Vad vet vi egentligen om el idag? Enligt moderna åsikter, mycket, men om vi går in i kärnan i denna fråga mer detaljerat, visar det sig att mänskligheten i stor utsträckning använder elektricitet utan att förstå den sanna naturen hos detta viktiga fysiska fenomen.
Syftet med denna artikel är inte att motbevisa de uppnådda vetenskapliga och tekniska tillämpade resultaten av forskning inom området elektriska fenomen, som används i stor utsträckning i vardagen och industrin. moderna samhället. Men mänskligheten ställs ständigt inför ett antal fenomen och paradoxer som inte passar in i ramarna för moderna teoretiska begrepp när det gäller elektriska fenomen - detta tyder på en brist på fullständig förståelse för detta fenomens fysik.
Idag känner vetenskapen också till fakta när till synes studerade ämnen och material uppvisar onormala konduktivitetsegenskaper ( ) .
Fenomenet med supraledning hos material har inte heller en helt tillfredsställande teori för närvarande. Det finns bara ett antagande att supraledning är kvantfenomen , som studeras av kvantmekanik. Vid noggrann studie av kvantmekanikens grundläggande ekvationer: Schrödinger-ekvationen, von Neumann-ekvationen, Lindblad-ekvationen, Heisenberg-ekvationen och Pauli-ekvationen, kommer deras inkonsekvens att bli uppenbar. Faktum är att Schrödinger-ekvationen inte härleds, utan postuleras av metoden för analogi med klassisk optik, baserat på en generalisering av experimentella data. Pauli-ekvationen beskriver rörelsen av en laddad partikel med spin 1/2 (till exempel en elektron) i ett externt elektromagnetiskt fält, men begreppet spin är inte associerat med den verkliga rotationen av en elementarpartikel, och med avseende på spinn det postuleras att det finns ett utrymme av tillstånd som inte på något sätt är relaterade till rörelsen av en elementarpartikelpartikel i det vanliga rummet.
I Anastasia Novykhs bok "Ezoosmos" nämns inkonsekvensen av kvantteorin: "Men den kvantmekaniska teorin om atomens struktur, som betraktar atomen som ett system av mikropartiklar som inte följer den klassiska mekanikens lagar, absolut inte relevant . Vid första anblicken verkar argumenten från den tyske fysikern Heisenberg och den österrikiske fysikern Schrödinger övertygande för människor, men om allt detta betraktas från en annan synvinkel, så är deras slutsatser endast delvis korrekta, och i allmänhet är båda helt fel . Faktum är att den första beskrev elektronen som en partikel och den andra som en våg. Förresten är principen om våg-partikeldualitet också irrelevant, eftersom den inte avslöjar övergången av en partikel till en våg och vice versa. Det vill säga, de lärda herrarna visar sig vara något snåla. Faktum är att allt är väldigt enkelt. Generellt vill jag säga att framtidens fysik är väldigt enkel och begriplig. Huvudsaken är att leva för att se denna framtid. När det gäller elektronen blir det bara i två fall en våg. Den första är när den externa laddningen går förlorad, det vill säga när elektronen inte interagerar med andra materiella föremål, säg med samma atom. Den andra, i ett pre-osmiskt tillstånd, det vill säga när dess interna potential minskar."
Samma elektriska impulser som genereras av nervcellerna i det mänskliga nervsystemet stödjer kroppens aktiva, komplexa, mångfaldiga funktion. Det är intressant att notera att cellens aktionspotential (en excitationsvåg som rör sig längs membranet i en levande cell i form av en kortvarig förändring av membranpotentialen i ett litet område av den exciterbara cellen) ligger inom ett visst område (Figur 1).
Den nedre gränsen för aktionspotentialen för en neuron är på nivån -75 mV, vilket är mycket nära värdet av redoxpotentialen i mänskligt blod. Om vi analyserar det maximala och lägsta värdet av aktionspotentialen i förhållande till noll, så är det mycket nära den avrundade procentsatsen menande gyllene snittet , dvs. uppdelning av intervallet i förhållandet 62% och 38%:
\(\Delta = 75 mV+40 mV = 115 mV\)
115 mV / 100 % = 75 mV / x 1 eller 115 mV / 100 % = 40 mV / x 2
x 1 = 65,2 %, x 2 = 34,8 %
Alla, kända modern vetenskap, leder ämnen och material elektricitet i en eller annan grad, eftersom de innehåller elektroner som består av 13 fantom Po-partiklar, som i sin tur är septoniska klasar (“PRIMORDIAL ALLATRA PHYSICS” s. 61). Den enda frågan är spänningen av elektrisk ström som är nödvändig för att övervinna elektrisk resistans.
