DET bevægelseafbelastningerelektrisk er fænomenet bag funktionen af elektroniske enheder. når en elektrisk ladningaf gods positiv eller negativ, bevæger sig på grund af indflydelsen fra et eksternt elektrisk felt, siger vi, at der dannes en elektrisk strøm.
Seogså: Hvad er et elektrisk felt?
Hvad er elektrisk strøm?
DET elektrisk strøm er en af de grundlæggende mængder af fysik, og dens enhed er ifølge det internationale system Ampere (DET). en elektrisk strøm på 1 ampere indebærer, at for 1 sekund, passerede 1 Coulomb af elektriske ladninger gennem et tværsnit lavet et eller andet sted i rummet. Se på nedenstående figur:
Tværsnit af en ledende ledning, der krydses af flere elektroner.
Så længe der er et hvilket som helst antal elektriske ladninger, der krydser tværsnittet vist ovenfor, vil der være elektrisk strøm i materialet.
Definitionen af elektrisk strøm er ret enkel. Holde øje:
elektrisk strøm er strømmen kaotisk af ladningsbærende partikler over tværsnittet af en given position i rummet og gennem påføring af et elektrisk felt. |
Den elektriske strøm kan beregnes som forholdet mellem belastningsmodulet, der krydser sektionen hvert sekund:
jeg - elektrisk strøm
ΔQ - mængden af elektrisk opladning
t - tids interval
Hvad er forskellen mellem elektrisk ladning og elektrisk strøm?
Kædeelektrisk det er bevægelsen af elektriske ladninger i en eller anden fortrinsretning af lederen. Elektrisk opladning er igen en iboende egenskab ved materie. De fleste af de eksisterende partikler, såsom protoner og elektroner, har en elektrisk ladning, og det kan derfor være tiltrukket eller frastødt ved andre elektriske opladninger.
Mængden af elektriske ladninger i et legeme kan beregnes ved hjælp af følgende formel:
Spørgsmål - elektrisk belastningsmodul
ingen - antal fragtbærere
og - grundlæggende belastning (1.6.10-19 Ç)
protoner og elektroner de er de mest almindelige ladningsbærere, på trods af at de er partikler med forskellige masser og elektriske ladninger med det modsatte tegn. Mængden af ladning, der er til stede i disse partikler, er lig og kaldes opladegrundlæggende, hvis modul er ca. 1.6.10-19 Ç.
Bevægelse af elektriske partikler inden i ledninger
Når vi forbinder to punkter i a trådleder til en potentiel forskel, forbinder det til et batteri (generator) eller en stikkontakt, for eksempel dannes der et elektrisk felt indeni af ledningerne, der er ansvarlige for fremkomsten af en elektrisk kraft, der trækker elektronerne mod terminalen positiv eller negativ.
O Markelektrisk det dannes i lederen med lysets hastighed, dvs. elektronernes "rækkefølge" er næsten øjeblikkelig, så alle disse partikler føler, at den elektriske kraft trækker dem. Imidlertid er bevægelsen af disse afgifter temmeliglangsom, på grund af de forskellige gensidige interaktioner mellem elektroner og også de hyppige kollisioner mellem elektroner og atomer, der danner krystalgitteret af metaller, hvilket forårsager et stort tab af hastighed. Denne hastighed, hvormed elektroner ledes i et materiale, det vil sige hastigheden på kædeelektrisk, Hedder hastigheditræk, og dets modul er i størrelsesordenen centimeter pr. minut.
Skematisk viser den elektriske strøm inde i en ledertråd
Joule-effekt
Når elektroner kolliderer med atomerne i det materiale, hvori de bevæger sig, overfører de en del af deres kinetiske energi og fremmer vibrationen i det medie krystallinske netværk. Denne vibration forårsager en stigning i materialets temperatur og konfigurerer den såkaldte Joule-effekt.
Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)
Joule-effekten er grundlaget for glødelampens funktion: overførsel af energi fra elektronerne til atomerne forårsager en stor opvarmning af ledningen.
Elektriske ladninger på ledere, isolatorer og halvledere
→ Ledere
Alle ledende materialer, som de fleste metaller, har et stort antal transportøreriopladeledig, dvs. løst bundet til materialets atomkerner. Disse ladningsbærere er elektroner, meget lette partikler og elektrisk ladningnegativ.
Ved stuetemperatur (25 ° C) f.eks. elektronerledigFraledere de står ikke stille, men de føres heller ikke mellem et punkt i materialet og et andet. I dette tilfælde er agitationtermisk af materialet transmitteres til elektronerne, hvilket får disse partikler til at bevæge sig kaotisk, ind forskellige hastigheder og retninger, så elektronernes samlede forskydning er ca. nul. Når dette sker, siger vi, at føreren er i elektrostatisk balance.
→ Isolatorer
Materialer udstyret med storemodstandelektrisk, opkald fra isolatorerhar naturligvis få eller ingen elektriske ladningsbærere, der er gratis, og som kan trækkes af det elektriske felt. I disse materialer er det nødvendigt at anvende store elektriske felter, indtil deres ionisering finder sted. Denne proces forklarer dannelsen af stråler og kaldes pausegiverstivheddielektrisk. I tilfælde af lyn understøtter atmosfærisk luft, som er et isolerende medium, bevægelse af gods ved dannelsen af et stort elektrisk felt med de elektrificerede skyer eller mellem skyerne og jorden.
Læs også: Fem sjove fakta om strålerne, der får dit hår til at stå på
Store elektriske felter kan ionisere luft og fremme elektronledning.
→ Halvledere
I materialerhalvlederetil gengæld er ladningsbærerne delvist forbundet med deres atomkerner på grund af en svag elektrisk interaktion. Det er muligt at gøre dem gratis opladningsbærere ved at give en eller anden form for energi til disse partikler: opvarmning af materiale (termoelektriske materialer), mekanisk interaktion (piezoelektriske materialer), belysning (fotoelektriske materialer) etc.
Ved vakuum eller i materialer, der ikke har nogen elektrisk modstand, kan elektriske ladebærere bevæge sig uden problemer. Ved at registrere virkningen af et elektrisk felt kan ladebærere på disse måder bevæge sig med store hastigheder i retning af styrkeelektrisk der virker på dem.
Flytning af gods i væsker
Når vi sætter en løsning, der er knyttet til en potentiel forskel, dannes der et elektrisk felt i denne væske, og ionerne opløst i denne opløsning bevæger sig selv til polerne, der har en ladning modsat deres egen. I dette tilfælde siger vi, at a kædeionisk dannes.
retning af elektrisk strøm
Når vi studerer bevægelsen af elektriske ladninger i elektriske kredsløb, er det almindeligt at høre, at elektrisk strøm kan have to retninger: retningen ægte og sansen konventionelle. Denne konvention opstod, fordi ladebærere i ledere har gjort det opladenegativ. Forstå: når vi forbinder en ledning til en potentiel forskel, bevæger elektronerne sig mod polen positiv. Denne strømretning kaldes følelseægte.
O følelsekonventionel af strømmen indrømmer til gengæld, at lederne har ladestandere positiv elektrisk ladning, så når vi forbinder en ledning til en potentialforskel, bevæger disse elektroner sig mod potentialet. negativ.
Seogså: retning af elektrisk strøm
Af mig Rafael Helerbrock
