaju kao rezultat elektrohemijskih procesa, u DC generatorima vanjske sile nastaju kada se vodiči kreću u magnetskom polju. Pod djelovanjem vanjskih sila, električni naboji se kreću unutar izvora struje protiv sila elektrostatičkog polja, zbog čega se može održavati konstantna električna struja u zatvorenom kolu.

Kada se električni naboji kreću duž istosmjernog kola, vanjske sile koje djeluju unutar izvora struje rade. Fizička količina jednaka omjeru rada A st vanjske sile pri kretanju naboja q od negativnog pola izvora struje do pozitivnog na vrijednost ovog naboja, naziva se elektromotorna sila izvora (EMF):

Dakle, EMF je određen radom vanjskih sila pri pomicanju jednog pozitivnog naboja. Elektromotorna sila, kao i razlika potencijala, mjeri se u voltima (V).

Ohmov zakon za kompletno (zatvoreno) kolo: jačina struje u zatvorenom kolu jednaka je elektromotornoj sili izvora podijeljenoj s ukupnim (unutrašnjim + vanjskim) otporom kola:

Otpor r– unutrašnji (intrinzični) otpor izvora struje (zavisi od unutrašnje strukture izvora). Otpor R– otpor opterećenja (otpor vanjskog kola).

Pad napona u vanjskom kolu dok je jednak (takođe se zove napon na terminalima izvora):

Važno je razumjeti i zapamtiti: EMF i unutarnji otpor izvora struje ne mijenjaju se kada su različita opterećenja povezana.

Ako je otpor opterećenja nula (izvor se sam zatvara) ili mnogo manji od otpora izvora, tada će krug teći struja kratkog spoja:

Struja kratkog spoja - maksimalna struja koja se može dobiti dati izvor sa elektromotornom silom ε i unutrašnji otpor r. Za izvore sa malim unutrašnjim otporom, struja kratkog spoja može biti vrlo velika i uzrokovati uništenje električnog kola ili izvora. Na primjer, olovne baterije koje se koriste u automobilima mogu imati struju kratkog spoja od nekoliko stotina ampera. Posebno opasno kratki spojevi V rasvjetne mreže napaja se iz trafostanica (hiljade ampera). Kako bi se izbjegao destruktivni učinak tako velikih struja, osigurači ili posebni prekidači su uključeni u strujni krug.

Višestruki EMF izvori u kolu

Ako krug sadrži nekoliko emfs povezanih u seriju, To:

1. Kod ispravnog (pozitivni pol jednog izvora je povezan sa negativnim drugog) veze izvora, ukupni EMF svih izvora i njihov unutrašnji otpor mogu se naći po formulama:

Na primjer, takvo povezivanje izvora provodi se u daljinskim upravljačima, kamerama i drugim kućanskim aparatima koji rade na nekoliko baterija.

2. Ako su izvori povezani pogrešno (izvori su povezani istim polovima), njihov ukupni EMF i otpor izračunavaju se po formulama:

U oba slučaja raste ukupni otpor izvora.

At paralelna veza ima smisla povezivati ​​izvore samo sa istim EMF-om, inače će se izvori isprazniti jedan u drugi. Dakle, ukupni EMF će biti isti kao EMF svakog izvora, odnosno paralelnom vezom nećemo dobiti bateriju sa velikim EMF-om. Ovo smanjuje unutarnji otpor baterije izvora, što vam omogućava da dobijete više struje i snage u krugu:

Ovo je značenje paralelnog povezivanja izvora. U svakom slučaju, prilikom rješavanja problema prvo treba pronaći ukupni EMF i ukupni unutrašnji otpor rezultirajućeg izvora, a zatim napisati Ohmov zakon za kompletno kolo.

Rad i strujna snaga. Joule-Lenzov zakon

Posao A električna struja I teče kroz fiksni provodnik sa otporom R, pretvoren u toplinu Q, koji se ističe na provodniku. Ovaj rad se može izračunati pomoću jedne od formula (uzimajući u obzir Ohmov zakon, sve one slijede jedna iz druge):

Zakon pretvaranja rada struje u toplotu eksperimentalno su nezavisno ustanovili J. Joule i E. Lenz i naziva se Joule–Lenzov zakon. Snaga električne struje jednak omjeru rada struje A na vremenski interval Δ t, za koji je rađen ovaj rad, pa se može izračunati pomoću sljedećih formula:

Rad električne struje u SI, kao i obično, izražava se u džulima (J), snaga - u vatima (W).