Eftersom elektriska fenomen är nära besläktade med elektronen ger rapporten "PRIMODIUM ALLATRA PHYSICS" följande information om denna viktiga elementarpartikel: "Elektronen är en komponent i atomen, en av de viktigaste strukturella elementen i materien. Elektroner bildar elektronskalen i atomerna av alla kemiska grundämnen som är kända idag. De deltar i nästan alla elektriska fenomen som forskarna känner till idag. Men vad är el egentligen? officiell vetenskap kan fortfarande inte förklara, begränsande sig till allmänna fraser, att detta till exempel är "en uppsättning fenomen orsakade av existensen, rörelsen och interaktionen mellan laddade kroppar eller partiklar av elektriska laddningsbärare." Det är känt att elektricitet inte är ett kontinuerligt flöde, utan överförs i portioner - diskret».
Enligt moderna idéer: « elektricitet "är en uppsättning fenomen som orsakas av existens, interaktion och rörelse av elektriska laddningar." Men vad är elektrisk laddning?
Elektrisk laddning (mängd elektricitet) är en fysisk skalär storhet (en kvantitet, vars värde kan uttryckas med ett reellt tal) som bestämmer kropparnas förmåga att vara en källa till elektromagnetiska fält och att delta i elektromagnetisk interaktion. Elektriska laddningar är uppdelade i positiva och negativa (det här valet anses vara rent godtyckligt inom vetenskapen och ett mycket specifikt tecken tilldelas varje laddning). Kroppar laddade med en laddning av samma tecken stöter bort, och de med motsatta laddningar attraherar. När laddade kroppar rör sig (både makroskopiska kroppar och mikroskopiska laddade partiklar som bär elektrisk ström i ledare) uppstår ett magnetfält och fenomen uppstår som gör det möjligt att fastställa sambandet mellan elektricitet och magnetism (elektromagnetism).
Elektrodynamik studerar det elektromagnetiska fältet i det mest allmänna fallet (det vill säga tidsberoende variabla fält beaktas) och dess interaktion med kroppar som har en elektrisk laddning. Klassisk elektrodynamik tar endast hänsyn till det elektromagnetiska fältets kontinuerliga egenskaper.
Kvantelektrodynamik studerar elektromagnetiska fält som har diskontinuerliga (diskreta) egenskaper, vars bärare är fältkvanta - fotoner. Interaktionen mellan elektromagnetisk strålning och laddade partiklar betraktas inom kvantelektrodynamik som absorption och emission av fotoner av partiklar.
Det är värt att tänka på varför ett magnetfält uppstår runt en ledare med ström, eller runt en atom i vars banor elektroner rör sig? Faktum är att " det som idag kallas elektricitet är egentligen ett speciellt tillstånd i septonfältet , i de processer som elektronen i de flesta fall deltar i tillsammans med dess andra ytterligare "komponenter" "("PRIMODIUM ALLATRA FYSIK" s. 90).
Och magnetfältets toroidform bestäms av arten av dess ursprung. Som artikeln säger: "Med hänsyn till de fraktala mönstren i universum, såväl som det faktum att septonfältet i den materiella världen inom 6 dimensioner är det grundläggande, enhetliga fältet på vilket alla interaktioner som är kända för modern vetenskap är baserade, kan det hävdas att de alla har också formen Torah. Och detta uttalande kan vara av särskilt vetenskapligt intresse för moderna forskare.". Därför kommer det elektromagnetiska fältet alltid ha formen av en torus, som torus av en septon.
Låt oss överväga en spiral genom vilken elektrisk ström flyter och exakt hur dess elektromagnetiska fält bildas ( https://www.youtube.com/watch?v=0BgV-ST478M).
Ris. 2. Fältlinjer för en rektangulär magnet
Ris. 3. Fältlinjer i en spiral med ström
Ris. 4. Fältlinjer för enskilda sektioner av spiralen
Ris. 5. Analogi mellan fältlinjerna i en spiral och atomer med orbitala elektroner
Ris. 6. Ett separat fragment av en spiral och en atom med kraftlinjer
SLUTSATS: mänskligheten har ännu inte lärt sig hemligheterna bakom det mystiska fenomenet elektricitet.
Peter Totov
Nyckelord: PRIMORDIAL ALLATRA FYSIK, elektrisk ström, elektricitet, elektricitets natur, elektrisk laddning, elektromagnetiskt fält, kvantmekanik, elektron.
Litteratur:
Nya. A., Ezoosmos, K.: LOTOS, 2013. - 312 sid. http://schambala.com.ua/book/ezoosmos
Rapport "THE PRIMORDIAL PHYSICS OF ALLATRA" av en internationell grupp av vetenskapsmän från International social rörelse ALLATRA, ed. Anastasia Novykh, 2015;
Upptäckter relaterade till elektricitet har radikalt förändrat våra liv. Genom att använda elektrisk ström som energikälla har mänskligheten gjort genombrott inom teknologier som har gjort vår existens enklare. Idag driver elektricitet svarvar, bilar, styr robotutrustning och tillhandahåller kommunikation. Denna lista kan fortsätta under mycket lång tid. Det är till och med svårt att nämna en bransch där man klarar sig utan el.
