THE liikuminesellekoormusedelektriline on elektroonikaseadmete toimimise taga olev nähtus. kui elektrilaeng, lasti positiivne või negatiivne, liigub välise elektrivälja mõjul, ütleme, et tekib elektrivool.
Vaataka: Mis on elektriväli?
Mis on elektrivool?
THE elektrivool on üks põhilisi füüsika suurusi ja selle ühik on vastavalt rahvusvahelisele süsteemile Ampere (THE). elektrivool 1 amprit tähendab, et 1 teiseks läbis 1 Coulomb elektrilaengu läbi ristlõike, mis on tehtud kusagil ruumis. Vaadake allolevat joonist:
Juhtiva juhtme ristlõige ületatakse mitme elektroniga.
Niikaua kui ülaltoodud ristlõiget ületab mõni arv elektrilaenguid, on materjalis elektrivool.
Elektrivoolu määratlus on üsna lihtne. Vaata:
elektrivool on vool kaootiline laengut kandvate osakeste ristlõige antud ruumi ruumis ja elektrivälja abil. |
Elektrivoolu saab arvutada koormuse mooduli suhtena, mis ületab seda osa igal sekundil:
i - elektrivool
ΔQ - elektrilaengu suurus
t - ajavahemik
Mis vahe on elektrilaengul ja elektrivoolul?
Kett
elektriline see on elektrilaengute liikumine juhi mõnes eelistatud suunas. Elektrilaeng on omakorda aine sisemine omadus. Enamik olemasolevaid osakesi, näiteks prootonid ja elektronid, millel on elektrilaeng ja seetõttu võib see ka olla meelitas või tõrjutud muude elektrilaengute poolt.Kehas olevate elektrilaengute hulga saab arvutada järgmise valemi abil:
Q - elektriline koormusmoodul
ei - kaubavedajate arv
ja - põhikoormus (1.6.10-19 Ç)
prootonid ja elektronid nad on kõige tavalisemad laengukandjad, hoolimata sellest, et nad on erineva massiga osakesed ja vastupidise märgiga elektrilaengud. Nendes osakestes olev laengu kogus on võrdne ja seda nimetatakse tasutapõhiline, mille moodul on ligikaudu 1.6.10-19 Ç.
Elektriliste osakeste liikumine juhtmetes
Kui ühendame kaks punkti a niitdirigent ühele potentsiaalne erinevus, ühendades selle näiteks aku (generaatori) või pistikupesaga, moodustub selle sees elektriväli juhtmetest, mis vastutavad elektrilise jõu tekkimise eest, mis lohistab elektronid terminali poole positiivne või negatiivne.
O valdkonnaselektriline see moodustub juhis valguskiirusel, see tähendab, et elektronide liikumiskord on praktiliselt kohene, nii et kõik need osakesed tunnevad neid lohistava elektrilise jõu toimet. Kuid nende laengute liikumine on üsnaaeglane, elektronide erinevate vastastikuste vastasmõjude ja ka sagedaste kokkupõrgete tõttu elektronid ja aatomid, mis moodustavad metallide kristallvõre, mis põhjustab suure kadu kiirus. See elektronide juhtimise kiirus materjalis, see tähendab kiirus kettelektriline, kutsutakse kiirusaastalvedama, ja selle moodul on suurusjärgus sentimeetreid minutis.
Skemaatiline juhtivjuhtme sees oleva elektrivoolu skeem
Joule'i efekt
Kui elektronid põrkuvad kokku materjali aatomitega, milles nad liiguvad, kannavad nad osa oma kineetilisest energiast, soodustades selle keskkonna kristallvõrgu vibratsiooni. See vibratsioon põhjustab materjali temperatuuri tõusu, seadistades nn Joule-efekt.
Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)
Joule-efekt on hõõglampi toimimise alus: energia ülekandmine elektronidelt aatomitele põhjustab traadi suurt kuumenemist.
Juhtide, isolaatorite ja pooljuhtide elektrilaengud
→ Dirigendid
Kõigil juhtivatel materjalidel, nagu enamikul metallidel, on neid palju vedajadaastaltasutatasuta, see tähendab vabalt materjali aatomituumadega seotud. Need laengukandjad on elektronid, väga kerged osakesed ja elektrilaengnegatiivne.
Näiteks toatemperatuuril (25 ° C) elektronidtasutaAlatesdirigendid nad ei seisa paigal, kuid ka neid ei juhata materjali ühe punkti teise vahele. Sel juhul on agiteeriminesoojus materjalist kandub edasi elektronidesse, põhjustades nende osakeste kaootilist liikumist sisse erinevad kiirused ja suunad, nii et elektronide kogu nihe on ligikaudu null. Kui see juhtub, ütleme, et juht on sees elektrostaatiline tasakaal.
→ Isolaatorid
Materjalid, mis on varustatud suurepäranevastupanuelektriline, kõned isolaatorid, on loomulikult vähe või üldse mitte ühtegi elektrilaengukandjat, mis oleks vaba ja mida saaks elektrivälja toimel lohistada. Nendes materjalides on vaja rakendada suuri elektrivälju, kuni nende ionisatsioon toimub. See protsess selgitab kiirte moodustumist ja seda nimetatakse murdaannabjäikusdielektriline. Välgu korral toetab isoleerivaks keskkonnaks olev õhk lasti liikumist suure elektrivälja tekkimisega elektrifitseeritud pilvedega või pilvede vahel ja muld.
Loe ka: Viis lõbusat fakti kiirte kohta, mis panevad su juuksed püsti tõusma
Suured elektriväljad võivad õhku ioniseerida, soodustades elektronide juhtivust.
→ Pooljuhid
Sisse materjalidpooljuhid, omakorda on laengukandjad nõrga elektrilise interaktsiooni tõttu osaliselt seotud nende aatomituumadega. Neist saab teha tasuta laengukandjaid, pakkudes neile osakestele mingisugust energiat: kuumutades materjal (termoelektrilised materjalid), mehaaniline vastastikmõju (piesoelektrilised materjalid), valgustus (fotoelektrilised materjalid) jne.
Juures vaakum või materjalides, millel puudub igasugune elektritakistus, võivad elektrilaengukandjad liikuda raskusteta. Nõnda saavad elektrivälja toimimist tajudes laengukandjad suure kiirusega liikuda tugevuselektriline mis neile mõjub.
Veoste vedu vedelikes
Kui paneme potentsiaalide erinevusega seotud lahenduse, moodustub selles vedelikus elektriväli, ja selles lahuses lahustunud ioonid liiguvad ise poolustele, mille laeng on nende endi vastas. Sel juhul ütleme, et a kettioonne on moodustatud.
elektrivoolu suund
Kui uurime elektrilaengute liikumist elektriahelates, on tavaline kuulda, et elektrivoolul võib olla kaks suunda: suund päris ja mõttes tavapärane. See kokkulepe sündis seetõttu, et juhtide laengukandjad on tasutanegatiivne. Mõista: reaalses mõttes, kui ühendame juhtme potentsiaalide erinevusega, liiguvad elektronid pooluse suunas positiivne. Seda voolu suunda nimetatakse meelpäris.
O meeltavapärane voolust tunnistab omakorda, et juhtide laengukandjad on positiivne elektrilaeng, nii et kui ühendame juhtme potentsiaalide erinevusega, liiguvad need elektronid potentsiaali suunas. negatiivne.
Vaataka: elektrivoolu suund
Minu poolt. Rafael Helerbrock
