Konceptet themelore të rrymës elektrike. Çfarë është rryma elektrike? Kushtet për ekzistimin e rrymës elektrike: karakteristikat dhe veprimet

Çfarë dimë në të vërtetë për energjinë elektrike sot? Sipas pamje moderne shumë, por nëse thellojmë në thelbin e kësaj çështjeje më në detaje, rezulton se njerëzimi përdor gjerësisht energjinë elektrike pa e kuptuar natyrën e vërtetë të këtij fenomeni të rëndësishëm fizik.

Qëllimi i këtij artikulli nuk është të hedh poshtë rezultatet e arritura shkencore dhe teknike të aplikuara të kërkimeve në fushën e fenomeneve elektrike, të cilat përdoren gjerësisht në jetën e përditshme dhe në industri. shoqëri moderne. Por njerëzimi ballafaqohet vazhdimisht me një sërë fenomenesh dhe paradoksesh që nuk përshtaten në kuadrin e koncepteve teorike moderne në lidhje me fenomenet elektrike - kjo tregon një mungesë të të kuptuarit të plotë të fizikës së këtij fenomeni.

Gjithashtu, sot shkenca njeh fakte kur substancat dhe materialet në dukje të studiuara shfaqin veti të përçueshmërisë anormale ( ) .

Një fenomen i tillë si superpërçueshmëria e materialeve gjithashtu nuk ka një teori plotësisht të kënaqshme në kohën e tanishme. Ekziston vetëm një supozim se superpërçueshmëria është fenomen kuantik , e cila studiohet nga mekanika kuantike. Pas studimit të kujdesshëm të ekuacioneve bazë të mekanikës kuantike: ekuacioni i Shrodingerit, ekuacioni von Neumann, ekuacioni Lindblad, ekuacioni i Heisenberg dhe ekuacioni i Paulit, mospërputhja e tyre do të bëhet e dukshme. Fakti është se ekuacioni i Shrodingerit nuk është nxjerrë, por është postuluar me metodën e analogjisë me optikën klasike, bazuar në një përgjithësim të të dhënave eksperimentale. Ekuacioni i Paulit përshkruan lëvizjen e një grimce të ngarkuar me spin 1/2 (për shembull, një elektron) në një fushë elektromagnetike të jashtme, por koncepti i rrotullimit nuk lidhet me rrotullimin real të një grimce elementare dhe në lidhje me rrotullimin supozohet se ekziston një hapësirë ​​gjendjesh që në asnjë mënyrë nuk lidhen me lëvizjen e grimcave të një grimce elementare në hapësirën e zakonshme.

Në librin e Anastasia Novykh "Ezoosmos" përmendet mospërputhja e teorisë kuantike: "Por teoria mekanike kuantike e strukturës së atomit, e cila e konsideron atomin si një sistem mikrogrimcash që nuk u binden ligjeve të mekanikës klasike, absolutisht jo relevante . Në pamje të parë, argumentet e fizikanit gjerman Heisenberg dhe fizikanit austriak Schrödinger u duken bindëse njerëzve, por nëse e gjithë kjo konsiderohet nga një këndvështrim tjetër, atëherë përfundimet e tyre janë vetëm pjesërisht të sakta, dhe në përgjithësi, të dyja janë krejtësisht të gabuara. . Fakti është se i pari e përshkroi elektronin si një grimcë, dhe tjetri si një valë. Nga rruga, parimi i dualitetit valë-grimcë është gjithashtu i parëndësishëm, pasi nuk zbulon kalimin e një grimce në valë dhe anasjelltas. Domethënë, zotërinjtë e ditur rezultojnë të jenë disi të pakët. Në fakt është shumë e thjeshtë. Në përgjithësi, dua të them se fizika e së ardhmes është shumë e thjeshtë dhe e kuptueshme. Gjëja kryesore është të jetosh për të parë këtë të ardhme. Sa i përket elektronit, ai bëhet valë vetëm në dy raste. E para është kur ngarkesa e jashtme humbet, domethënë kur elektroni nuk ndërvepron me objekte të tjera materiale, le të themi me të njëjtin atom. E dyta, në gjendje paraosmike, pra kur ulet potenciali i saj i brendshëm”.

Të njëjtat impulse elektrike të gjeneruara nga neuronet sistemi nervor njerëzore, mbështesin funksionimin aktiv kompleks të larmishëm të trupit. Është interesante të theksohet se potenciali i veprimit të qelizave (një valë ngacmimi që lëviz nëpër membranën e një qelize të gjallë në formën e një ndryshimi afatshkurtër potenciali i membranës në zonë e vogël qeliza ngacmuese) është në një interval të caktuar (Fig. 1).

Kufiri i poshtëm i potencialit të veprimit të një neuroni është në nivelin -75 mV, që është shumë afër vlerës së potencialit redoks të gjakut të njeriut. Nëse analizojmë maksimumin dhe vlerë minimale potenciali i veprimit në raport me zero, atëherë është shumë afër përqindjes së rrumbullakosur kuptimi raporti i artë , d.m.th. ndarja e intervalit në raportin 62% dhe 38%:

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

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

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

Të gjithë, të famshëm shkenca moderne, substancat dhe materialet përçojnë elektricitetin në një shkallë ose në një tjetër, pasi ato përmbajnë elektrone të përbëra nga 13 grimca fantazmë Po, të cilat, nga ana tjetër, janë tufa septonike (“PRIMORDIALE ALLATRA PHYSICS” f. 61). Pyetja e vetme është tensioni rrymë elektrike, e cila është e nevojshme për të kapërcyer rezistencën elektrike.

Duke qenë se fenomenet elektrike janë të lidhura ngushtë me elektronin, raporti “PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS” jep informacionin e mëposhtëm në lidhje me këtë grimcë elementare të rëndësishme: “Elektroni është pjesë përbërëse atomi, një nga elementët kryesorë strukturorë të materies. Elektronet formojnë predha elektronike të atomeve të të gjithë elementëve kimikë të njohur sot. Ata marrin pjesë pothuajse në të gjitha fenomenet elektrike për të cilat shkencëtarët janë të vetëdijshëm sot. Por çfarë është në të vërtetë elektriciteti, shkenca zyrtare ende nuk mund ta shpjegojë, duke u kufizuar në fraza të përgjithshme se ai është, për shembull, "një grup fenomenesh të shkaktuara nga ekzistenca, lëvizja dhe ndërveprimi i trupave të ngarkuar ose grimcave bartëse. ngarkesat elektrike" Dihet se energjia elektrike nuk është një rrjedhë e vazhdueshme, por është e transferuar në pjesë - në mënyrë diskrete».

Sipas ideve moderne: " rrymë elektrike "është një grup fenomenesh të shkaktuara nga ekzistenca, ndërveprimi dhe lëvizja e ngarkesave elektrike." Por çfarë është ngarkesa elektrike?

Ngarkesa elektrike (sasia e energjisë elektrike) është një sasi fizike skalare (një sasi, çdo vlerë e së cilës mund të shprehet me një numër real) që përcakton aftësinë e trupave për të qenë burim i fushave elektromagnetike dhe për të marrë pjesë në bashkëveprimin elektromagnetik. Ngarkesat elektrike ndahen në pozitive dhe negative (kjo zgjedhje konsiderohet thjesht arbitrare në shkencë dhe çdo ngarkesë i caktohet një shenjë shumë specifike). Trupat e ngarkuar me një ngarkesë të së njëjtës shenjë zmbrapsen dhe trupat me ngarkesë të kundërt tërhiqen. Kur trupat e ngarkuar lëvizin (si trupat makroskopikë ashtu edhe grimcat e ngarkuara mikroskopike që bartin rrymë elektrike në përcjellës), lind një fushë magnetike dhe ndodhin fenomene që bëjnë të mundur vendosjen e marrëdhënieve midis elektricitetit dhe magnetizmit (elektromagnetizëm).

Elektrodinamika studion fushën elektromagnetike në rastin më të përgjithshëm (d.m.th., merren parasysh fushat e ndryshueshme të varura nga koha) dhe bashkëveprimin e saj me trupat që kanë ngarkesë elektrike. Elektrodinamika klasike merr parasysh vetëm vetitë e vazhdueshme të elektrodinamikës. fushë magnetike.