Energetski bilans zatvorenog kola

Razmotrimo sada kompletno kolo istosmjerne struje koje se sastoji od izvora s elektromotornom silom ε i unutrašnji otpor r i spoljašnja homogena oblast sa otporom R. U ovom slučaju, korisna snaga ili snaga oslobođena u vanjskom kolu je:

Maksimalna moguća korisna snaga izvora se postiže ako R = r i jednak je:

Ako je spojen na isti izvor struje različitih otpora R 1 i R Dodjeljuju im se 2 jednake snage, tada se unutarnji otpor ovog izvora struje može pronaći po formuli:

Gubitak snage ili snaga unutar izvora struje:

Ukupna snaga koju razvija trenutni izvor:

Trenutna efikasnost izvora:

Elektroliza

elektroliti Uobičajeno je nazivati ​​provodne medije u kojima je protok električne struje praćen prijenosom materije. Nosioci slobodnih naboja u elektrolitima su pozitivno i negativno nabijeni ioni. Elektroliti uključuju mnoge spojeve metala s metaloidima u rastopljenom stanju, kao i neke čvrste tvari. Međutim, glavni predstavnici elektrolita koji se široko koriste u tehnologiji su vodene otopine anorganskih kiselina, soli i baza.

Prolazak električne struje kroz elektrolit je praćen oslobađanjem tvari na elektrodama. Ovaj fenomen je imenovan elektroliza.

Električna struja u elektrolitima je kretanje jona oba znaka u suprotnim smjerovima. Pozitivni joni se kreću prema negativnoj elektrodi ( katoda), negativni joni - do pozitivne elektrode ( anoda). Joni oba znaka se pojavljuju u vodeni rastvori soli, kiseline i alkalije kao rezultat cijepanja nekih neutralnih molekula. Ovaj fenomen se zove elektrolitička disocijacija.

zakon elektrolize eksperimentalno je ustanovio engleski fizičar M. Faraday 1833. godine. Faradejev zakon određuje količinu primarnih produkata koji se oslobađaju na elektrodama tokom elektrolize. Dakle, masa m supstanca koja se oslobađa na elektrodi je direktno proporcionalna naelektrisanju Q prolazi kroz elektrolit:

vrijednost k pozvao elektrohemijski ekvivalent. Može se izračunati pomoću formule:

gdje: n je valencija supstance, N A je Avogadrova konstanta, M je molarna masa supstance, e – elementarnog naboja. Ponekad se uvodi i sljedeća notacija za Faradejevu konstantu:

Električna struja u plinovima iu vakuumu

Električna struja u plinovima

IN normalnim uslovima gasovi ne provode elektricitet. To je zbog električne neutralnosti molekula plina i, posljedično, odsustva električnih nosača naboja. Da bi plin postao provodnik, jedan ili više elektrona moraju biti odstranjeni iz molekula. Tada će postojati slobodni nosioci naboja - elektroni i pozitivni ioni. Ovaj proces se zove jonizacija gasa.

Moguće je jonizirati molekule plina vanjskim utjecajem - jonizator. Jonizatori mogu biti: struja svjetlosti, rendgensko zračenje, struja elektrona ili α -čestice. Molekuli plina također joniziraju na visokoj temperaturi. Ionizacija dovodi do pojave slobodnih nosilaca naboja u gasovima - elektrona, pozitivnih iona, negativnih jona (elektron u kombinaciji sa neutralnom molekulom).

Ako stvarate u zauzetom prostoru jonizovani gas, električno polje, tada će se nosioci električnih naboja kretati u uređeno - tako nastaje električna struja u plinovima. Ako ionizator prestane da radi, tada gas ponovo postaje neutralan, jer rekombinacija– formiranje neutralnih atoma jonima i elektronima.

Električna struja u vakuumu

Vakum je takav stepen razrjeđivanja plina pri kojem se može zanemariti sudar njegovih molekula i pretpostaviti da prosečna dužina slobodni rad premašuje linearne dimenzije posuda u kojoj se nalazi plin.

Električna struja u vakuumu naziva se provodljivost međuelektrodnog razmaka u vakuumskom stanju. U ovom slučaju ima toliko malo molekula plina da procesi njihove ionizacije ne mogu obezbijediti toliki broj elektrona i jona koji su potrebni za ionizaciju. Provodljivost međuelektrodnog razmaka u vakuumu može se osigurati samo uz pomoć nabijenih čestica koje su nastale uslijed emisionih pojava na elektrodama.