Vad är hemligheten med en sådan massiv användning av elektricitet? Det finns trots allt andra energikällor i naturen som är billigare än el. Det visar sig att allt handlar om transport.
Elektrisk energi kan levereras nästan var som helst:
- till produktionsverkstaden;
- lägenhet;
- på fältet;
- in i en gruva, under vatten osv.
Elen som lagras i batteriet kan bäras med dig. Vi använder detta varje dag genom att ta med oss vår mobiltelefon. Ingen annan energiform har så universella egenskaper som elektricitet. Är inte detta en tillräcklig anledning att studera elektricitetens natur och egenskaper djupare?
Vad är elektrisk ström?
Elektriska fenomen har observerats under lång tid, men människan kunde relativt nyligen förklara deras natur. Blixtnedslaget verkade något onaturligt, oförklarligt. Det knastrande av vissa föremål när de gnuggades verkade konstigt. En kam som glittrade i mörkret efter att ha kammat pälsen på djur (till exempel en katt) orsakade förvirring, men väckte intresse för detta fenomen.
Hur allt började
Till och med de gamla grekerna kände till bärnstens egenskap, gnidad med ull, för att locka till sig vissa små föremål. Förresten, namnet "elektricitet" kommer från det grekiska namnet för bärnsten - "elektron".
När fysiker började noggrant studera elektrifieringen av kroppar började de förstå naturen hos sådana fenomen. Och den första kortvariga elektriska strömmen som skapats av människan dök upp när två elektrifierade föremål kopplades samman med en ledare (se fig. 1). 1729 upptäckte engelsmännen Gray och Wheeler ledningsförmågan hos laddningar i vissa material. Men de kunde inte ge en definition av elektrisk ström, även om de förstod att laddningar rör sig från en kropp till en annan längs en ledare.
Ris. 1. Erfarenhet av laddade kroppar
De började prata om elektrisk ström som ett fysiskt fenomen först efter att italienaren Volta förklarade Galvanis experiment, och 1794 uppfann han världens första elkälla - en galvanisk cell (Volta-kolumnen). Han underbyggde den ordnade rörelsen av laddade partiklar i en sluten krets.
Definition
I modern tolkning är elektrisk ström den riktade rörelsen av laddade partiklar av krafterna i det elektriska fältet Laddningsbärarna av metallledare är elektroner och laddningsbärarna för lösningar av syror och salter är negativa och positiva joner. Halvledarladdningsbärare är elektroner och hål.
För att en elektrisk ström ska existera måste den underhållas hela tiden. elektriskt fält. Det måste finnas en potentialskillnad som stöder förekomsten av de två första tillstånden. Så länge dessa villkor är uppfyllda kommer laddningar att röra sig på ett ordnat sätt längs delar av en sluten elektrisk krets. Denna uppgift utförs av elkällor.
Sådana förhållanden kan skapas, till exempel med hjälp av en elektroformaskin (fig. 2). Om två skivor roteras i motsatta riktningar, kommer de att laddas med motsatta laddningar. En potentialskillnad kommer att uppstå på borstarna intill skivorna. Genom att koppla kontakterna med en ledare kommer vi att tvinga de laddade partiklarna att röra sig på ett ordnat sätt. Det vill säga, elektroformaskinen är en källa till elektricitet.
Figur 2. Elektroformaskin Aktuella källor
De första källorna till elektrisk energi att hitta praktisk användning, var de galvaniska cellerna som nämns ovan. Förbättrade galvaniska celler (populärt kända som batterier) används i stor utsträckning än i dag. De används för att driva kontrollpaneler, elektronisk klocka, barnleksaker och många andra prylar.
Med uppfinningen av växelströmsgeneratorer fick elektriciteten en andra vind. Eran av elektrifiering av städer, och senare alla befolkade områden, började. Elektrisk energi har blivit tillgänglig för alla medborgare i utvecklade länder.
Idag letar mänskligheten efter förnybara elkällor. Solpaneler och vindkraftverk upptar redan sina nischer i energisystemen i många länder, inklusive Ryssland.
Egenskaper
Elektrisk ström kännetecknas av storheter som beskriver dess egenskaper.
Strömstyrka och densitet
Termen "strömstyrka" används ofta för att beskriva elektricitets egenskaper. Namnet är inte helt passande, eftersom det bara kännetecknar intensiteten av elektriska laddningars rörelse och inte någon form av kraft i bokstavlig mening. Denna term används dock och den betyder mängden elektricitet (laddningar) som passerar genom en ledares tvärsnittsplan. SI-enheten för ström är ampere (A).
1 A betyder att på en sekund passerar en elektrisk laddning på 1 C genom ledarens tvärsnitt. (lA = 1 C/s).
Strömtäthet är en vektorstorhet. Vektorn är riktad mot rörelsen av positiva laddningar. Modulen för denna vektor är lika med förhållandet mellan strömstyrkan vid en viss sektion av ledaren vinkelrätt mot laddningens rörelseriktning mot området för denna sektion. I SI-systemet mäts det i A/m 2. Densitet kännetecknar elektricitet mer rymligt, men i praktiken används oftare värdet "strömstyrka".