Elektrodinamika kuantike studimet fusha elektromagnetike, të cilat kanë veti të ndërprera (diskrete), bartës të të cilave janë kuantet fushore - fotonet. Ndërveprim rrezatimi elektromagnetik me grimca të ngarkuara konsiderohet në elektrodinamikën kuantike si thithja dhe emetimi i fotoneve nga grimcat.

Vlen të mendohet pse një fushë magnetike shfaqet rreth një përcjellësi me rrymë, ose rreth një atomi në orbitat e të cilit lëvizin elektronet? Çështja është se " ajo që sot quhet energji elektrike është në fakt një gjendje e veçantë e fushës septon , në proceset e të cilave elektroni merr pjesë në shumicën e rasteve së bashku me "komponentët" e tjerë të tij shtesë. "("PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS" f. 90).

Dhe forma toroidale e fushës magnetike përcaktohet nga natyra e origjinës së saj. Siç thotë artikulli: “Duke marrë parasysh modelet e fraktalit në Univers, si dhe faktin që fusha e septonit në botën materiale brenda 6 dimensioneve është fusha themelore, e unifikuar në të cilën bazohen të gjitha ndërveprimet e njohura për shkencën moderne, mund të argumentohet se ato të gjitha kanë edhe formën Tora. Dhe kjo deklaratë mund të jetë me interes të veçantë shkencor për studiuesit modernë.". Prandaj, fusha elektromagnetike gjithmonë do të marrë formën e një torusi, si torusi i një septoni.

Le të shqyrtojmë një spirale përmes së cilës rrjedh rryma elektrike dhe si formohet saktësisht fusha e saj elektromagnetike ( https://www.youtube.com/watch?v=0BgV-ST478M).

Oriz. 2. Vijat e fushës së një magneti drejtkëndor

Oriz. 3. Vijat fushore të një spirale me rrymë

Oriz. 4. Linjat fushore të seksioneve individuale të spirales

Oriz. 5. Analogji ndërmjet linjat e energjisë spirale dhe atome me elektrone orbitale

Oriz. 6. Një fragment i veçantë i një spirale dhe një atomi me vija force

PËRFUNDIM: njerëzimi ende nuk i ka mësuar sekretet e fenomenit misterioz të energjisë elektrike.

Peter Totov

Fjalët kyçe: FIZIKA ALLATRA PRIMORDIALE, rryma elektrike, elektriciteti, natyra e elektricitetit, ngarkesa elektrike, fusha elektromagnetike, mekanika kuantike, elektron.

Literatura:

te reja. A., Ezoosmos, K.: LOTOS, 2013. - 312 f. http://schambala.com.ua/book/ezoosmos

Raporti “PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS” nga një grup ndërkombëtar shkencëtarësh të International lëvizje sociale ALLATRA, ed. Anastasia Novykh, 2015;

Goditje elektrike quhet lëvizje e urdhëruar e ngarkesave elektrike. Lëvizja e drejtuar e ngarkesave elektrike në një përcjellës nën ndikimin e forcave të fushës elektrike quhet rrymë përcjellëse. Për shfaqjen dhe ekzistencën e një rryme përcjellëse, nevojiten dy kushte:

1. Prania e ngarkesave elektrike në një mjedis të caktuar. Në metale këto janë elektrone përçuese; në përcjellësit e lëngshëm (elektrolitet) - jone pozitive dhe negative; në gaze - jone pozitive dhe elektrone.

2. Prania e një fushe elektrike, energjia e së cilës do të shpenzohej në lëvizjen e ngarkesave elektrike.

Drejtimi i rrymës elektrike zakonisht merret si drejtimi i lëvizjes së ngarkesave pozitive. Karakteristika sasiore e rrymës elektrike është forca aktuale– Ngarkesa që rrjedh nëpër seksionin kryq të përcjellësit për njësi të kohës:

Fuqia aktuale mund të lidhet me shpejtësinë mesatare υ urdhëroi lëvizjen e ngarkesave. Gjatë kohës dt përmes prerjes tërthore të përcjellësit me sipërfaqe dS akuza do të rrjedhë dq, i mbyllur në vëllimin e një përcjellësi me gjatësi dl= υ . dt, (Fig. 5.1)

dq=q 0 . n. dS. dl,

Ku q 0- ngarkesa e secilës grimcë, n– përqendrimi i grimcave.

Pastaj forca aktuale

. (5.2)

Dendësia e rrymësj- sasi fizike vektoriale, numerikisht e barabartë me forcën e rrymës që kalon nëpër një zonë njësi të prerjes tërthore të një përcjellësi të tërhequr pingul me drejtimin e rrymës dhe që përkon me drejtimin e rrymës

Në mënyrë që rryma të jetë afatgjatë, nevojitet një pajisje në të cilën një lloj energjie shndërrohet vazhdimisht në energjinë e një fushe elektrike. Një pajisje e tillë quhet burim aktual. Në një burim aktual, lëvizja e bartësve ndodh kundër forcave në terren, dhe kjo është e mundur vetëm për shkak të forcave me origjinë joelektrostatike, të quajtura nga forcat e jashtme.

Një vlerë e barabartë me punën e forcave të jashtme për të lëvizur një njësi ngarkesë pozitive në një qark të mbyllur quhet forca elektromotore (EMF) x ,

Forca e jashtme që vepron në ngarkesë mund të përfaqësohet përmes forcës së fushës së forcave të jashtme

atëherë emf për një qark të mbyllur përcaktohet nga shprehja

Rrjedhimisht, EMF që vepron në një qark të mbyllur është i barabartë me qarkullimin e vektorit të forcës së fushës së forcave të jashtme.

Një sasi numerikisht e barabartë me punën e bërë nga forcat elektrike dhe të jashtme kur lëviz një njësi pozitive h porosit për këtë zonë zinxhirët quhen tension:

dS tga=1/R

Fig.5.1 Fig.5.2

5.2 Ligji i përgjithësuar i Ohm-it. Forma diferenciale e ligjit të Ohm-it

Për secilin përcjellës - të ngurtë, të lëngshëm dhe të gaztë - ekziston një varësi e caktuar e rrymës nga tensioni i aplikuar - karakteristikë volt-amper (VAC). Ka formën më të thjeshtë për përçuesit metalikë dhe tretësirat e elektrolitit (Fig. 5.2) dhe përcaktohet nga ligji i Ohm-it.

Sipas ligjit Ohm për një seksion homogjen (që nuk përmban forca të jashtme) të qarkut, forca aktuale është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin e aplikuar U dhe është në përpjesëtim të zhdrejtë me rezistencën e përcjellësit R

Njësia e rezistencës është Ohm ([R ] = 1 Ohm). Ohm është rezistenca e një përcjellësi të tillë në të cilin, në një tension prej 1 NË rrjedhat e rrymës 1 A.

Rezistenca varet nga vetitë e përcjellësit, forma dhe ajo dimensionet gjeometrike. Për një përcjellës cilindrik homogjen

Ku l- gjatësia e përcjellësit, S- zona tërthore,

r- rezistenca (rezistenca e një përcjellësi me një gjatësi prej 1 m dhe një sipërfaqe tërthore prej 1 m 2) varet nga natyra e përcjellësit dhe temperatura ([ r] = Ohm. m).

Reciprociteti i rezistencës quhet përçueshmëri elektrike: s = 1/r.

Për një seksion jo uniform të zinxhirit, d.m.th. seksioni që përmban EMF (Fig. 5.3), duke marrë parasysh (5.7) dhe (5.8) marrim

. (5.10)

Kjo shprehje quhet përgjithësoi ligjin e Ohm-it në formë integrale.

Le të marrim ligjin e Ohm-it për një seksion homogjen të qarkut në formë diferenciale. Për ta bërë këtë, le të zgjedhim, në afërsi të një pike të caktuar brenda përcjellësit, një vëllim cilindrik elementar me gjeneratorë paralelë me vektorin e densitetit të rrymës. j në këtë pikë (Fig. 5.4).

- + dS

R x 12 J

Oriz. 5.3 Fig. 5.4

Një rrymë rrjedh përmes seksionit kryq të cilindrit me forcë I=jdS. Tensioni i aplikuar në cilindër është

Ku E– forca e fushës në një pikë të caktuar.