• Nazad
• Naprijed

Kako se uspješno pripremiti za CT iz fizike i matematike?

Da bi se uspješno pripremili za CT iz fizike i matematike, između ostalog, moraju biti ispunjena tri kritična uslova:

1. Proučite sve teme i ispunite sve testove i zadatke date u materijalima za učenje na ovoj stranici. Da biste to učinili, ne trebate baš ništa, naime: svaki dan posvetiti tri do četiri sata pripremi za CT iz fizike i matematike, proučavanju teorije i rješavanju problema. Činjenica je da je CT ispit na kojem nije dovoljno samo znati fiziku ili matematiku, potrebno je i znati brzo i bez grešaka rješavati veliki broj zadaci za različite teme i različite složenosti. Ovo poslednje se može naučiti samo rešavanjem hiljada problema.
2. Naučite sve formule i zakone u fizici, te formule i metode u matematici. Zapravo, i to je vrlo jednostavno učiniti, postoji samo oko 200 potrebnih formula u fizici, a još nešto manje u matematici. U svakom od ovih predmeta postoji desetak standardnih metoda za rješavanje problema osnovnog nivoa složenosti, koje se također mogu naučiti, te tako potpuno automatski i bez poteškoća riješiti veći dio digitalne transformacije u pravom trenutku. Nakon toga ćete morati razmišljati samo o najtežim zadacima.
3. Pohađati sve tri faze probnog testiranja iz fizike i matematike. Svaki RT se može posjetiti dva puta kako bi se riješile obje opcije. Opet, na CT-u, pored sposobnosti brzog i efikasnog rješavanja problema, te poznavanja formula i metoda, potrebno je i znati pravilno planirati vrijeme, rasporediti snage i što je najvažnije ispravno popuniti formular za odgovore. , ne brkajući ni brojeve odgovora i zadataka, ni svoje ime. Takođe, tokom RT-a je važno da se naviknete na stil postavljanja pitanja u zadacima, što može izgledati vrlo neobično nespremnoj osobi na DT-u.

Uspješna, marljiva i odgovorna implementacija ove tri tačke omogućit će vam da na CT-u pokažete odličan rezultat, maksimum onoga za što ste sposobni.

Pronašli ste grešku?

Ako mislite da ste pronašli grešku u materijali za obuku, pa napišite, molim vas, o tome poštom. O grešci možete pisati i na društvenoj mreži (). U pismu navedite predmet (fizika ili matematika), naziv ili broj teme ili testa, broj zadatka ili mjesto u tekstu (stranici) na kojem, po vašem mišljenju, postoji greška. Također opišite koja je navodna greška. Vaše pismo neće proći nezapaženo, greška će biti ili ispravljena, ili će Vam biti objašnjeno zašto nije greška.

Šta se naziva jačina struje? Ovo pitanje se postavljalo više od jednom ili dvaput u procesu diskusije o raznim pitanjima. Stoga smo odlučili da se time pozabavimo detaljnije, a mi ćemo pokušati to učiniti što je više moguće. na prostom jeziku bez ogromnog broja formula i nerazumljivih pojmova.

Dakle, šta se zove električna struja? Ovo je usmjerena struja nabijenih čestica. Ali šta su to čestice, zašto se iznenada kreću i gde? Ovo nije baš jasno. Dakle, pogledajmo ovo pitanje detaljnije.

• Počnimo s pitanjem o nabijenim česticama, koje su, u stvari, nosioci električne struje. Različiti su u različitim supstancama. Na primjer, šta je električna struja u metalima? Ovo su elektroni. U plinovima, elektronima i ionima; u poluprovodnicima - rupe; a u elektrolitima su to kationi i anjoni.

• Ove čestice imaju određeni naboj. Može biti pozitivan ili negativan. Definicija pozitivnog i negativnog naboja data je uslovno. Čestice sa istim nabojem se međusobno odbijaju, dok se čestice suprotnog naboja privlače.