Potentialskillnaden (spänningen) i en sektion av kretsen uttrycks av relationen : U = jag× R, Var U- Spänning, jag– strömstyrka, och R- motstånd. Detta är Ohms berömda lag.
Kraft
Elektriska krafter utför arbete mot aktivt och reaktivt motstånd. Vid passiva motstånd omvandlas arbete till termisk energi. Effekt är det arbete som utförs per tidsenhet. När det gäller el används begreppet ”värmeförlusteffekt”. Fysikerna Joule och Lenz visade att värmeförlusteffekten hos en ledare är lika med strömmen multiplicerad med spänningen: P = jag× U. Enheten för effekt är watt (W).
Frekvens
Växelström kännetecknas också av frekvens. Denna egenskap visar hur antalet perioder (svängningar) förändras per tidsenhet. Frekvensenheten är hertz. 1 Hz = 1 cykel per sekund. Standardfrekvensen för industriström är 50 Hz.
Bias ström
Begreppet "förskjutningsström" introducerades för bekvämlighet, även om det i klassisk mening inte kan kallas ström, eftersom det inte finns någon laddningsöverföring. Å andra sidan beror magnetfältets intensitet på lednings- och förskjutningsströmmarna.
Förspänningsströmmar kan observeras i kondensatorer. Även om ingen laddning rör sig mellan plattorna på kondensatorn under laddning och urladdning flyter en förspänningsström genom kondensatorn och fullbordar den elektriska kretsen.
Typer av ström
Enligt metoden för generering och egenskaper kan elektrisk ström vara konstant eller variabel. Konstant är en som inte ändrar riktning. Det flyter alltid åt ett håll. Växelström ändrar periodvis riktning. Variabel ström avser vilken ström som helst förutom likström. Om momentana värden upprepas i oförändrad sekvens med jämna mellanrum, kallas en sådan elektrisk ström periodisk.
AC klassificering
Tidsvarierande strömmar kan klassificeras enligt följande:
- Sinusformad, lydande en sinusformad funktion i tid.
- kvasistationär – variabel, långsamt förändrad över tiden. Konventionella industriströmmar är kvasistationära.
- Hög frekvens – vars frekvens överstiger tiotals kHz.
- Pulserande – vars puls ändras regelbundet.
Det finns också virvelströmmar som uppstår i en ledare när det magnetiska flödet ändras. Foucaults, som de också kallas, flyter inte genom ledningar, utan bildar virvelkretsar. Induktionsström har samma karaktär som virvelström.
Drivhastighet för elektroner
Elektricitet går genom en metallledare med ljusets hastighet. Men det betyder inte att laddade partiklar rusar från pol till pol med samma hastighet. Elektroner i metallledare möter motstånd från atomer på sin väg, så deras faktiska rörelse är bara 0,1 mm per sekund. Den verkliga, ordnade hastigheten för elektronrörelse i en ledare kallas drift.
Om man stänger polerna på en strömkälla med en ledare bildas ett elektriskt fält runt ledaren med blixtens hastighet. Ju större EMF källorna har, desto starkare är det elektriska fältstyrkan. När de reagerar på spänningen tar laddade partiklar omedelbart en ordnad rörelse och börjar driva.
Den elektriska strömmens riktning
Man tror traditionellt att den elektriska strömvektorn är riktad mot källans negativa pol. Men elektronerna rör sig faktiskt mot den positiva polen. Traditionen uppstod på grund av det faktum att vektorns riktning valdes för att vara rörelsen av positiva joner i elektrolyter, som faktiskt tenderar mot den negativa polen.
Ledningselektroner med negativ laddning i metaller upptäcktes senare, men fysiker ändrade inte sin ursprungliga uppfattning. Detta stärkte påståendet att strömmen är riktad från plus till minus.
Elektrisk ström i olika miljöer
I metaller
Strömbärare i metallledare är fria elektroner, som på grund av svaga elektriska förbindelser slumpmässigt vandrar inuti kristallgittren (fig. 3). Så fort EMF dyker upp i ledaren börjar elektroner driva på ett ordnat sätt mot strömkällans positiva pol.
Ris. 3. Elektrisk ström i metaller Som ett resultat av strömpassage uppstår motstånd i ledarna, vilket hindrar flödet av elektroner och leder till uppvärmning. Vid en kortslutning är värmen som genereras så stark att den förstör ledaren.
I halvledare
I sitt normala tillstånd har en halvledare inga gratis laddningsbärare. Men om man kombinerar de två olika typer halvledare, då när de ansluts direkt förvandlas de till en ledare. Detta beror på att den ena typen har positivt laddade joner (hål), medan den andra har negativa joner (atomer med en extra elektron).
Under spänning rusar elektroner från en halvledare för att ersätta (rekombinera) hål i en annan. En ordnad förflyttning av gratis avgifter uppstår. Denna typ av ledningsförmåga kallas elektron-håls ledningsförmåga.
