Elektrizität: Konzept, Formeln, Übungen

Elektrizität ist der Name für eine Reihe von Phänomenen, die dank der Ungleichgewicht oder Bewegung von elektrische Ladungen, eine Eigenschaft von Protonen und Elektronen sowie elektrisch geladenen Körpern. In der Elektrizität gibt es Phänomene elektrostatisch und elektrodynamisch, bezogen auf ruhende bzw. bewegte Ladungen.

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Stromkonzept

Das Konzept der Elektrizität ist umfassend, aber wir können es wie alle verstehen Auswirkungen elektrischer Ladungen auf Materie. Strom wird häufig in Verbindung gebracht mit elektrischer Strom, eine Lastbewegung, die entsteht, wenn ein Körper einem elektrische Potenzialdifferenz.

Elektrizität in der Physik

Der Ursprung elektrischer Phänomene liegt in der Elektronen, die die präsentieren geringstmögliche elektrische Ladung, bekannt als Grundladung, die etwa 1,6.10. wert ist^-19 C. Bei Erregung oder unter der Wirkung von a elektrisches Feld äußerlich, die Elektronen geleitet werden können, wodurch elektrische Ströme und die ganze Palette von Phänomenen im Zusammenhang mit Elektrizität entstehen.

Elektrizität ist eine Vielzahl von Phänomenen, die mit elektrischen Ladungen zusammenhängen.

In der Physik wird der Begriff Elektrizität häufig als die Menge der verbrauchten Energie verwendet Stromkreise. Diese Energie, auch bekannt als elektrische potentielle Energie, kann mit berechnet werden elektrische Energie – die Menge an elektrischer Energie, die ein Gerät pro Sekunde verbraucht.

Elektrische potentielle Energie wird gemessen in Joule, oder in kWh, eine gebräuchlichere Einheit, die von Elektrizitätsversorgungsunternehmen als Parameter verwendet wird. Die in einer kWh enthaltene Energie hat einen wirtschaftlichen Wert, der in jeder Region, je nach technischen Schwierigkeiten der Energieverteilung oder sogar je nach lokalem Bedarf unterschiedlich sein kann. Die darin enthaltene Energie 1 kWh entspricht 3.6.10⁶ J.

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Stromformeln

In diesem Abschnitt bringen wir die hauptsächlichFormeln im Zusammenhang mit Elektrizität, Auschecken:

DAS elektrischer Strom die einen Leiter durchquert, kann mit folgendem Ausdruck berechnet werden:

ich – elektrischer Strom (A)

Q – elektrische Ladung (C)

T - Zeitintervalle)

DAS elektrische Spannung oder elektrisches Potenzial dass eine Ladung im Abstand d, gemessen von ihrem Zentrum, erzeugt wird, berechnet sich nach der Formel:

U – elektrisches Potenzial (V)

k₀ – elektrostatische Vakuumkonstante (9,10 .)⁹ Nm²/C²)

Q – elektrische Ladung (C)

D – Entfernung (m)

Ö Gebietelektrisch Die durch eine Punktladung erzeugte Ladung ist eine Vektorgröße, deren Modul nach folgender Formel berechnet werden kann:

UND – elektrisches Feld (Öffner)

DAS Stärkeelektrisch zwischen zwei Punktladungen, getrennt durch einen Abstand d, berechnet sich nach folgender Formel:

Q und q - elektrische Ladungen

DAS Beziehung zwischen elektrischem Feld und elektrischer Kraft beschrieben durch das Coulombsche Gesetz wird in dem Ausdruck gezeigt:

DAS elektrische potentielle Energie aus der Wechselwirkung von Punktladungen im Abstand d wird nach folgender Formel berechnet:

Ö elektrisches Potenzial, geschrieben als elektrische potentielle Energie, wird durch die folgende Formel definiert:

DAS Strom verbraucht für einige Geräte der elektrischen Leistung P kann sie mit der folgenden Formel berechnet werden:

UND_EL – elektrische Energie verbraucht

ZUM - Energie

T - Zeit

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Geschichte der Elektrizität

Ö erster dokumentierter Bericht einer Beobachtung elektrischer Phänomene wird auf die griechischer Philosoph Milet-Geschichten. Tales erkannte, dass Bernstein (ein fossiles Pflanzenharz) beim Reiben auf Lederstreifen die Fähigkeit hatte, kleine Objekte wie trockene Blätter anzuziehen. Bernstein, der auf Griechisch heißt Elektronen, gab dem Teilchen, das die meisten elektrischen Phänomene hervorruft, dem Elektron, den Namen.

Sehen Sie sich eine kurze Zeitleiste mit den wichtigsten Ereignissen an, die die Geschichte der Elektrizität nach der Entdeckung von Thales von Milet geprägt haben:

1660 – OttoVanGuericke eine Maschine erfunden, die elektrostatische Ladungen durch die Reibung.

1730 – CharlesFrancisDufay entdeckten, dass durch Reibung erzeugte Elektrizität zwei verschiedene Klassen haben kann: die positiven Ladungen und die negativen Ladungen, wie wir sie heute kennen.

1744 – BenjaminFranklin verwendeten einen Akkumulator elektrischer Ladungen, der an einem Leiterdraht befestigt war, der einen Drachen während eines Sturms hielt, und bestätigte damit, dass Blitze ein elektrisches Phänomen waren.

1780 – LuigiGalvani fanden heraus, dass Elektrizität die Gliedmaßen toter Tiere bewegen kann, was darauf hindeutet, dass sich die Muskeln aufgrund des Durchgangs elektrischer Ladungen zusammenziehen.