Rezistenca e cilindrit. Zëvendësimi Unë, U Dhe R

në formulën (5.8) dhe duke marrë parasysh që drejtimet e vektorëve përkojnë, marrim Ligji i Ohmit për një seksion homogjen të një qarku në formë diferenciale

. (5.11)

Ligji i Ohmit për një seksion jo të njëtrajtshëm të një qarku V forma diferenciale do të shkruhet si më poshtë:

, (5.12)

ku është forca e fushës së forcave të jashtme.

Përçuesit dhe burimet e rrymës në qarqet elektrike mund të lidhen në seri dhe paralelisht.

Konsistente Kjo lidhje e përcjellësve quhet kur fundi i njërit përcjellës lidhet me fillimin e tjetrit (Fig. 5.5). Në këtë rast, marrëdhëniet e mëposhtme janë të kënaqur:

I=konst;

U=U 1 +U 2 +…+U n;

R=R 1 +R 2 +…+R n. (5.13)

Paralele Kjo lidhje quhet kur disa skaje të përcjellësve janë të lidhur në një nyje, dhe tjetra përfundon në një tjetër (Fig. 5.6). Në këtë rast, marrëdhëniet e mëposhtme plotësohen:

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

Oriz. 5.5 Fig. 5.6

Në lidhje serike disa burime identike të rrymës (Fig. 5.7), emf total i baterisë është i barabartë me shuma algjebrike EMF e të gjitha burimeve, dhe rezistenca totale është e barabartë me shumën e rezistencave të brendshme:

x b = x 1 + x 2 +…+ x n, r b = r 1 + r 2 +…+r n.

Kur lidhen paralelisht n burime me të njëjtin EMF - x dhe rezistencat e brendshme - r(Fig. 5.8) Emf i baterisë është i barabartë me emf të një burimi (x b = x), dhe rezistenca e brendshme e baterisë r b = r/n.

Lëvizja e drejtuar e grimcave të ngarkuara në një fushë elektrike.

Grimcat e ngarkuara mund të jenë elektrone ose jone (atome të ngarkuar).

Një atom që ka humbur një ose më shumë elektrone fiton një ngarkesë pozitive. - Anion (jon pozitiv).
Një atom që ka fituar një ose më shumë elektrone fiton një ngarkesë negative. - Kation (jon negativ).
Jonet konsiderohen si grimca të ngarkuara të lëvizshme në lëngje dhe gazra.

Në metale, bartësit e ngarkesës janë elektrone të lira, si grimcat e ngarkuara negativisht.

Në gjysmëpërçuesit, ne konsiderojmë lëvizjen (lëvizjen) e elektroneve të ngarkuar negativisht nga një atom në tjetrin dhe, si rezultat, lëvizjen midis atomeve të vendeve të lira të ngarkuara pozitivisht - vrima.

Për drejtimi i rrymës elektrike drejtimi i lëvizjes së ngarkesave pozitive pranohet në mënyrë konvencionale. Ky rregull u vendos shumë përpara studimit të elektronit dhe mbetet i vërtetë edhe sot e kësaj dite. Forca e fushës elektrike përcaktohet gjithashtu për një ngarkesë provë pozitive.

Për çdo tarifë të vetme q në një fushë elektrike me intensitet E vepron forca F = qE, e cila e lëviz ngarkesën në drejtim të vektorit të kësaj force.

Figura tregon se vektori i forcës F - = -qE, duke vepruar në një ngarkesë negative -q, drejtohet në drejtim të kundërt me vektorin e forcës së fushës, si prodhim i vektorit E në një vlerë negative. Rrjedhimisht, elektronet e ngarkuara negativisht, të cilët janë bartës të ngarkesës në përçuesit metalikë, në fakt kanë një drejtim lëvizjeje të kundërt me vektorin e forcës së fushës dhe drejtimin e pranuar përgjithësisht të rrymës elektrike.

Shuma e tarifës P= 1 varëse e lëvizur nëpër seksion kryq të përcjellësit në kohë t= 1 sekondë, e përcaktuar nga vlera aktuale I= 1 Amper nga raporti:

I = Q/t.

Raporti aktual I= 1 Amper në përcjellës në zonën e tij të prerjes tërthore S= 1 m 2 do të përcaktojë densitetin e rrymës j= 1 A/m2:

Punë A= 1 xhaul i shpenzuar për tarifën e transportit P= 1 Kulon nga pika 1 në pikën 2 do të përcaktojë vlerën e tensionit elektrik U= 1 Volt si diferencë potenciale φ 1 dhe φ 2 midis këtyre pikave nga llogaritja:

U = A/Q = φ 1 - φ 2

Rryma elektrike mund të jetë e drejtpërdrejtë ose e alternuar.

Rryma e drejtpërdrejtë është një rrymë elektrike drejtimi dhe madhësia e së cilës nuk ndryshojnë me kalimin e kohës.

Rryma alternative është një rrymë elektrike, madhësia dhe drejtimi i së cilës ndryshon me kalimin e kohës.

Në vitin 1826, fizikani gjerman Georg Ohm zbuloi një ligj të rëndësishëm të elektricitetit, i cili përcakton marrëdhënien sasiore midis rrymës elektrike dhe vetive të përcjellësit, duke karakterizuar aftësinë e tyre për t'i bërë ballë rrymës elektrike.
Këto veti më pas filluan të quheshin rezistencë elektrike, e shënuar me shkronjën R dhe matet në Ohm për nder të zbuluesit.
Ligji i Ohmit në interpretimin e tij modern duke përdorur raportin klasik U/R përcakton sasinë e rrymës elektrike në një përcjellës bazuar në tension U në skajet e këtij përcjellësi dhe rezistenca e tij R:

Rryma elektrike në përcjellës

Përçuesit përmbajnë bartës të lirë të ngarkesës, të cilët, nën ndikimin e një fushe elektrike, lëvizin dhe krijojnë një rrymë elektrike.

Në përçuesit metalikë, bartësit e ngarkesës janë elektrone të lirë.
Ndërsa temperatura rritet, lëvizja termike kaotike e atomeve ndërhyn në lëvizjen e drejtuar të elektroneve dhe rezistenca e përcjellësit rritet.
Kur ftohet dhe temperatura i afrohet zeros absolute, kur lëvizja termike ndalon, rezistenca e metalit tenton në zero.

Rryma elektrike në lëngje (elektrolite) ekziston si lëvizje e drejtuar e atomeve (joneve) të ngarkuara, të cilat formohen në procesin e disociimit elektrolitik.
Jonet lëvizin drejt elektrodave të kundërta në shenjë dhe neutralizohen, duke u vendosur mbi to. - Elektroliza.
Anionet janë jone pozitive. Ata lëvizin në elektrodën negative - katodën.
Kationet janë jone negative. Ata lëvizin në elektrodën pozitive - anodë.
Ligjet e elektrolizës së Faradeit përcaktojnë masën e një lënde të lëshuar në elektroda.
Kur nxehet, rezistenca e elektrolitit zvogëlohet për shkak të një rritje të numrit të molekulave të dekompozuara në jone.

Rryma elektrike në gaze - plazma. Ngarkesa elektrike bartet nga jone pozitive ose negative dhe elektrone të lira, të cilat formohen nën ndikimin e rrezatimit.

Ekziston një rrymë elektrike në një vakum si një rrjedhë e elektroneve nga katoda në anodë. Përdoret në pajisjet e rrezeve elektronike - llambat.