I vakuum och gas
Elektrisk ström är också möjlig i joniserad gas. Laddning bärs av positiva och negativa joner. Jonisering av gaser är möjlig under påverkan av strålning eller på grund av stark uppvärmning. Under påverkan av dessa faktorer exciteras atomer, som förvandlas till joner (fig. 4).
Figur 4. Elektrisk ström i gaser I ett vakuum möter därför inte elektriska laddningar motstånd. laddade partiklar rör sig med nästan ljushastigheter. Laddningsbärare är elektroner. För att skapa en ström i ett vakuum är det nödvändigt att skapa en elektronkälla och en tillräckligt stor positiv potential vid elektroden.
Ett exempel skulle vara driften av ett vakuumrör eller ett katodstrålerör.
I vätskor
Låt oss göra en reservation direkt - alla vätskor är inte ledare. Elektrisk ström är möjlig i sura, alkaliska och saltlösningar. Med andra ord i miljöer där det finns laddade joner.
Om du sänker två elektroder i lösningen och ansluter dem till källans poler, kommer en elektrisk ström att flyta mellan dem (fig. 5). Under påverkan av EMF kommer katjoner att rusa till katoden (minus) och anjoner till anoden. I det här fallet kommer det att hända kemisk exponering på elektroderna - atomer av lösta ämnen kommer att sätta sig på dem. Detta fenomen kallas elektrolys.
Ris. 5. För en bättre förståelse av egenskaperna hos elektrisk ström i olika miljöer föreslår jag att du tittar på bilden i figur 6. Var uppmärksam på ström-spänningsegenskaperna (fjärde kolumnen).
Ris. 6. Elektrisk ström i media Ledare av elektrisk ström
Bland de många ämnena är endast ett fåtal ledare. Metaller är bra ledare. En viktig egenskap hos en ledare är dess resistivitet.
Det finns lite motstånd:
- alla ädla metaller;
- koppar;
- aluminium;
- tenn;
- leda.
I praktiken används oftast aluminium- och kopparledare, eftersom de inte är för dyra.
elsäkerhet
Trots att elektricitet har blivit en del av våra liv bör vi inte glömma elsäkerheten. Höga spänningar är livsfarliga och kortslutning orsakar bränder.
När du utför reparationsarbete är det nödvändigt att strikt följa säkerhetsreglerna: arbeta inte under högspänning, använd skyddskläder och specialverktyg, använd jordknivar etc.
I vardagen, använd endast elektrisk utrustning som är designad för att fungera i lämpligt nätverk. Installera aldrig buggar istället för säkringar.
Kom ihåg att högeffektelektrolytiska kondensatorer har en stor elektrisk kapacitans. Energin som ackumuleras i dem kan till och med uppstå flera minuter efter att de kopplats bort från nätverket.
Elektrisk ström är den ordnade rörelsen av laddade partiklar. I fasta ämnen är detta rörelsen av elektroner (negativt laddade partiklar), i flytande och gasformiga kroppar är detta rörelsen av joner (positivt laddade partiklar). Dessutom kan strömmen vara konstant eller växlande, och de har helt olika rörelser av elektriska laddningar. För att väl förstå och behärska ämnet aktuell rörelse i ledare, kanske du först måste förstå mer detaljerat grunderna i elektrofysik. Det är här jag ska börja.
Så hur flyter elektrisk ström i första hand? Det är känt att ämnen består av atomer. Dessa är elementära partiklar av materia. Atomens struktur liknar vår solsystem, där atomkärnan ligger i mitten. Den består av protoner (positiva elektriska partiklar) och neutroner (elektriskt neutrala partiklar) tätt sammanpressade. Runt denna kärna roterar elektroner (mindre partiklar med negativ laddning) i sina banor med enorm hastighet. Olika ämnen har olika antal elektroner och i vilka banor de roterar. Atomerna av fasta ämnen har vad som kallas ett kristallgitter. Detta är strukturen hos ett ämne där atomer är ordnade relativt varandra i en viss ordning.
Var kan elektrisk ström uppstå här? Det visar sig att i vissa ämnen (strömledare) kan elektronerna som är längst bort från sin kärna bryta sig loss från atomen och flytta till en angränsande atom. Denna rörelse av elektroner kallas fri. Elektroner rör sig helt enkelt inom ett ämne från en atom till en annan. Men om ett externt elektromagnetiskt fält är anslutet till detta ämne (elektrisk ledare), och därigenom skapar en elektrisk krets, kommer alla fria elektroner att börja röra sig i en riktning. Detta är just rörelsen av elektrisk ström inuti en ledare.
