THE liikenkuormiasähköinen on ilmiö elektronisten laitteiden toiminnan takana. kun sähkövaraus, rahtia positiivinen tai negatiivinen, liikkuu ulkoisen sähkökentän vaikutuksesta, sanomme, että sähkövirta muodostuu.
Katsomyös: Mikä on sähkökenttä?
Mikä on sähkövirta?
THE sähkövirta on yksi fysiikan perustekijöistä, ja sen yksikkö on kansainvälisen järjestelmän mukaan Ampeeri (THE). - sähkövirta 1 ampeeri tarkoittaa, että 1 toinen, ohitti 1 Coulombin sähkövarauksia poikkileikkauksen kautta, joka on tehty jonnekin avaruudessa. Katso alla olevaa kuvaa:
Johtavan langan poikkileikkaus, jonka useat elektronit ylittävät.
Niin kauan kuin edellä esitetyn poikkileikkauksen läpi kulkee mikä tahansa määrä sähkövaroja, materiaalissa on sähkövirtaa.
Sähkövirran määritelmä on melko yksinkertainen. Katsella:
sähkövirta on virtaus kaoottinen varausta kuljettavien hiukkasten tietyn avaruusaseman poikkileikkauksen poikki ja soveltamalla sähkökenttää. |
Sähkövirta voidaan laskea kuormitusmoduulin suhde, joka ylittää kyseisen osan joka sekunti:
i - sähkövirta
ΔQ - sähkövarauksen määrä
t - aikaväli
Mitä eroa on sähkövarauksella ja sähkövirralla?
Ketjusähköinen se on sähkövarausten liike jossakin johtimen etusijalla. Sähkövaraus puolestaan on aineen luonnollinen ominaisuus. Suurin osa olemassa olevista hiukkasista, kuten protonit ja elektronit, on sähkövaraus, ja siksi se voi olla houkutteli tai hylättiin muilla sähkövarauksilla.
Rungossa olevien sähkövarausten määrä voidaan laskea seuraavalla kaavalla:
Q - sähköinen kuormitusmoduuli
ei - rahtialusten lukumäärä
ja - peruskuorma (1.6.10-19 Ç)
protonit ja elektronit ne ovat yleisimpiä varauksen kantajia huolimatta siitä, että ne ovat erimassaisia hiukkasia ja vastakkaisen merkin sähkövaroja. Näissä hiukkasissa läsnä olevan varauksen määrä on sama ja sitä kutsutaan veloittaaperustavanlaatuinen, jonka moduuli on noin 1.6.10-19 Ç.
Sähköhiukkasten liike johtojen sisällä
Kun yhdistämme kaksi a-pistettä lankakapellimestari yhdelle mahdollinen eroavaisuus, kytkemällä se esimerkiksi akkuun (generaattoriin) tai pistorasiaan, sisälle muodostuu sähkökenttä johtimista, jotka ovat vastuussa sähkövoiman syntymisestä, joka vetää elektroneja kohti päätelaitetta positiivinen tai negatiivinen.
O alasähköinen se muodostuu johtimessa valon nopeudella, toisin sanoen elektronien liikkumisjärjestys on käytännössä välitön, niin että kaikki nämä hiukkaset tuntevat sähköisen voiman toiminnan vetämällä niitä. Näiden maksujen liike on kuitenkin melkohidas, johtuen elektronien erilaisista keskinäisistä vuorovaikutuksista ja myös usein tapahtuvista törmäyksistä elektronit ja atomit, jotka muodostavat metallien kideverkon, mikä aiheuttaa suuren menetyksen nopeus. Tämä nopeus, jolla elektronit johtavat materiaaliin, ts ketjusähköinen, kutsutaan nopeussisäänraahata, ja sen moduuli on luokkaa senttimetrejä minuutissa.
Kaaviomainen kuva sähköjohdosta johtimen sisällä
Joule-vaikutus
Kun elektronit törmäävät materiaalin atomiin, jossa ne liikkuvat, ne siirtävät osan kineettisestä energiastaan edistäen tämän väliaineen kiteisen verkon värähtelyä. Tämä tärinä aiheuttaa materiaalin lämpötilan nousun, konfiguroimalla ns Joule-vaikutus.
Joule-vaikutus on perusta hehkulampun toiminnalle: energian siirto elektronista atomiin aiheuttaa langan suuren kuumenemisen.