Rryma elektrike në gjysmëpërçues

Gjysmëpërçuesit zënë një pozicion të ndërmjetëm midis përçuesve dhe dielektrikëve për sa i përket rezistencës së tyre.
Një ndryshim domethënës midis gjysmëpërçuesve dhe metaleve mund të konsiderohet varësia e rezistencës së tyre nga temperatura.
Me uljen e temperaturës, rezistenca e metaleve zvogëlohet, ndërsa për gjysmëpërçuesit, përkundrazi, rritet.
Ndërsa temperatura i afrohet zeros absolute, metalet priren të bëhen superpërçues, dhe gjysmëpërçuesit - izolues.
Fakti është se në zero absolute, elektronet në gjysmëpërçues do të jenë të zënë duke krijuar lidhje kovalente midis atomeve të rrjetës kristalore dhe, në mënyrë ideale, nuk do të ketë elektrone të lirë.
Me rritjen e temperaturës, disa nga elektronet e valencës mund të marrin energji të mjaftueshme për të thyer lidhjet kovalente dhe elektronet e lira do të shfaqen në kristal dhe në vendet e thyerjes formohen vende të lira, të cilat quhen vrima.
Vendi i lirë mund të zërë një elektron valence nga një çift fqinj dhe vrima do të zhvendoset në një vend të ri në kristal.
Kur një elektron i lirë takon një vrimë, lidhja elektronike midis atomeve të gjysmëpërçuesit rivendoset dhe ndodh procesi i kundërt - rikombinimi.
Çiftet elektron-vrima mund të shfaqen dhe të rikombinohen kur një gjysmëpërçues ndriçohet për shkak të energjisë së rrezatimit elektromagnetik.
Në mungesë të një fushe elektrike, elektronet dhe vrimat marrin pjesë në lëvizjen termike kaotike.
NË fushë elektrike Në lëvizjen e rendit marrin pjesë jo vetëm elektronet e lira të formuara, por edhe vrimat, të cilat konsiderohen si grimca të ngarkuara pozitivisht. Aktuale I në një gjysmëpërçues ai përbëhet nga elektron Unë n dhe vrima Ip rrymat

Gjysmëpërçuesit përfshijnë: elementet kimike, të tilla si germani, silikoni, seleniumi, teluri, arseniku etj. Gjysmëpërçuesi më i zakonshëm në natyrë është silikoni.

Komentet dhe sugjerimet janë të pranuara dhe të mirëseardhura!

Në përçues, në kushte të caktuara, mund të ndodhë lëvizje e vazhdueshme e urdhëruar e transportuesve të lirë të ngarkesës elektrike. Kjo lëvizje quhet goditje elektrike. Drejtimi i lëvizjes së ngarkesave të lira pozitive merret si drejtim i rrymës elektrike, megjithëse në shumicën e rasteve elektronet - grimcat e ngarkuara negativisht - lëvizin.

Masa sasiore e rrymës elektrike është forca e rrymës I– sasi fizike skalare e barabartë me raportin e ngarkesës q, transferuar përmes seksionit kryq të përcjellësit gjatë një intervali kohor t, në këtë interval kohor:

Nëse rryma nuk është konstante, atëherë për të gjetur sasinë e ngarkesës së kaluar përmes përcjellësit, llogaritni sipërfaqen e figurës nën grafikun e rrymës kundrejt kohës.

Nëse forca e rrymës dhe drejtimi i saj nuk ndryshojnë me kalimin e kohës, atëherë një rrymë e tillë quhet të përhershme. Fuqia aktuale matet nga një ampermetër, i cili është i lidhur në seri me qarkun. NË Sistemi ndërkombëtar Njësitë e rrymës SI maten në amper [A]. 1 A = 1 C/s.

Gjendet si raport i ngarkesës totale me të gjithë kohën (d.m.th., sipas të njëjtit parim si shpejtësia mesatare ose çdo vlerë tjetër mesatare në fizikë):

Nëse rryma ndryshon në mënyrë të njëtrajtshme me kalimin e kohës nga vlera I 1 për të vlerësuar I 2, atëherë vlera mesatare aktuale mund të gjendet si mesatarja aritmetike e vlerave ekstreme:

Dendësia e rrymës- rryma për njësi seksion kryq të përcjellësit llogaritet me formulën:

Kur rryma kalon nëpër një përcjellës, rryma përjeton rezistencë nga përcjellësi. Arsyeja e rezistencës është ndërveprimi i ngarkesave me atomet e substancës përcjellëse dhe me njëri-tjetrin. Njësia e rezistencës është 1 ohm. Rezistenca e përcjellësit R përcaktohet nga formula:

Ku: l- gjatësia e përcjellësit, S- sipërfaqja e saj tërthore, ρ – rezistenca specifike e materialit përcjellës (kini kujdes të mos ngatërroni vlerën e fundit me dendësinë e substancës), e cila karakterizon aftësinë e materialit përcjellës për t'i rezistuar kalimit të rrymës. Kjo është, kjo është e njëjta karakteristikë e një substance si shumë të tjera: nxehtësia specifike, dendësia, pika e shkrirjes, etj. Njësia matëse e rezistencës është 1 om m. Rezistenca specifike e një substance është një vlerë tabelare.

Rezistenca e një përcjellësi varet gjithashtu nga temperatura e tij:

Ku: R 0 – rezistenca e përcjellësit në 0°C, t- temperatura e shprehur në gradë Celsius, α – koeficienti i rezistencës së temperaturës. Është e barabartë me ndryshimin relativ të rezistencës me një rritje të temperaturës me 1°C. Për metalet është gjithmonë më i madh se zero, për elektrolitet, përkundrazi, është gjithmonë më pak se zero.

Dioda në qark DC

Diodëështë një element qarku jolinear, rezistenca e të cilit varet nga drejtimi i rrjedhës së rrymës. Dioda është caktuar si më poshtë:

Shigjeta në simbolin skematik të një diode tregon se në cilin drejtim kalon rryma. Në këtë rast, rezistenca e saj është zero, dhe dioda mund të zëvendësohet thjesht me një përcjellës me rezistencë zero. Nëse rryma rrjedh nëpër diodë në drejtim të kundërt, atëherë dioda ka një rezistencë pafundësisht të madhe, domethënë nuk kalon fare rrymë dhe është një qark i hapur. Pastaj seksioni i qarkut me diodën thjesht mund të kalohet, pasi asnjë rrymë nuk rrjedh nëpër të.

Ligji i Ohmit. Lidhja serike dhe paralele e përcjellësve

Fizikanti gjerman G. Ohm në 1826 eksperimentalisht vërtetoi se forca aktuale I, që rrjedh përgjatë një përcjellësi metalik homogjen (d.m.th., një përcjellës në të cilin nuk veprojnë forca të jashtme) me rezistencë R, proporcionale me tensionin U në skajet e përcjellësit:

Madhësia R zakonisht quhet rezistenca elektrike. Një përcjellës me rezistencë elektrike quhet rezistencë. Ky raport shpreh Ligji i Ohm-it për një seksion homogjen të një zinxhiri: Rryma në një përcjellës është drejtpërdrejt proporcionale me tensionin e aplikuar dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me rezistencën e përcjellësit.

Përçuesit që i binden ligjit të Ohmit quhen lineare. Varësia grafike e fuqisë aktuale I nga tensioni U(grafikë të tillë quhen karakteristikat volt-amper, shkurtuar si CVC) përshkruhet nga një vijë e drejtë që kalon përmes origjinës së koordinatave. Duhet të theksohet se ka shumë materiale dhe pajisje që nuk i binden ligjit të Ohm, për shembull, një diodë gjysmëpërçuese ose një llambë shkarkimi gazi. Edhe me përçuesit metalikë, në rryma mjaft të larta, vërehet një devijim nga ligji linear i Ohmit, pasi rezistenca elektrike përçuesit metalikë rriten me temperaturën.

Përçuesit në qarqet elektrike mund të lidhen në dy mënyra: seri dhe paralele. Çdo metodë ka rregullat e veta.

1. Rregullat e lidhjes serike:

Formula për rezistencën totale të rezistorëve të lidhur në seri është e vlefshme për çdo numër përcjellësish. Nëse qarku është i lidhur në seri n rezistenca të njëjta R, pastaj rezistenca totale R 0 gjendet me formulën:

2. Modelet lidhje paralele:

Formula për rezistencën totale të rezistorëve të lidhur paralelisht është e vlefshme për çdo numër përcjellësish. Nëse qarku lidhet paralelisht n rezistenca të njëjta R, pastaj rezistenca totale R 0 gjendet me formulën:

Instrumentet matëse elektrike

Për të matur tensionet dhe rrymat në qarqet elektrike DC, përdoren instrumente speciale - voltmetra Dhe ampermetra.