1796 – Eine große Anzahl von Kupfer- und Zinkscheiben wurden auf einem in Säurelösung getränkten Tuch gestapelt. alessandroZurückkehren hatte die erste Batterie erfunden.

1820 – HansChristinÖrsted entdeckt, dass elektrischer Strom ein Magnetfeld erzeugen kann.

1831 - MichaelFaraday elektromagnetische Induktion entdeckt.

1827 – GeorgeSimonOh M entdeckte eine mathematische Beziehung zwischen Widerstand, Stromspannung und elektrischer Strom, jetzt bekannt als das erste Ohmsche Gesetz.

1875 – Das Telefon wurde erfunden von AlexanderGrahamKlingel

1880 – ThomasEdison die Glühbirne erfunden.

1886 – GeorgeWestinghouse das erste Stromverteilungssystem von Wechselstrom, erfunden von Nikola Tesla.

1890 – NikolaTesla das dreiphasige Stromverteilungssystem entwickelt.

1905 – AlbertEinstein erklärt, wie die photoelektrischer Effekt, die die Entwicklung von Sonnenkollektoren ermöglichte.

1911 – Kamerlinghonnes entdeckte das Phänomen der Supraleitung, das für die Erzeugung moderner elektrischer Energie von großer Bedeutung ist.

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wie kam es zum strom

Wie bei anderen Naturphänomenen Strom gab es schon immer, lange bevor die Menschheit auftauchte. Du Strahlen, zum Beispiel sind die elektrischen Phänomene, die den größten Teil des gesamten Ozon der Erdatmosphäre. Du Strahlen stammen von Wolken, die durch Reibung zwischen einer großen Anzahl von Eis-, Luft- und Wasserdampfkristallen elektrisiert werden, sich schließlich entladen und a großer elektrischer Strom wird durch Luft gebildet, die einen großen Blitz und Knall erzeugt, zusätzlich zu Temperaturen in der Größenordnung von Tausenden von Grad.

Bei chemische Bindungen die zum Beispiel die ersten Wassermoleküle auf dem Planeten Erde bildeten, sind das Produkt von AttraktionelektrischzwischenLadungen, mathematisch beschrieben durch die Coulomb-Gesetz. Diese Kraft bewirkte, dass sich verschiedene Elemente allein durch die Kompatibilität elektrischer Ladungen verbinden und so Leben entstehen lässt.

Elektrizität, wie wir sie kennen, war das Ergebnis von lange suchen und die unermüdliche Arbeit einer Vielzahl von Physikern, Chemikern, Ingenieuren und Mathematikern, die die Herstellung ermöglicht haben, Vertrieb und das Aufkommen von Maschinen und Technologien, deren treibende Kraft die Elektrizität war, wodurch sie immer beliebter wurde und zugänglich.

Elektrizitätsübungen

Frage 1) Ein leitender Draht wird um ca. 2,10. durchquert^-14 C jede Mikrosekunde (10^-6 S). Bestimmen Sie die Stärke des Stroms, der durch den Leiter fließt:

a) 3.10^-4 DAS

b) 2,10^-8 DAS

c) 5,10^-6 DAS

d) 7,10^-8DAS

e) 2,10^-5 DAS

Rückmeldung: Buchstabe b

Auflösung:

Um die Aufgabe zu lösen, berechnen Sie einfach den elektrischen Strom, beachten Sie:

Laut Beschluss ist der gebildete elektrische Strom der Buchstabe B.

Frage 2) Die Maßeinheit des elektrischen Potentials ist nach den SI-Einheiten das Volt, das auch geschrieben werden kann als:

a) V/m

b) C/F

c) N/m

d) J/C

e) A/m

Rückmeldung: Buchstabe D

Da das elektrische Potenzial als Verhältnis von elektrischer potenzieller Energie zu Ladung berechnet werden kann elektrisch, seine Einheit kann auch in Joule pro Coulomb angegeben werden, also ist die korrekte Alternative der Buchstabe D.

Frage 3) Kreuzen Sie die Alternative an, die die Lücken im Satz richtig vervollständigt:

Das elektrische Feld ist eine ________ Größe, definiert als __________, die pro Ladungseinheit ausgeübt wird. Das elektrische Potential wiederum ist eine Größe _________, definiert als __________ pro Ladungseinheit.

eine Skala; elektrische Kraft; Vektor; elektrische potentielle Energie

b) Vektor; elektrische Kraft; steigen; elektrische potentielle Energie

c) Skala; elektrische potentielle Energie; steigen; elektrische Kraft

d) Physik; elektrischer Strom; Vektor; elektrische Kraft

e) Physik; elektrische Ladung; steigen; elektrische Kraft

Rückmeldung: Buchstabe b

Auflösung:

Das elektrische Feld ist eine Größe Vektor, definiert als die elektrische Kraft pro Ladungseinheit ausgeübt wird, ist das elektrische Potential wiederum a steigen, definiert als die EnergiePotenzialelektrisch pro Gebühreneinheit.

Von Rafael Hellerbrock
Physik Lehrer

Analysieren: Eins Dirigent A, positiv elektrisiert und in Kontakt mit einem anderen Leiter B, izunächst neutral.

b) Während der Elektrifizierung von B gibt es a Elektronenbewegung Oder von Protonen? Von A nach B oder von B nach A?

Wenn ein Körper a. ausübt elektrische Kraft in Attraktion, kann man sagen:

a) Einer hat eine positive Ladung und der andere eine negative.

b) mindestens einer von ihnen ist elektrisch geladen.

c) einer hat eine größere Ladung als der andere.

d) beide sind Dirigenten.

e) mindestens einer der Körper leitet Strom.