Låt oss nu ta reda på vad likström och växelström är. Så, likström rör sig alltid i endast en riktning. Som nämndes i början rör sig elektroner i fasta ämnen, och joner rör sig i flytande och gasformiga kroppar. Elektroner är negativt laddade partiklar. Följaktligen, i fasta ämnen flyter elektrisk ström från minus till plus för kraftkällan (elektroner rör sig längs den elektriska kretsen). I vätskor och gaser rör sig ström i två riktningar samtidigt, eller snarare, samtidigt, elektroner flödar till plus, och joner (enskilda atomer som inte är sammankopplade av ett kristallgitter, de är var för sig) flödar till minus av strömkällan.
Det var officiellt accepterat av forskare att rörelsen sker från plus till minus (motsatsen till vad som händer i verkligheten). Så ur vetenskaplig synvinkel är det korrekt att säga att den elektriska strömmen rör sig från plus till minus, men ur en verklig synvinkel (elektrofysisk natur) är det mer korrekt att tro att strömmen flyter från minus till plus (i fasta ämnen). Detta gjordes förmodligen för en viss bekvämlighet.
Nu när det gäller växelström. Här är allt lite mer komplicerat. Om rörelsen av laddade partiklar i fallet med likström bara har en riktning (fysiskt sett flyter elektroner med minustecken mot plus), då växelström rörelseriktningen ändras periodvis till den motsatta. Du har säkert hört att ett vanligt stadsnät har en växelspänning på 220 volt och en standardfrekvens på 50 hertz. Så dessa 50 hertz indikerar att den elektriska strömmen på en sekund lyckas gå igenom en hel cykel med sinusform 50 gånger. Faktum är att på en sekund ändras strömriktningen så många som 100 gånger (den ändras två gånger i en cykel).
P.S. Strömriktningen i elektriska kretsar är viktig. I många fall, om kretsen är designad för en strömriktning, och du av misstag ändrar den till motsatt riktning eller ansluter växelström istället för likström, kommer enheten troligen helt enkelt att misslyckas. Många halvledare som arbetar i kretsar kan bryta igenom och brinna ut när strömmen flyter i motsatt riktning. Så när du ansluter den elektriska kraften måste strömriktningen följas strikt av dig.
De första upptäckterna relaterade till arbetet med elektricitet började på 700-talet f.Kr. Filosof Antikens Grekland Thales of Miletus upptäckte att när bärnsten gnides på ull, kan den sedan attrahera lätta föremål. "Elektricitet" översätts från grekiska som "bärnsten". År 1820 etablerade André-Marie Ampère lagen om likström. Därefter började storleken på strömmen eller vad den elektriska strömmen mäts i betecknas i ampere.
Betydelsen av termen
Begreppet elektrisk ström kan hittas i vilken fysik som helst. Elektrisk ström- detta är den ordnade rörelsen av elektriskt laddade partiklar i en riktning. För att förstå för gemene man vad elektrisk ström är, bör du använda en elektrikers ordbok. I den står termen för rörelsen av elektroner genom en ledare eller joner genom en elektrolyt.
Beroende på rörelsen av elektroner eller joner inuti en ledare, särskiljs följande: 
typer av strömmar:
- konstant;
- variabel;
- periodisk eller pulserande.
Grundmätningsmängder
Elektrisk strömstyrka- huvudindikatorn som elektriker använder i sitt arbete. Styrkan hos den elektriska strömmen beror på mängden laddning som flyter genom den elektriska kretsen under en viss tidsperiod. Ju större antal elektroner som flödar från en början av källan till slutet, desto större blir laddningen som överförs av elektronerna.
En kvantitet som mäts av förhållandet mellan den elektriska laddningen som strömmar genom tvärsnittet av partiklar i en ledare och tiden för dess passage. Laddning mäts i coulomb, tid mäts i sekunder, och en enhet av elektriskt flöde bestäms av förhållandet mellan laddning och tid (coulomb till sekund) eller ampere. Bestämning av den elektriska strömmen (dess styrka) sker genom att sekventiellt ansluta två terminaler i den elektriska kretsen.
När en elektrisk ström fungerar, åstadkoms rörelsen av laddade partiklar med hjälp av ett elektriskt fält och beror på kraften av elektronrörelse. Värdet som en elektrisk ströms arbete beror på kallas spänning och bestäms av förhållandet mellan strömmens arbete i en specifik del av kretsen och laddningen som passerar genom samma del. Enheten för volt mäts med en voltmeter när två terminaler på enheten är parallellkopplade till en krets.
Mängden elektriskt motstånd är direkt beroende av vilken typ av ledare som används, dess längd och tvärsnitt. Det mäts i ohm.
Effekten bestäms av förhållandet mellan det arbete som utförs av strömmarnas rörelse och den tid då detta arbete inträffade. Effekten mäts i watt.
En fysisk storhet såsom kapacitans bestäms av förhållandet mellan laddningen av en ledare och potentialskillnaden mellan samma ledare och den intilliggande. Ju lägre spänning när ledare får en elektrisk laddning, desto större kapacitet. Det mäts i farad.