Voltmetër projektuar për të matur diferencën potenciale të aplikuar në terminalet e saj. Është i lidhur paralelisht me seksionin e qarkut në të cilin matet diferenca e potencialit. Çdo voltmetër ka një rezistencë të brendshme R B. Në mënyrë që voltmetri të mos sjellë një rishpërndarje të dukshme të rrymave kur lidhet me qarkun që matet, rezistenca e tij e brendshme duhet të jetë e madhe në krahasim me rezistencën e seksionit të qarkut me të cilin është lidhur.

Ampermetër projektuar për të matur rrymën në një qark. Ampermetri është i lidhur në seri me hendekun qark elektrik në mënyrë që e gjithë rryma e matur të kalojë nëpër të. Ampermetri gjithashtu ka disa rezistencë të brendshme R A. Ndryshe nga një voltmetër, rezistenca e brendshme e një ampermetri duhet të jetë mjaft e vogël në krahasim me rezistencën totale të të gjithë qarkut.

EMF. Ligji i Ohmit për një qark të plotë

Për ekzistencën e rrymës direkte, është e nevojshme të keni një pajisje në një qark të mbyllur elektrik që është i aftë të krijojë dhe të mbajë dallime potenciale në seksionet e qarkut për shkak të punës së forcave me origjinë joelektrostatike. Pajisjet e tilla quhen Burimet DC. Quhen forcat me origjinë joelektrostatike që veprojnë në bartës të ngarkesës pa pagesë nga burimet aktuale forcat e jashtme.

Natyra e forcave të jashtme mund të ndryshojë. Në qelizat galvanike ose bateritë ato lindin si rezultat i proceseve elektrokimike në gjeneratorët e rrymës së drejtpërdrejtë, forcat e jashtme lindin kur përçuesit lëvizin në një fushë magnetike. Nën ndikimin e forcave të jashtme, ngarkesat elektrike lëvizin brenda burimit aktual kundër forcave fushë elektrostatike, për shkak të së cilës një rrymë elektrike konstante mund të mbahet në një qark të mbyllur.

Kur ngarkesat elektrike lëvizin përgjatë një qarku të rrymës së drejtpërdrejtë, forcat e jashtme që veprojnë brenda burimeve të rrymës kryejnë punë. Sasia fizike, e barabartë me raportin e punës A forcat e jashtme kur lëvizni një ngarkesë q nga poli negativ i burimit aktual në polin pozitiv në madhësinë e kësaj ngarkese quhet burimi i forcës elektromotore (EMF):

Kështu, EMF përcaktohet nga puna e bërë nga forcat e jashtme kur lëviz një ngarkesë e vetme pozitive. Forca elektromotore, si diferenca potenciale, matet në volt (V).

Ligji i Ohmit për një qark të plotë (të mbyllur): Fuqia aktuale në një qark të mbyllur është e barabartë me forcën elektromotore të burimit të ndarë me rezistencën totale (të brendshme + të jashtme) të qarkut:

Rezistenca r– rezistenca e brendshme (vet) e burimit aktual (varet strukturën e brendshme burimi). Rezistenca R- rezistenca ndaj ngarkesës ( rezistenca e jashtme zinxhirët).

Rënia e tensionit në qarkun e jashtëm në këtë rast është i barabartë (quhet edhe tension në terminalet e burimit):

Është e rëndësishme të kuptohet dhe të mbahet mend: EMF dhe rezistenca e brendshme e burimit aktual nuk ndryshojnë kur lidhen ngarkesa të ndryshme.

Nëse rezistenca e ngarkesës është zero (burimi mbyllet në vetvete) ose është shumë më pak se rezistenca e burimit, atëherë qarku do të rrjedhë rryma e qarkut të shkurtër:

Rryma e qarkut të shkurtër - rryma maksimale nga e cila mund të merret këtë burim me forcë elektromotore ε dhe rezistencën e brendshme r. Për burimet me rezistencë të ulët të brendshme, rryma e qarkut të shkurtër mund të jetë shumë e madhe dhe të shkaktojë shkatërrimin e qarkut elektrik ose burimit. Për shembull, bateritë me acid plumbi të përdorura në automobila mund të kenë rryma të qarkut të shkurtër prej disa qindra amperësh. Veçanërisht e rrezikshme qarqet e shkurtra V rrjetet e ndriçimit, fuqizohet nga nënstacionet (mijëra amper). Për të shmangur efektet shkatërruese të rrymave të tilla të mëdha, siguresat ose ndërprerësit specialë janë përfshirë në qark.

Disa burime të EMF në qark

Nëse ka një disa emfs të lidhur në seri, Se:

1. Me lidhjen e saktë (poli pozitiv i një burimi është i lidhur me negativin e një tjetri) burimet janë të lidhura, EMF totale e të gjitha burimeve dhe rezistenca e tyre e brendshme mund të gjenden duke përdorur formulat:

Për shembull, një lidhje e tillë e burimeve kryhet në telekomandë, kamera dhe pajisje të tjera shtëpiake që funksionojnë me disa bateri.

2. Nëse burimet janë të lidhura gabimisht (burimet janë të lidhura nga të njëjtat pole), EMF dhe rezistenca e tyre totale llogariten duke përdorur formulat:

Në të dyja rastet, rezistenca totale e burimeve rritet.

Në lidhje paralele Ka kuptim të lidhni burimet vetëm me të njëjtin EMF, përndryshe burimet do të shkarkohen drejt njëri-tjetrit. Kështu, EMF totale do të jetë e njëjtë me EMF-në e secilit burim, domethënë, me një lidhje paralele nuk do të marrim një bateri me një EMF të madh. Kjo zvogëlon rezistencën e brendshme të baterisë së burimit, e cila ju lejon të merrni forcë e madhe rryma dhe fuqia në qark:

Ky është kuptimi i lidhjes paralele të burimeve. Në çdo rast, kur zgjidhni problemet, së pari duhet të gjeni EMF-në totale dhe rezistencën totale të brendshme të burimit që rezulton, dhe më pas të shkruani ligjin e Ohm-it për qarkun e plotë.

Puna dhe fuqia aktuale. Ligji Joule-Lenz

Punë A rrymë elektrike I që rrjedh nëpër një përcjellës të palëvizshëm me rezistencë R, shndërrohet në nxehtësi P, duke dalë në dirigjent. Kjo punë mund të llogaritet duke përdorur njërën nga formulat (duke marrë parasysh ligjin e Ohm-it, të gjithë ndjekin njëri-tjetrin):

Ligji i shndërrimit të punës së rrymës në nxehtësi u krijua eksperimentalisht në mënyrë të pavarur nga njëri-tjetri nga J. Joule dhe E. Lenz dhe quhet Ligji Joule-Lenz. Fuqia e rrymës elektrike e barabartë me raportin e punës aktuale A në intervalin kohor Δ t, për të cilën është bërë kjo punë, kështu që mund të llogaritet duke përdorur formulat e mëposhtme:

Puna e rrymës elektrike në SI, si zakonisht, shprehet në xhaul (J), fuqia - në vat (W).

Bilanci i energjisë me qark të mbyllur

Le të shqyrtojmë tani një qark të plotë të rrymës së drejtpërdrejtë që përbëhet nga një burim me një forcë elektromotore ε dhe rezistencën e brendshme r dhe një zonë homogjene të jashtme me rezistencë R. Në këtë rast fuqi e dobishme ose fuqia e lëshuar në qarkun e jashtëm:

Fuqia maksimale e mundshme e dobishme e burimit arrihet nëse R = r dhe është e barabartë me:

Nëse, kur lidhet me të njëjtin burim aktual me rezistenca të ndryshme R 1 dhe R Atyre u ndahen 2 fuqi të barabarta, atëherë rezistenca e brendshme e këtij burimi aktual mund të gjendet me formulën:

Humbja e energjisë ose fuqia brenda burimit aktual:

Fuqia totale e zhvilluar nga burimi aktual:

Efikasiteti aktual i burimit:

Elektroliza

ElektrolitetËshtë zakon të quhen media përçuese në të cilat rrjedha e rrymës elektrike shoqërohet me transferimin e materies. Bartësit e ngarkesave të lira në elektrolite janë jonet e ngarkuar pozitivisht dhe negativisht. Elektrolitet përfshijnë shumë komponime të metaleve me metaloidë në gjendje të shkrirë, si dhe disa të ngurta. Sidoqoftë, përfaqësuesit kryesorë të elektroliteve të përdorur gjerësisht në teknologji janë tretësirat ujore të acideve, kripërave dhe bazave inorganike.