• Na osnovu toga ispada logično da će se kretanje odvijati od pozitivnog pola ka negativnom. I što je više naelektrisanih čestica na jednom naelektrisanom polu, to će se više njih kretati ka polu sa drugačijim predznakom.
• Ali ovo je sve duboka teorija, pa uzmimo konkretan primjer. Recimo da imamo utičnicu na koju nije priključen nijedan uređaj. Ima li struje tamo?
• Da bismo odgovorili na ovo pitanje, moramo znati koji su napon i struja. Da bi bilo jasnije, pogledajmo ovo na primjeru cijevi s vodom. Pojednostavljeno rečeno, cijev je naša žica. Poprečni presjek ove cijevi je napon električna mreža, a brzina protoka je naša električna struja.
• Vraćamo se u naš izlaz. Ako povučemo analogiju s cijevi, onda je utičnica bez priključenih električnih uređaja cijev zatvorena ventilom. Odnosno, nema struje.

• Ali tu postoji napetost. A ako je u cijevi, da bi se pojavio protok, potrebno otvoriti ventil, tada je potrebno spojiti opterećenje kako bi se stvorila električna struja u vodiču. To se može učiniti tako što ćete utikač uključiti u utičnicu.
• Naravno, ovo je vrlo pojednostavljena prezentacija pitanja, a neki stručnjaci će mi naći zamjerke i ukazati na nepreciznosti. Ali daje ideju o tome što se zove električna struja.

Jednosmjerna i naizmjenična struja

Sljedeće pitanje koje predlažemo da shvatimo je: šta je naizmjenična struja i jednosmjerna struja. Uostalom, mnogi ne razumiju sasvim ispravno ove koncepte.

Konstantna struja je struja koja ne mijenja svoju veličinu i smjer tokom vremena. Često se pulsirajuća struja naziva i konstantom, ali hajde da pričamo o svemu po redu.

• Jednosmjernu struju karakterizira činjenica da isti broj električnih naboja stalno zamjenjuju jedan drugog u istom smjeru. Smjer je od jednog pola do drugog.
• Ispada da provodnik uvijek ima ili pozitivan ili negativan naboj. I vremenom je nepromijenjen.

Bilješka! Prilikom određivanja smjera istosmjerne struje može doći do nedosljednosti. Ako struja nastaje kretanjem pozitivno nabijenih čestica, tada njen smjer odgovara kretanju čestica. Ako struja nastaje kretanjem negativno nabijenih čestica, onda se smatra da je njen smjer suprotan kretanju čestica.

• Ali pod konceptom onoga što se jednosmjerna struja često naziva takozvanom pulsirajućom strujom. Od konstante se razlikuje samo po tome što se njena vrijednost mijenja tokom vremena, ali istovremeno ne mijenja svoj predznak.
• Recimo da imamo struju od 5A. Za jednosmjernu struju, ova vrijednost će biti nepromijenjena tokom cijelog vremenskog perioda. Za pulsirajuću struju, u jednom vremenskom periodu biće 5, u drugom 4, a u trećem 4,5. Ali u isto vrijeme, ni u kom slučaju ne pada ispod nule i ne mijenja svoj predznak.

• Ova struja mreškanja je vrlo česta pri pretvaranju AC u DC. To je pulsirajuća struja koju proizvodi vaš inverter ili diodni most u elektronici.
• Jedna od glavnih prednosti jednosmjerne struje je da se može skladištiti. To možete učiniti vlastitim rukama, koristeći baterije ili kondenzatore.

Izmjenična struja

Da bismo razumjeli šta je naizmjenična struja, trebamo zamisliti sinusoidu. Upravo ova ravna kriva najbolje karakterizira promjenu jednosmjerne struje i standard je.

Bilješka! Možete jasno vidjeti što su naizmjenična i jednosmjerna struja, koristeći primjer obicna sijalica. To je posebno vidljivo na diodnim lampama niske kvalitete, ali ako dobro pogledate, možete ga vidjeti i na običnoj žarulji sa žarnom niti. Kada rade na jednosmjernoj struji, oni gore uz stalno svjetlo, a kada rade na naizmjeničnu struju, lagano trepere.

Šta je snaga i gustina struje?

Pa, otkrili smo šta je jednosmerna, a šta naizmenična struja. Ali vjerovatno još uvijek imate puno pitanja. Pokušat ćemo ih razmotriti u ovom dijelu našeg članka.

Iz ovog videa možete saznati više o tome šta je snaga.

• I prvo od ovih pitanja će biti: koliki je napon električne struje? Napon je razlika potencijala između dvije tačke.