Mängden arbete som utförs av elektricitet vid ett visst intervall i kedjan hittas med hjälp av produkten av ström, spänning och den tidsperiod under vilken arbetet utfördes. Den senare mäts i joule. Driften av elektrisk ström bestäms med hjälp av en mätare som ansluter avläsningarna av alla kvantiteter, nämligen spänning, kraft och tid.
Elsäkerhetstekniker
Kunskap om elsäkerhetsregler hjälper till att förebygga en nödsituation och skydda människors hälsa och liv. Eftersom elektricitet tenderar att värma upp ledaren, finns det alltid möjlighet att en situation som är farlig för hälsa och liv. För att garantera säkerheten hemma måste följas följande enkla men viktiga regler:
- Nätisolering måste alltid vara i gott skick för att undvika överbelastning eller risk för kortslutning.
- Fukt bör inte komma på elektriska apparater, ledningar, paneler etc. Dessutom framkallar en fuktig miljö kortslutningar.
- Se till att jorda alla elektriska apparater.
- Undvik att överbelasta elektriska ledningar eftersom det finns risk för att ledningarna tar eld.
Säkerhetsåtgärder vid arbete med el innebär användning av gummerade handskar, vantar, mattor, urladdningsanordningar, jordningsanordningar för arbetsområden, strömbrytare eller säkringar med termiskt och strömskydd.
Erfarna elektriker, när det finns risk för elektriska stötar, arbetar med ena handen och den andra är i fickan. På så sätt avbryts hand-to-hand-kretsen vid en ofrivillig beröring av skärmen eller annan jordad utrustning. Om utrustning som är ansluten till nätverket tar eld, släck branden enbart med pulver- eller koldioxidsläckare.
Applicering av elektrisk ström
Elektrisk ström har många egenskaper som gör att den kan användas inom nästan alla områden av mänsklig aktivitet. Sätt att använda elektrisk ström:
El idag är den mest miljövänliga energiformen. I den moderna ekonomin är utvecklingen av elkraftindustrin av planetär betydelse. I framtiden, om det råder brist på råvaror, kommer elektriciteten att ta en ledande position som en outtömlig energikälla.
Varje person har ett abstrakt begrepp om elektrisk ström. För en elektrisk apparat är strömkällan ungefär som luftkällan för alla andningsorganismer. Men dessa jämförelser begränsar förståelsen av fenomenets natur, och endast specialister förstår essensen djupare.
- Video om ämnet
- Kommentarer
I Läroplanen alla går en fysikkurs som tar upp elektricitetens grundläggande begrepp och lagar. Det torra, vetenskapliga tillvägagångssättet är inte av intresse för barn, så de flesta vuxna har ingen aning om vad elektrisk ström är, varför den uppstår, vad dess måttenhet är eller hur allt kan röra sig genom stationära metalltrådar. och till och med få elektriska apparater att fungera. .
Med enkla ord om elektrisk ström
Standarddefinitionen från en skolbok i fysik beskriver kortfattat fenomenet elektrisk ström. Men för att vara ärlig kan du förstå detta till fullo om du studerar ämnet mycket djupare. När allt kommer omkring presenteras informationen på ett annat språk - vetenskapligt. Det är mycket lättare att förstå karaktären av ett fysiskt fenomen om du beskriver allt på ett välbekant språk, förståeligt för alla personer. Till exempel ström i metall.
Vi bör börja med det faktum att allt som vi anser vara fast och orörligt är så bara i vår fantasi. En metallbit som ligger på marken är en monolitisk orörlig kropp i mänsklig förståelse. För en analogi, låt oss föreställa oss vår planet i rymden, titta på den från Mars yta. Jorden verkar som en komplett, orörlig kropp. Om du närmar dig dess yta kommer det att bli uppenbart att detta inte är en monolitisk bit av materia, utan en konstant rörelse: vatten, gaser, levande varelser, litosfäriska plattor - allt detta rör sig nonstop, även om detta inte är synligt från avlägset rymd .
Låt oss återvända till vår metallbit som ligger på marken. Den är orörlig eftersom vi ser på den utifrån som ett monolitiskt objekt. På atomnivå består den av ständigt rörliga små element. De är olika, men bland alla är vi intresserade av elektroner, som skapar ett elektromagnetiskt fält i metaller som genererar samma ström. Ordet "ström" måste tas bokstavligt, för när element med en elektrisk laddning rör sig, det vill säga "flöde", från ett laddat föremål till ett annat, uppstår "elektrisk ström".
Efter att ha förstått de grundläggande begreppen kan vi härleda en allmän definition:
Elektrisk ström är ett flöde av laddade partiklar som rör sig från en kropp med högre laddning till en kropp med lägre laddning.
För att förstå essensen ännu mer exakt måste du fördjupa dig i detaljerna och få svar på flera grundläggande frågor.
Videoberättelse
Svar på huvudfrågorna om elektrisk ström
Efter att ha formulerat definitionen uppstår flera logiska frågor.
- Vad gör att strömmen "flyter", det vill säga rör sig?
- Om de minsta metallelementen ständigt rör sig, varför deformeras det då inte?