Kalimi i rrymës elektrike përmes elektrolitit shoqërohet me lëshimin e një substance në elektroda. Ky fenomen quhet elektrolizë.

Rryma elektrike në elektrolite paraqet lëvizjen e joneve të të dy shenjave në drejtime të kundërta. Jonet pozitive lëvizin drejt elektrodës negative ( katodë), jonet negative - në elektrodën pozitive ( anodë). Jonet e të dy shenjave shfaqen në tretësirat ujore kripërat, acidet dhe alkalet si rezultat i ndarjes së disa molekulave neutrale. Ky fenomen quhet disociimi elektrolitik.

Ligji i Elektrolizës u krijua eksperimentalisht nga fizikani anglez M. Faraday në 1833. Ligji i Faradeit përcakton sasinë e produkteve parësore të lëshuara në elektroda gjatë elektrolizës. Pra, masa m substanca e lëshuar në elektrodë është drejtpërdrejt proporcionale me ngarkesën P kalohet përmes elektrolitit:

Madhësia k thirrur ekuivalent elektrokimik. Mund të llogaritet duke përdorur formulën:

Ku: n- valenca e substancës, N A - konstantja e Avogadros, M- masa molare e substancës, e – ngarkesë elementare. Ndonjëherë futet edhe shënimi i mëposhtëm për konstantën e Faradeit:

Rryma elektrike në gaze dhe vakum

Rryma elektrike në gaze

NË kushte normale gazrat nuk përçojnë rrymën elektrike. Kjo shpjegohet me neutralitetin elektrik të molekulave të gazit dhe, për rrjedhojë, me mungesën e bartësve të ngarkesës elektrike. Në mënyrë që një gaz të bëhet një përcjellës, një ose më shumë elektrone duhet të hiqen nga molekulat. Pastaj do të shfaqen bartës të lirë të ngarkesës - elektrone dhe jone pozitive. Ky proces quhet jonizimi i gazeve.

Molekulat e gazit mund të jonizohen nga ndikimi i jashtëm - jonizues. Jonizuesit mund të jenë: një rrymë drite, rreze X, një rrymë elektronesh ose α -grimca Molekulat e gazit gjithashtu jonizohen kur temperaturë të lartë. Jonizimi çon në shfaqjen e bartësve të ngarkesës së lirë në gaze - elektrone, jone pozitive, jone negative (një elektron i kombinuar me një molekulë neutrale).

Nëse krijohet në një hapësirë ​​të zënë gaz i jonizuar, fushë elektrike, atëherë bartësit e ngarkesës elektrike do të hyjnë në lëvizje të renditur - kështu lind një rrymë elektrike në gaze. Nëse jonizuesi ndalon së punuari, gazi bëhet përsëri neutral, pasi ai rikombinim– formimi i atomeve neutrale nga jonet dhe elektronet.

Rryma elektrike në vakum

Vakuumi është shkalla e rrallimit të një gazi në të cilën ne mund të neglizhojmë përplasjen ndërmjet molekulave të tij dhe të supozojmë se gjatësi mesatare kilometrazhi i lirë tejkalon dimensionet lineare enë në të cilën ndodhet gazi.

Rryma elektrike në vakum është përçueshmëria e hendekut ndërelektrod në një gjendje vakum. Ka kaq pak molekula gazi saqë proceset e tyre të jonizimit nuk mund të sigurojnë numrin e elektroneve dhe joneve që janë të nevojshëm për jonizimin. Përçueshmëria e hendekut ndërelektrod në një vakum mund të sigurohet vetëm me ndihmën e grimcave të ngarkuara që lindin për shkak të fenomeneve të emetimit në elektroda.

• Mbrapa
• Përpara

Si të përgatitemi me sukses për CT në fizikë dhe matematikë?

Për t'u përgatitur me sukses për CT në fizikë dhe matematikë, ndër të tjera, është e nevojshme të plotësohen tre kushtet më të rëndësishme:

1. Studioni të gjitha temat dhe plotësoni të gjitha testet dhe detyrat e dhëna në materialet edukative në këtë faqe. Për ta bërë këtë, nuk ju duhet asgjë fare, domethënë: kushtojini tre deri në katër orë çdo ditë përgatitjes për CT në fizikë dhe matematikë, studimin e teorisë dhe zgjidhjen e problemeve. Fakti është se CT është një provim ku nuk mjafton vetëm të njohësh fizikën ose matematikën, por gjithashtu duhet të jesh në gjendje ta zgjidhësh atë shpejt dhe pa dështime. numër i madh detyrat për tema të ndryshme dhe me kompleksitet të ndryshëm. Kjo e fundit mund të mësohet vetëm duke zgjidhur mijëra probleme.
2. Mësoni të gjitha formulat dhe ligjet në fizikë, dhe formulat dhe metodat në matematikë. Në fakt, kjo është gjithashtu shumë e thjeshtë për t'u bërë, ka vetëm rreth 200 formula të nevojshme në fizikë, madje pak më pak në matematikë. Në secilën nga këto lëndë ka rreth një duzinë metodash standarde për zgjidhjen e problemeve të një niveli bazë kompleksiteti, të cilat gjithashtu mund të mësohen, dhe kështu, plotësisht automatikisht dhe pa vështirësi për të zgjidhur pjesën më të madhe të CT në kohën e duhur. Pas kësaj, do t'ju duhet të mendoni vetëm për detyrat më të vështira.
3. Merrni pjesë në të tre fazat e testimit provues në fizikë dhe matematikë. Çdo RT mund të vizitohet dy herë për të vendosur për të dyja opsionet. Përsëri, në CT, përveç aftësisë për të zgjidhur shpejt dhe me efikasitet problemet dhe njohuritë e formulave dhe metodave, duhet të jeni gjithashtu në gjendje të planifikoni siç duhet kohën, të shpërndani forcat dhe më e rëndësishmja, të plotësoni saktë formularin e përgjigjes, pa duke ngatërruar numrat e përgjigjeve dhe problemeve, ose mbiemrin tuaj. Gjithashtu, gjatë RT-së, është e rëndësishme të mësoheni me stilin e pyetjeve në probleme, gjë që mund të duket shumë e pazakontë për një person të papërgatitur në DT.

Zbatimi i suksesshëm, i zellshëm dhe i përgjegjshëm i këtyre tre pikave do t'ju lejojë të paraqiteni në CT rezultat i shkëlqyer, maksimumin e asaj që jeni në gjendje.

Gjete një gabim?

Nëse mendoni se keni gjetur një gabim në materiale edukative, atëherë ju lutemi shkruani në lidhje me të me email. Ju gjithashtu mund të raportoni një gabim tek rrjeti social(). Në letër, tregoni lëndën (fizikë ose matematikë), emrin ose numrin e temës ose testit, numrin e problemit ose vendin në tekst (faqe) ku, sipas mendimit tuaj, ka një gabim. Gjithashtu përshkruani se cili është gabimi i dyshuar. Letra juaj nuk do të kalojë pa u vënë re, gabimi ose do të korrigjohet, ose do t'ju shpjegohet pse nuk është gabim.

Si quhet forca aktuale? Kjo pyetje na ka lindur më shumë se një ose dy herë në procesin e diskutimit të çështjeve të ndryshme. Prandaj, vendosëm ta shqyrtojmë më në detaje dhe do të përpiqemi ta bëjmë këtë sa më shumë që të jetë e mundur. gjuhë e aksesueshme pa një numër të madh formulash dhe termash të paqartë.

Pra, çfarë është rryma elektrike? Kjo është një rrjedhë e drejtuar e grimcave të ngarkuara. Por çfarë janë këto grimca, pse po lëvizin papritur dhe ku? E gjithë kjo nuk është shumë e qartë. Prandaj, le ta shohim këtë çështje në më shumë detaje.

• Le të fillojmë me pyetjen për grimcat e ngarkuara, të cilat, në fakt, janë bartës të rrymës elektrike. Ato janë të ndryshme në substanca të ndryshme. Për shembull, çfarë është rryma elektrike në metale? Këto janë elektrone. Në gazra ka elektrone dhe jone; në gjysmëpërçues - vrima; kurse në elektrolite këto janë katione dhe anione.