• Odmah se postavlja pitanje koji je potencijal? Sada će mi profesionalci opet naći zamjerke, ali recimo to ovako: ovo je višak nabijenih čestica. To jest, postoji jedna tačka u kojoj postoji višak naelektrisanih čestica - i postoji druga tačka u kojoj su te naelektrisane čestice ili više ili manje. Ova razlika se naziva napon. Mjeri se u voltima (V).

• Uzmimo za primjer običnu utičnicu. Svi vi vjerovatno znate da je njegov napon 220V. Imamo dvije žice u utičnici, a napon od 220V znači da je potencijal jedne žice veći od potencijala druge žice samo za ovih 220V.
• Potrebno nam je razumijevanje koncepta napona da bismo razumjeli kolika je snaga električne struje. Iako sa stručne tačke gledišta, ova izjava nije sasvim tačna. Električna struja nema snagu, već je njen derivat.

• Da bismo razumjeli ovu tačku, vratimo se našoj analogiji s vodovodnim cijevima. Kao što se sjećate, poprečni presjek ove cijevi je napon, a brzina protoka u cijevi je struja. Dakle: snaga je količina vode koja teče kroz ovu cijev.
• Logično je pretpostaviti da je kod jednakih poprečnih presjeka, odnosno napona, jači protok, odnosno električna struja, veći protok vode da se kreće kroz cijev. Shodno tome, više snage će se prenijeti na potrošača.
• Ali ako, analogno s vodom, možemo prenijeti strogo određenu količinu vode kroz cijev određenog presjeka, budući da se voda ne komprimira, onda nije sve tako s električnom strujom. Kroz bilo koji provodnik, teoretski možemo prenijeti bilo koju struju. Ali u praksi će provodnik malog poprečnog presjeka pri velikoj gustoći struje jednostavno izgorjeti.

• U tom smislu, moramo razumjeti koja je gustina struje. Grubo govoreći, ovo je broj elektrona koji se kreću kroz određeni dio provodnika u jedinici vremena.
• Ovaj broj bi trebao biti optimalan. Uostalom, ako uzmemo vodič velikog poprečnog presjeka i kroz njega prenosimo malu struju, tada će cijena takve električne instalacije biti visoka. U isto vrijeme, ako uzmemo vodič malog poprečnog presjeka, tada će se zbog velike gustoće struje pregrijati i brzo izgorjeti.
• S tim u vezi, PUE ima odgovarajući odjeljak koji vam omogućava da odaberete vodiče na osnovu ekonomske gustoće struje.

• Ali da se vratimo na koncept šta je trenutna moć? Kao što smo shvatili po našoj analogiji, kod istog presjeka cijevi, prenesena snaga ovisi samo o jačini struje. Ali ako se poveća poprečni presjek naše cijevi, odnosno poveća se napon, u ovom slučaju, na iste vrijednosti protoka, prenosiće se potpuno različite količine vode. Isto važi i za elektriku.

• Što je veći napon, manja je struja potrebna za prijenos iste snage. Zbog toga, za prenos velikih snaga na velike udaljenosti, visokonaponskih vodova dalekovodi.

Uostalom, vod s poprečnim presjekom žice od 120 mm 2 za napon od 330 kV sposoban je prenijeti višestruko više snage u odnosu na liniju istog poprečnog presjeka, ali s naponom od 35 kV. Iako ono što se zove trenutna snaga, oni će biti isti.

Metode za prijenos električne struje

Što je struja i napon smo shvatili. Vrijeme je da shvatimo kako distribuirati električnu struju. To će vam omogućiti da se u budućnosti osjećate sigurnije u radu s električnim uređajima.

Kao što smo već rekli, struja može biti promjenjiva i konstantna. U industriji, iu vašim utičnicama, koristi se naizmjenična struja. Češće je jer je lakše ožičiti. Činjenica je da je prilično teško i skupo promijeniti istosmjerni napon, a izmjenični napon možete promijeniti pomoću običnih transformatora.

Bilješka! Nijedan AC transformator neće raditi na DC. Budući da su svojstva koja koristi svojstvena samo naizmjeničnoj struji.

• Ali to uopće ne znači da se jednosmjerna struja nigdje ne koristi. On ima drugu korisno svojstvo, što nije svojstveno varijabli. Može se akumulirati i pohraniti.
• S tim u vezi, jednosmjerna struja se koristi u svim prijenosnim električnim aparatima, u željezničkom saobraćaju, kao iu nekim industrijskim objektima gdje je potrebno održati operativnost i nakon potpunog nestanka struje.