- Om något flyter från ett objekt till ett annat, förändras massan av dessa objekt?
Svaret på den första frågan är enkelt. Hur vattnet rinner från hög punkt till låg - och elektroner kommer att flöda från en kropp med hög laddning till en kropp med låg, i enlighet med fysikens lagar. Och "laddning" (eller potential) är antalet elektroner i en kropp, och ju fler det finns, desto högre laddning. Om en kontakt görs mellan två kroppar med olika laddningar kommer elektroner att flöda från den mer laddade kroppen till den mindre laddade. Detta kommer att skapa en ström som kommer att sluta när laddningarna av de två kontaktande kropparna är lika.
För att förstå varför en tråd inte ändrar struktur, trots att det finns konstant rörelse i den, måste du föreställa dig den i form av ett stort hus där människor bor. Storleken på huset kommer inte att förändras beroende på hur många som går in och lämnar det, eller rör sig inuti det. En person i det här fallet är en analog av en elektron i metall - han rör sig fritt och har inte mycket massa jämfört med hela byggnaden.
Om elektroner rör sig från en kropp till en annan, varför förändras inte kropparnas massa? Faktum är att vikten av en elektron är så liten att även om alla elektroner tas bort från kroppen kommer dess massa inte att förändras.
Vad är enheten för ström?
- Aktuell styrka.
- Spänning.
- Motstånd.
Om vi försöker beskriva begreppet strömstyrka med enkla ord, är det bäst att föreställa sig flödet av bilar som passerar genom tunneln. Bilar är elektroner och tunneln är en tråd. Ju fler bilar som passerar genom tunnelns tvärsnitt vid en tidpunkt, desto större strömstyrka, som mäts av en enhet som kallas "amperemeter" i ampere (A), och i formler betecknas med bokstaven ( jag).
Spänning är en relativ storhet som uttrycker skillnaden i laddningar av kroppar mellan vilka ström flyter. Om ett föremål har en mycket hög laddning och ett annat mycket låg, kommer det att finnas en hög spänning mellan dem, som mäts med en enhet som kallas en voltmeter och en enhet som kallas Volt (V). Identifieras i formler med bokstaven (U).
Motstånd kännetecknar förmågan hos en ledare, konventionellt en koppartråd, att passera en viss mängd ström, det vill säga elektroner, genom sig själv. En resistiv ledare genererar värme genom att förbruka en del av energin från strömmen som passerar genom den, och därigenom minska dess styrka. Motståndet beräknas i Ohm (Ohm), och bokstaven (R) används i formler.
Formler för beräkning av nuvarande egenskaper
Med hjälp av tre fysiska storheter kan strömkarakteristika beräknas med Ohms lag. Det uttrycks med formeln:
Där I är strömstyrkan, U är spänningen på kretssektionen, R är resistansen.
Av formeln ser vi att strömmen beräknas genom att dividera spänningen med resistansen. Därför har vi lagens formulering:
Strömstyrkan är direkt proportionell mot spänningen och omvänt proportionell mot ledarens resistans.
Från denna formel kan du matematiskt beräkna dess andra komponenter.
Motstånd:
Spänning:
Det är viktigt att notera att formeln endast är giltig för en specifik del av kedjan. För en komplett, sluten krets, såväl som andra specialfall, finns det andra Ohms lagar.
Videoberättelse
Strömmens effekt på olika material och levande varelser
Olika kemiska grundämnen beter sig olika när de utsätts för ström. Vissa supraledare ger inget motstånd mot elektroner som rör sig genom dem, vilket orsakar nej kemisk reaktion. Metaller, när de utsätts för överdriven stress, kan bryta ner och smälta. Dielektrikum som inte tillåter ström att passera interagerar inte med det på något sätt och skyddar därmed mot det. miljö. Detta fenomen används framgångsrikt av människor när man isolerar ledningar med gummi.
För levande organismer är ström ett tvetydigt fenomen. Det kan ha både positiva och destruktiva effekter. Människor har använt kontrollerade stötar under lång tid medicinska ändamål: från ljusurladdningar som stimulerar hjärnaktivitet till kraftfulla elektriska stötar som kan starta om ett stannat hjärta och väcka en person till liv igen. En kraftig flytning kan leda till allvarliga hälsoproblem, brännskador, vävnadsdöd och till och med omedelbar död. När du arbetar med elektriska apparater måste du följa säkerhetsföreskrifter.
I naturen kan du hitta många fenomen där elektricitet spelar en nyckelroll: från djuphavsvarelser (elektriska strålar) som kan ge elektriska stötar, till blixtar under ett åskväder. Människan har länge bemästrat denna naturliga kraft och skickligt använt den, vilket är anledningen till att all modern elektronik fungerar.
Man bör komma ihåg att naturfenomen kan vara både fördelaktiga och skadliga för människor. Att studera från skola och vidareutbildning hjälper människor att på ett kompetent sätt använda världens fenomen till gagn för samhället.