• Këto grimca kanë një ngarkesë të caktuar. Mund të jetë pozitive ose negative. Përkufizimi i ngarkesës pozitive dhe negative jepet me kusht. Grimcat që kanë të njëjtën ngarkesë zmbrapsen dhe grimcat që kanë të njëjtën ngarkesë tërheqin.

• Bazuar në këtë, rezulton të jetë logjike që lëvizja të ndodhë nga poli pozitiv në atë negativ. Dhe çfarë më shumë
• Në një pol të ngarkuar ka grimca të ngarkuara, aq më i madh numri i tyre do të lëvizë në pol me një shenjë tjetër. Por kjo është e gjitha teori e thellë, kështu që le të marrim një shembull konkret.
• Le të themi se kemi një prizë në të cilën nuk është lidhur asnjë pajisje. A ka rrymë atje? Për t'iu përgjigjur kësaj pyetjeje duhet të dimë se çfarë është tensioni dhe rryma. Për ta bërë këtë më të qartë, le ta shohim këtë duke përdorur shembullin e një tubi me ujë. E thënë thjesht, tubi është teli ynë. Seksioni kryq i këtij tubi është voltazhi rrjeti elektrik
• , dhe shpejtësia e rrjedhës është rryma jonë elektrike. Le të kthehemi në prizë tonë.

• Nëse vizatojmë një analogji me një tub, atëherë një prizë pa pajisje elektrike të lidhura me të është një tub i mbyllur me një valvul. Kjo do të thotë, nuk ka rrymë elektrike atje. Por aty ka tension.
• Dhe nëse në një tub, në mënyrë që të shfaqet një rrjedhë, është e nevojshme të hapni valvulën, atëherë për të krijuar një rrymë elektrike në përcjellës, duhet të lidhni një ngarkesë. Kjo mund të bëhet duke futur spinën në prizë.

Sigurisht, ky është një prezantim shumë i thjeshtuar i çështjes dhe disa profesionistë do të më kritikojnë dhe do të vënë në dukje pasaktësi.

Por jep një ide se çfarë quhet rrymë elektrike. Rryma direkte dhe alternative Pyetja tjetër që ne propozojmë të kuptojmë është: çfarë është

AC

• dhe rrymë direkte. Në fund të fundit, shumë nuk i kuptojnë saktë këto koncepte. Konstanta është një rrymë që nuk e ndryshon madhësinë dhe drejtimin e saj me kalimin e kohës. Shumë shpesh, rryma pulsuese konsiderohet gjithashtu konstante, por le të flasim për gjithçka në rregull.
• Rryma e drejtpërdrejtë karakterizohet nga fakti se i njëjti numër ngarkesash elektrike zëvendësojnë vazhdimisht njëra-tjetrën në një drejtim. Drejtimi është nga një pol në tjetrin.

Kushtojini vëmendje! Gjatë përcaktimit të drejtimit të rrymës së drejtpërdrejtë, mund të ketë mosmarrëveshje. Nëse rryma gjenerohet nga lëvizja e grimcave të ngarkuara pozitivisht, atëherë drejtimi i saj korrespondon me lëvizjen e grimcave. Nëse rryma formohet nga lëvizja e grimcave të ngarkuara negativisht, atëherë drejtimi i saj konsiderohet i kundërt me lëvizjen e grimcave.

• Por koncepti i rrymës direkte shpesh përfshin të ashtuquajturën rrymë pulsuese. Ai ndryshon nga një konstante vetëm në atë që vlera e saj ndryshon me kalimin e kohës, por në të njëjtën kohë nuk ndryshon shenjën e saj.
• Le të themi se kemi një rrymë prej 5A. Për rrymën direkte, kjo vlerë do të mbetet e pandryshuar gjatë gjithë periudhës kohore. Për rrymën pulsuese, në një periudhë kohore do të jetë 5, në një tjetër 4 dhe në të tretën 4.5. Por në të njëjtën kohë, ajo në asnjë rast nuk bie nën zero dhe nuk e ndryshon shenjën e saj.

• Kjo rrymë valëzuese është shumë e zakonshme kur konvertohet AC në DC. Kjo është pikërisht rryma pulsuese e prodhuar nga inverteri juaj ose ura diodike në elektronikë.
• Një nga avantazhet kryesore të rrymës direkte është se mund të ruhet. Këtë mund ta bëni vetë, duke përdorur bateri ose kondensatorë.

AC

Për të kuptuar se çfarë është rryma alternative, duhet të imagjinojmë një valë sinus. Është kjo kurbë e sheshtë që karakterizon më së miri ndryshimin e rrymës direkte dhe është standardi.

Kushtojini vëmendje! Ju mund të shihni qartë se çfarë rryme alternative dhe direkte janë duke përdorur shembullin llambë e zakonshme. Kjo është veçanërisht e dukshme në llambat me diodë me cilësi të ulët, por nëse shikoni nga afër, mund ta shihni edhe në një llambë të zakonshme inkandeshente. Kur funksionojnë me rrymë të drejtpërdrejtë, ato shkëlqejnë me një dritë të barabartë, dhe kur punojnë me rrymë alternative, ato mezi dridhen dukshëm.

Çfarë është fuqia dhe dendësia e rrymës?

Epo, ne zbuluam se çfarë është rryma konstante dhe çfarë është rryma alternative. Por ndoshta keni ende shumë pyetje. Ne do të përpiqemi t'i shqyrtojmë ato në këtë pjesë të artikullit tonë.

Nga kjo video mund të mësoni më shumë se çfarë është fuqia.

• Dhe e para nga këto pyetje do të jetë: çfarë është tensioni elektrik? Tensioni është diferenca potenciale midis dy pikave.

• Menjëherë lind pyetja, çfarë është potenciali? Tani profesionistët do të më kritikojnë përsëri, por le të themi këtë: kjo është një tepricë e grimcave të ngarkuara. Kjo do të thotë, ka një pikë në të cilën ka një tepricë të grimcave të ngarkuara - dhe ka një pikë të dytë ku ka ose më shumë ose më pak nga këto grimca të ngarkuara. Ky ndryshim quhet tension. Ajo matet në volt (V).

• Le të marrim si shembull një prizë të rregullt. Me siguri të gjithë e dini se tensioni i tij është 220 V. Ne kemi dy tela në prizë, dhe një tension prej 220 V do të thotë që potenciali i një teli është më i madh se potenciali i telit të dytë pikërisht për këto 220 V.
• Ne duhet të kuptojmë konceptin e tensionit në mënyrë që të kuptojmë se sa është fuqia e një rryme elektrike. Edhe pse nga pikëpamja profesionale, kjo deklaratë nuk është plotësisht e saktë. Rryma elektrike nuk ka fuqi, por është derivat i saj.

• Për të kuptuar këtë pikë, le të kthehemi te analogjia jonë e tubave të ujit. Siç e mbani mend, seksioni kryq i këtij tubi është voltazhi, dhe shkalla e rrjedhës në tub është rryma. Pra: fuqia është sasia e ujit që rrjedh nëpër këtë tub.
• Është logjike të supozohet se me seksione të barabarta kryq, domethënë tensione, sa më e fortë të jetë rrjedha, domethënë rryma elektrike, aq më e madhe rrjedha e ujit lëviz nëpër tub. Prandaj, aq më shumë energji do t'i transferohet konsumatorit.
• Por nëse, në analogji me ujin, ne mund të transmetojmë një sasi të përcaktuar rreptësisht të ujit përmes një tubi të një seksioni kryq të caktuar, pasi uji nuk është i ngjeshur, atëherë me rrymën elektrike gjithçka është ndryshe. Ne mund të transmetojmë teorikisht çdo rrymë përmes çdo përcjellësi. Por në praktikë, një përcjellës me një seksion të vogël kryq në dendësi të lartë rryma thjesht do të digjet.

