DAS BewegungdesLadungenelektrisch ist das Phänomen hinter der Funktionsweise elektronischer Geräte. Wenn ein elektrische Ladung, von Fracht positiv oder Negativ, sich aufgrund des Einflusses eines äußeren elektrischen Feldes bewegt, sagen wir, dass sich ein elektrischer Strom bildet.
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Was ist elektrischer Strom?
DAS elektrischer Strom ist eine der fundamentalen Größen der Physik, und ihre Einheit ist nach dem Internationalen System der Ampere (DAS). ein elektrischer Strom von 1 Ampere impliziert, dass für 1 zweite, leitete 1 Coulomb elektrische Ladungen durch einen Querschnitt, der irgendwo im Weltraum hergestellt wurde. Schauen Sie sich die Abbildung unten an:
Querschnitt eines leitenden Drahtes, der von mehreren Elektronen gekreuzt wird.
Solange eine beliebige Anzahl von elektrischen Ladungen den oben gezeigten Querschnitt durchquert, fließt elektrischer Strom im Material.
Die Definition von elektrischem Strom ist recht einfach. Uhr:
elektrischer Strom ist der Fluss chaotisch von ladungstragenden Teilchen über den Querschnitt einer gegebenen Position im Raum und durch Anlegen eines elektrischen Feldes. |
Der elektrische Strom kann als Verhältnis des Lastmoduls berechnet werden, das diesen Abschnitt jede Sekunde durchquert:
ich - elektrischer Strom
Q – elektrische Ladung
t - Zeitintervall
Was ist der Unterschied zwischen elektrischer Ladung und elektrischem Strom?
Ketteelektrisch es ist die Bewegung elektrischer Ladungen in eine Vorzugsrichtung des Leiters. Elektrische Ladung wiederum ist eine intrinsische Eigenschaft der Materie. Die meisten der vorhandenen Teilchen, wie z Protonen und der Elektronen, hat eine elektrische Ladung und kann daher angezogen oder abgestoßen durch andere elektrische Ladungen.
Die Menge der in einem Körper vorhandenen elektrischen Ladungen lässt sich nach folgender Formel berechnen:
Q – elektrisches Lastmodul
Nein – Anzahl der Frachtführer
und – Grundlast (1.6.10-19 )
Protonen und Elektronen sie sind die häufigsten Ladungsträger, obwohl es sich um Teilchen mit unterschiedlichen Massen und elektrischen Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen handelt. Die in diesen Teilchen vorhandene Ladungsmenge ist gleich und heißt aufladengrundlegende, dessen Modul ungefähr 1,6.10. beträgt-19 .
Bewegung elektrischer Partikel in Drähten
Wenn wir zwei Punkte von a. verbinden FadenDirigent zu eins Potenzieller unterschiedB. an eine Batterie (Generator) oder eine Steckdose angeschlossen wird, bildet sich im Inneren ein elektrisches Feld der Drähte, die für die Entstehung einer elektrischen Kraft verantwortlich sind, die die Elektronen in Richtung des Anschlusses zieht positiv oder Negativ.
Ö Feldelektrisch es bildet sich im Leiter mit Lichtgeschwindigkeit, dh die "Bewegungsordnung" der Elektronen ist praktisch unmittelbar, so dass alle diese Teilchen die Wirkung der elektrischen Kraft spüren, die sie mitzieht. Die Bewegung dieser Ladungen ist jedoch ganzschleppend, aufgrund der verschiedenen Wechselwirkungen zwischen den Elektronen und auch der häufigen Kollisionen zwischen den Elektronen und die Atome, die das Kristallgitter von Metallen bilden, was einen großen Verlust an verursacht Geschwindigkeit. Diese Geschwindigkeit, mit der Elektronen in einem Material geleitet werden, d. h. die Geschwindigkeit von Ketteelektrisch, wird genannt Geschwindigkeitimziehen, und sein Modul liegt in der Größenordnung von Zentimetern pro Minute.
Schematische Darstellung des elektrischen Stroms in einem Leiterdraht
Joule-Effekt
Wenn Elektronen mit den Atomen des Materials kollidieren, in dem sie sich bewegen, übertragen sie einen Teil ihrer kinetischen Energie und fördern die Schwingung des kristallinen Netzwerks dieses Mediums. Diese Schwingung verursacht eine Temperaturerhöhung des Materials, wodurch die sogenannte Joule-Effekt.