Johtimien, eristeiden ja puolijohteiden sähkövaraus
→ Johtajat
Kaikilla johtavilla materiaaleilla, kuten useimmilla metalleilla, on suuri määrä operaattoritsisäänveloittaavapaa, eli sidottu löyhästi materiaalin atomituumiin. Nämä varauksen kantajat ovat elektroneja, erittäin kevyitä hiukkasia ja sähkövarausnegatiivinen.
Esimerkiksi huoneenlämmössä (25 ° C) elektronitvapaaAlkaenjohtimet he eivät seiso paikallaan, mutta niitä ei myöskään johdeta materiaalin yhden pisteen ja toisen välillä. Tässä tapauksessa levottomuuslämpö materiaalista siirtyy elektroneihin, jolloin nämä hiukkaset liikkuvat kaoottisesti sisäänpäin eri nopeuksilla ja suunnilla, niin että elektronien kokonaissiirtymä on noin tyhjä. Kun näin tapahtuu, sanomme kuljettajan olevan sähköstaattinen tasapaino.
→ Eristimet
Materiaalit varustettu loistavavastussähköinen, puhelut eristimet, on luonnollisesti vain vähän tai ei lainkaan vapaita sähkövarauksen kantajia, joita sähkökentän toiminta voi vetää. Näissä materiaaleissa on tarpeen käyttää suuria sähkökenttiä, kunnes niiden ionisaatio tapahtuu. Tämä prosessi selittää säteiden muodostumisen ja sitä kutsutaan taukoantaajäykkyysdielektrinen. Salaman tapauksessa ilmakehän ilma, joka on eristävä väliaine, tukee rahdin liikkumista muodostumalla suuri sähkökenttä sähköistettyjen pilvien kanssa tai pilvien väliin ja maaperä.
Lue myös: Viisi hauskaa tietoa säteistä, jotka saavat hiuksesi seisomaan
Suuret sähkökentät voivat ionisoida ilmaa, mikä edistää elektronien johtumista.
→ Puolijohteet
Sisään materiaalejapuolijohteetpuolestaan varauksen kantajat ovat osittain sidoksissa atomiatumiinsa heikon sähköisen vuorovaikutuksen takia. On mahdollista tehdä niistä vapaita latauskantajia tarjoamalla näille hiukkasille jonkinlainen energia: lämmittämällä materiaali (lämpösähköiset materiaalit), mekaaninen vuorovaikutus (pietsosähköiset materiaalit), valaistus (valosähköiset materiaalit) jne.
Kohteessa tyhjiö tai materiaaleissa, joilla ei ole sähkövastusta, sähkövarauksen kantajat voivat liikkua ilman vaikeuksia. Näillä tavoilla, tunnistamalla sähkökentän toiminnan, varauksen kantajat voivat liikkua suurilla nopeuksilla vahvuussähköinen joka vaikuttaa heihin.
Lastien siirtäminen nesteissä
Kun laitamme jonkin potentiaalieroon liittyvän ratkaisun, tähän nesteeseen muodostuu sähkökenttä, ja tähän ratkaisuun liuenneet ionit siirtyvät itse napoihin, joilla on vastakkainen varaus kuin omalla. Tässä tapauksessa sanomme, että a ketjuioninen muodostuu.
sähkövirran suunta
Kun tutkimme sähkövarausten liikettä sähköpiireissä, on yleistä kuulla, että sähkövirralla voi olla kaksi suuntaa: suunta todellinen ja mielen tavanomainen. Tämä käytäntö syntyi, koska johtimissa olevat latauskantajat ovat veloittaanegatiivinen. Ymmärrä: todellisessa mielessä, kun yhdistämme langan potentiaalieroon, elektronit liikkuvat napaa kohti positiivinen. Tätä virran suuntaa kutsutaan mielessätodellinen.
O mielessätavanomainen virrasta puolestaan myöntää, että johtimien latauskantajilla on positiivinen sähkövaraus, niin että kun yhdistämme langan potentiaalieroon, nämä elektronit liikkuvat kohti potentiaalia. negatiivinen.
Katsomyös: sähkövirran suunta
Minun luona. Rafael Helerbrock
Lähde: Brasilian koulu - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/cargas-eletricas-movimento.htm