• Në këtë drejtim, ne duhet të kuptojmë se çfarë është dendësia e rrymës. Përafërsisht, ky është numri i elektroneve që lëvizin nëpër një seksion kryq të caktuar të një përcjellësi për njësi të kohës.
• Ky numër duhet të jetë optimal. Në fund të fundit, nëse marrim një përcjellës me seksion kryq të madh dhe transmetojmë një rrymë të vogël përmes tij, atëherë çmimi i një instalimi të tillë elektrik do të jetë i lartë. Në të njëjtën kohë, nëse marrim një përcjellës me seksion kryq të vogël, atëherë për shkak të densitetit të lartë të rrymës ai do të mbinxehet dhe do të digjet shpejt.
• Në këtë drejtim, PUE ka një seksion përkatës që ju lejon të zgjidhni përçuesit bazuar në densitetin e rrymës ekonomike.

• Por le të kthehemi te koncepti se çfarë është fuqia aktuale? Siç kuptuam nga analogjia jonë, me të njëjtin seksion kryq të tubit, fuqia e transmetuar varet vetëm nga forca aktuale. Por nëse seksioni kryq i tubit tonë rritet, domethënë rritet voltazhi, në këtë rast, në vlerat identike normat e rrjedhës, vëllime krejtësisht të ndryshme të ujit do të transferohen. Është e njëjta gjë në elektrikë.

• Sa më i lartë të jetë tensioni, aq më pak rrymë nevojitet për të transmetuar të njëjtën fuqi. Kjo është arsyeja pse, për të transmetuar fuqi të larta në distanca të gjata, ata përdorin linjat e tensionit të lartë transmetimit të energjisë

Në fund të fundit, një linjë me një seksion kryq teli prej 120 mm 2 për një tension prej 330 kV është në gjendje të transmetojë shumë herë më shumë fuqi në krahasim me një linjë të të njëjtit seksion kryq, por me një tension prej 35 kV. Edhe pse ajo që quhet forca aktuale do të jetë e njëjtë në to.

Metodat e transmetimit të rrymës elektrike

Ne kuptuam se çfarë janë rryma dhe voltazhi. Është koha për të kuptuar se si të shpërndahet rryma elektrike. Kjo do t'ju lejojë të ndiheni më të sigurt në trajtimin e pajisjeve elektrike në të ardhmen.

Siç kemi thënë tashmë, rryma mund të jetë e alternuar dhe konstante. Në industri dhe në prizat tuaja, përdoret rryma alternative. Është më e zakonshme sepse është më e lehtë për t'u transmetuar me tela. Fakti është se ndryshimi i tensionit DC është mjaft i vështirë dhe i shtrenjtë, por ndryshimi i tensionit AC mund të bëhet duke përdorur transformatorë të zakonshëm.

Kushtojini vëmendje! Asnjë transformator AC nuk do të funksionojë me rrymë DC. Meqenëse vetitë që ai përdor janë të natyrshme vetëm për rrymën alternative.

• Por kjo nuk do të thotë aspak që rryma direkte nuk përdoret askund. Ai ka një tjetër veti e dobishme, e cila nuk është e natyrshme në variablin. Mund të grumbullohet dhe ruhet.
• Në këtë drejtim, rryma e vazhdueshme përdoret në të gjitha pajisjet elektrike portative, në transportin hekurudhor, si dhe në disa objekte industriale ku është e nevojshme të ruhet funksionaliteti edhe pas një humbje të plotë të furnizimit me energji elektrike.

• Mënyra më e zakonshme e ruajtjes energji elektrike, janë bateritë. Ata kanë të veçantë vetitë kimike, duke ju lejuar të grumbulloni dhe më pas, nëse është e nevojshme, të lëshoni rrymë direkte.
• Çdo bateri ka një sasi rreptësisht të kufizuar të energjisë së akumuluar. Ky quhet kapaciteti i baterisë dhe përcaktohet pjesërisht nga rryma e hyrjes së baterisë.
• Cila është rryma e fillimit të baterisë? Kjo është sasia e energjisë që bateria mund të japë në momentin fillestar të lidhjes së ngarkesës. Çështja është se në varësi të vetitë fizike dhe kimike, bateritë ndryshojnë në mënyrën se si lëshojnë energjinë e ruajtur.

• Disa njerëz mund të japin shumë në të njëjtën kohë. Për shkak të kësaj, ata, natyrisht, do të shkarkohen shpejt. Dhe këto të fundit japin për një kohë të gjatë, por pak nga pak. Për më tepër, një aspekt i rëndësishëm i një baterie është aftësia e saj për të ruajtur tensionin.
• Fakti është se, siç thonë udhëzimet, për disa bateri, ndërsa kapaciteti i tyre lirohet, tensioni i tyre gradualisht zvogëlohet. Dhe bateritë e tjera janë në gjendje të japin pothuajse të gjithë kapacitetin me të njëjtin tension. Bazuar në këto veti bazë, zgjidhen këto ambiente magazinimi të energjisë elektrike.
• Për të transmetuar rrymë direkte, përdoren dy tela në të gjitha rastet. Kjo është një venë pozitive dhe negative. E kuqe dhe blu.

AC

Por me rrymë alternative gjithçka është shumë më e ndërlikuar. Mund të transmetohet me një, dy, tre ose katër tela. Për ta shpjeguar këtë, duhet të kuptojmë pyetjen: çfarë është rryma trefazore?

• Rryma jonë alternative prodhohet nga një gjenerator. Në mënyrë tipike, pothuajse të gjithë kanë një strukturë trefazore. Kjo do të thotë që gjeneratori ka tre dalje dhe një rrymë elektrike furnizohet në secilën prej këtyre daljeve, e cila ndryshon nga ato të mëparshme me një kënd prej 120⁰.

• Për ta kuptuar këtë, le të kujtojmë sinusoidin tonë, i cili është një model për përshkrimin e rrymës alternative, dhe sipas ligjeve të së cilës ndryshon. Le të marrim tre faza - "A", "B" dhe "C" dhe të marrim një pikë të caktuar në kohë. Në këtë pikë, vala sinusit e fazës "A" është në pikën zero, vala sinusit e fazës "B" është në pikën ekstreme pozitive dhe vala sinusit e fazës "C" është në pikën ekstreme negative.
• Çdo njësi pasuese e kohës, rryma alternative në këto faza do të ndryshojë, por në mënyrë sinkronike. Kjo do të thotë, pas një kohe të caktuar, në fazën "A" do të ketë një maksimum negativ. Në fazën "B" do të ketë një zero, dhe në fazën "C" do të ketë një maksimum pozitiv. Dhe pas ca kohësh, ato do të ndryshojnë përsëri.

• Si rezultat, rezulton se secila prej këtyre fazave ka potencialin e vet, të ndryshëm nga potenciali i fazës fqinje. Prandaj, mes tyre duhet të ketë diçka që nuk përcjell rrymë elektrike.
• Ky ndryshim potencial midis dy fazave quhet tension i linjës. Përveç kësaj, ata kanë një ndryshim potencial në lidhje me tokën - ky tension quhet tension fazor.
• Dhe kështu, nëse voltazhi linear midis këtyre fazave është 380 V, atëherë tensioni fazor është 220 V. Ai ndryshon nga një vlerë prej √3. Ky rregull vlen gjithmonë për çdo tension.

• Bazuar në këtë, nëse kemi nevojë për një tension prej 220 V, atëherë mund të marrim një tel fazor dhe një tel të lidhur fort me tokën. Dhe ne do të kemi sukses rrjet njëfazor 220 V. Nëse kemi nevojë për një rrjet 380V, atëherë mund të marrim vetëm 2 faza dhe të lidhim disa pajisje ngrohëse si ne video.

Por në shumicën e rasteve përdoren të tre fazat. Të gjithë konsumatorët e fuqishëm janë të lidhur në një rrjet trefazor.

konkluzioni

Çfarë ka ndodhur rryma e induktuar, rrymë kapacitore, rrymë nisëse, rrymë shpejtësia boshe, rrymat e sekuencës negative, rrymat endacake dhe shumë më tepër, thjesht nuk mund t'i konsiderojmë në një artikull.

Në fund të fundit, çështja e rrymës elektrike është mjaft e gjerë dhe është krijuar një shkencë e tërë e inxhinierisë elektrike për ta shqyrtuar atë. Por me të vërtetë shpresojmë se kemi qenë në gjendje të shpjegojmë në një gjuhë të arritshme aspektet kryesore të kësaj çështjeje, dhe tani rryma elektrike nuk do të jetë diçka e frikshme dhe e pakuptueshme për ju.