Der Joule-Effekt ist die Grundlage für die Funktion der Glühlampe: Die Energieübertragung von den Elektronen auf die Atome bewirkt eine starke Erwärmung des Drahtes.
Elektrische Ladungen an Leitern, Isolatoren und Halbleitern
→ Leiter
Alle leitfähigen Materialien haben, wie die meisten Metalle, eine große Anzahl von Transportunternehmenimaufladenkostenlos, das heißt, lose an die Atomkerne des Materials gebunden. Diese Ladungsträger sind Elektronen, sehr leichte Teilchen und elektrische LadungNegativ.
Bei Raumtemperatur (25°C) z.B. ElektronenkostenlosVonDirigenten sie stehen nicht still, aber sie werden auch nicht von einem Punkt des Materials zum anderen geführt. In diesem Fall ist die AgitationThermal- des Materials wird auf Elektronen übertragen, wodurch sich diese Teilchen chaotisch bewegen, in unterschiedliche Geschwindigkeiten und Richtungen, so dass die Gesamtverschiebung der Elektronen ungefähr Null. In diesem Fall sagen wir, dass der Fahrer in the ist elektrostatisches Gleichgewicht.
→ Isolatoren
Materialien ausgestattet mit großWiderstandelektrisch, Anrufe von Isolatoren, haben naturgemäß wenige oder keine elektrischen Ladungsträger, die frei sind und durch die Wirkung des elektrischen Feldes mitgerissen werden können. Bei diesen Materialien müssen große elektrische Felder angelegt werden, bis ihre Ionisierung eintritt. Dieser Vorgang erklärt die Strahlenbildung und heißt UnterbrechunggibtSteifigkeitDielektrikum. Bei Blitzschlag unterstützt atmosphärische Luft als isolierendes Medium die Bewegung der Ladung durch die Bildung eines großen elektrischen Feldes mit den elektrifizierten Wolken oder zwischen den Wolken und der Boden.
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Große elektrische Felder können Luft ionisieren und die Elektronenleitung fördern.
→ Halbleiter
Im MaterialienHalbleiter, die Ladungsträger wiederum sind aufgrund einer schwachen elektrischen Wechselwirkung teilweise mit ihren Atomkernen verknüpft. Es ist möglich, sie zu freien Ladungsträgern zu machen, indem man diesen Teilchen irgendeine Form von Energie zuführt: Erhitzen der Material (thermoelektrische Materialien), mechanische Wechselwirkung (piezoelektrische Materialien), Beleuchtung (photoelektrische Materialien) usw.
Bei der Vakuum oder in Materialien ohne elektrischen Widerstand können sich elektrische Ladungsträger problemlos bewegen. Auf diese Weise können sich Ladungsträger durch Erfassen der Wirkung eines elektrischen Feldes mit großer Geschwindigkeit in Richtung des Stärkeelektrisch das wirkt auf sie.
Transport von Ladungen in Flüssigkeiten
Wenn wir eine Lösung in Verbindung mit einer Potentialdifferenz einsetzen, entsteht in dieser Flüssigkeit ein elektrisches Feld, und die in dieser Lösung gelösten Ionen bewegen sich selbst zu den Polen, die eine entgegengesetzte Ladung haben. In diesem Fall sagen wir, dass a Ketteionisch gebildet.
Richtung des elektrischen Stroms
Wenn wir die Bewegung elektrischer Ladungen in Stromkreisen untersuchen, hört man häufig, dass elektrischer Strom zwei Richtungen haben kann: die Richtung Real und der sinn konventionell. Diese Konvention entstand, weil Ladungsträger in Leitern aufladenNegativ. Verstehe: Im eigentlichen Sinne, wenn wir einen Draht mit einer Potentialdifferenz verbinden, bewegen sich die Elektronen in Richtung des Pols positiv. Diese Stromrichtung heißt SinnReal.
Ö Sinnkonventionell des Stroms wiederum lässt zu, dass die Ladungsträger der Leiter positive elektrische Ladung, so dass, wenn wir einen Draht an eine Potenzialdifferenz anschließen, diese Elektronen sich in Richtung des Potenzials bewegen. Negativ.
Aussehenebenfalls: Richtung des elektrischen Stroms
Von mir. Rafael Helerbrock
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/cargas-eletricas-movimento.htm