• Najčešći način skladištenja električna energija, su punjive baterije. Imaju posebne hemijska svojstva, omogućavajući akumulaciju, a zatim, ako je potrebno, dajte jednosmjernu struju.
• Svaka baterija ima strogo ograničenu količinu pohranjene energije. Zove se kapacitet baterije, a dijelom je određen početnom strujom baterije.
• Kolika je početna struja baterije? To je količina energije koju baterija može dati u samom početnom trenutku spajanja opterećenja. Činjenica je da se, ovisno o fizičkim i kemijskim svojstvima, baterije razlikuju po načinu na koji oslobađaju akumuliranu energiju.

• Neki mogu dati odmah i mnogo. Zbog toga se, naravno, brzo otpuštaju. A drugi daju dugo, ali malo. Osim toga, važan aspekt baterije je sposobnost održavanja napona.
• Činjenica je da, kako kaže upute, za neke baterije, kako se kapacitet vraća, njihov napon također postupno opada. I druge baterije su u stanju dati gotovo cijeli kapacitet sa istim naponom. Na osnovu ovih osnovnih svojstava, ova skladišta se biraju za električnu energiju.
• Za prijenos jednosmjerne struje, u svim slučajevima, koriste se dvije žice. Ovo je pozitivna i negativna žica. Crvena i plava.

Izmjenična struja

Ali s naizmjeničnom strujom sve je mnogo složenije. Može se prenositi preko jedne, dvije, tri ili četiri žice. Da bismo ovo objasnili, moramo se pozabaviti pitanjem: šta je trofazna struja?

• Naizmjeničnu struju stvara generator. Obično gotovo svi imaju trofaznu strukturu. To znači da generator ima tri izlaza, a svaki od ovih izlaza proizvodi električnu struju koja se od prethodnih razlikuje za ugao od 120⁰.

• Da bismo ovo razumjeli, sjetimo se naše sinusoide, koja je model za opisivanje naizmjenične struje, a prema čijim se zakonima mijenja. Uzmimo tri faze - "A", "B" i "C", i uzmemo određenu tačku u vremenu. U ovom trenutku, sinusni talas "A" faze je u nultoj tački, sinusni talas "B" faze je u ekstremnoj pozitivnoj tački, a sinusni talas "C" faze je u ekstremnoj negativnoj tački.
• U svakoj narednoj jedinici vremena, naizmjenična struja u ovim fazama će se mijenjati, ali sinhrono. Odnosno, nakon određenog vremena, u fazi "A" doći će do negativnog maksimuma. U fazi "B" bit će nula, au fazi "C" - pozitivan maksimum. I nakon nekog vremena, oni će se ponovo promijeniti.

• Kao rezultat toga, ispada da svaka od ovih faza ima svoj potencijal, koji se razlikuje od potencijala susjedne faze. Stoga mora postojati nešto između njih što ne provodi struju.
• Ova razlika potencijala između dvije faze naziva se mrežni napon. Osim toga, imaju potencijalnu razliku u odnosu na uzemljenje - ovaj napon se naziva faza.
• I tako, ako je linijski napon između ovih faza 380V, tada je fazni napon 220V. Razlikuje se za vrijednost u √3. Ovo pravilo uvijek vrijedi za bilo koji napon.

• Na osnovu toga, ako nam je potreban napon od 220V, onda možemo uzeti jednu faznu žicu, i to žicu koja je čvrsto povezana sa zemljom. I dobijamo jednofaznu mrežu od 220V. Ako nam treba mreža od 380V, onda možemo uzeti samo bilo koje 2 faze i spojiti neku vrstu grijača kao na videu.

Ali u većini slučajeva koriste se sve tri faze. Svi moćni potrošači povezani su na trofaznu mrežu.

Zaključak

Šta se desilo indukciona struja, kapacitivna struja, startna struja, struja idle move, struje negativnog niza, lutajuće struje i još mnogo toga, jednostavno ne možemo razmotriti u jednom članku.

Na kraju krajeva, pitanje električne struje je prilično obimno, a čitava elektrotehnička nauka je stvorena da ga razmotri. Ali zaista se nadamo da smo uspjeli objasniti glavne aspekte ovog pitanja na pristupačnom jeziku, a sada električna struja za vas neće biti nešto strašno i nerazumljivo.