A mozgalomaterhelésekelektromos az elektronikus eszközök működésének hátterében álló jelenség. amikor a elektromos töltés, rakomány pozitív vagy negatív, külső elektromos tér hatására mozog, azt mondjuk, hogy elektromos áram képződik.
Nézis: Mi az elektromos mező?
Mi az elektromos áram?
A elektromos áram a fizika egyik alapvető mennyisége, és egysége a Nemzetközi Rendszer szerint a Amper (A). elektromos áram 1 Amper azt jelenti, hogy 1-re második, 1 Coulomb elektromos töltést adott át az űrben valahol készített keresztmetszeten. Nézze meg az alábbi ábrát:
A vezető vezeték keresztmetszetét több elektron keresztezi.
Amíg bármennyi elektromos töltés keresztezi a fenti keresztmetszetet, addig elektromos áram lesz az anyagban.
Az elektromos áram meghatározása meglehetősen egyszerű. Néz:
elektromos áram az áramlás kaotikus a töltést hordozó részecskék egy adott tér keresztmetszetén és egy elektromos mező alkalmazásával. |
Az elektromos áram kiszámítható az adott szakaszon másodpercenként kereszteződő terhelési modulus arányaként:
én - elektromos áram
ΔQ - az elektromos töltés mértéke
t - időintervallum
Mi a különbség az elektromos töltés és az elektromos áram között?
Láncelektromos ez az elektromos töltések mozgása a vezető valamilyen előnyös irányában. Az elektromos töltés viszont az anyag belső tulajdonsága. A meglévő részecskék nagy része, mint pl protonok és a elektronok, elektromos töltéssel rendelkezik, ezért lehet vonzott vagy taszította egyéb elektromos töltések által.
A testben lévő elektromos töltések mennyiségét a következő képlet segítségével lehet kiszámítani:
Q - elektromos terhelési modul
nem - teherszállítók száma
és - alapvető terhelés (1.6.10-19 Ç)
protonok és elektronok ezek a leggyakoribb töltéshordozók, annak ellenére, hogy különböző tömegű részecskék és ellentétes előjelű elektromos töltések. Ezekben a részecskékben jelenlévő töltés mennyisége megegyezik és az ún díjalapvető, amelynek modulusa megközelítőleg 1.6.10-19 Ç.
Elektromos részecskék mozgása a vezetékekben
Amikor összekapcsoljuk az a két pontját cérnakarmester egyhez lehetséges különbség, például akkumulátorhoz (generátorhoz) vagy aljzathoz csatlakoztatva belül elektromos mező képződik a vezetékek közül, amelyek felelősek egy olyan elektromos erő megjelenéséért, amely az elektronokat a terminál felé húzza pozitív vagy negatív.
O területelektromos a vezetőben fénysebességgel alakul ki, vagyis az elektronok „sorrendje” gyakorlatilag azonnali, így mindezek a részecskék érzik az őket rángató elektromos erő hatását. Ezeknek a töltéseknek a mozgása azonban az egészenlassú, az elektronok közötti különféle kölcsönös kölcsönhatások, valamint az az elektronok és az atomok, amelyek a fémek kristályrácsát képezik, ami nagy veszteséget okoz sebesség. Ez a sebesség, amellyel az elektronok egy anyagban vezethetők, vagyis a sebesség láncelektromos, nak, nek hívják sebességban benhúzás, modulusa pedig centiméter / perc nagyságrendű.
A vezetővezeték belsejében lévő elektromos áramot mutatja be sematikusan
Joule-effektus
Amikor az elektronok ütköznek az anyag atomjaival, amelyben mozognak, kinetikus energiájuk egy részét átadják, elősegítve e közeg kristályos hálózatának rezgését. Ez a rezgés az anyag hőmérsékletének növekedését okozza, konfigurálva az ún Joule-effektus.
A Joule-effektus az izzólámpa működésének alapja: az elektronokból az atomokba történő energiaátvitel a huzal nagy felmelegedését okozza.
Vezetők, szigetelők és félvezetők elektromos töltése
→ Vezetők
Minden vezető anyag, mint a legtöbb fém, nagy számmal rendelkezik hordozókban bendíjingyenes, vagyis lazán kötődik az anyag atommagjaihoz. Ezek a töltéshordozók elektronok, nagyon könnyű részecskék és elektromos töltésnegatív.
Szobahőmérsékleten (25 ° C) például elektronokingyenesTól tőlvezetők nem állnak helyben, de nem is vezetik őket az anyag egyik pontja és egy másik között. Ebben az esetben a agitációtermikus az anyag átkerül az elektronokhoz, aminek következtében ezek a részecskék kaotikusan mozognak be különböző sebességeket és irányokat, így az elektronok teljes elmozdulása megközelítőleg nulla. Amikor ez bekövetkezik, azt mondjuk, hogy a sofőr bent van elektrosztatikus egyensúly.
→ Szigetelők
Anyagok felszerelve nagyellenálláselektromos, hívások szigetelők, természetesen kevés, vagy egyáltalán nincs olyan elektromos töltőhordozója, amely szabad és az elektromos mező hatására meghúzható. Ezekben az anyagokban nagy elektromos mezőket kell alkalmazni, amíg ionizációjuk meg nem történik. Ez a folyamat megmagyarázza a sugarak képződését, és hívják szünetadmerevségdielektromos. Villám esetén a légköri levegő, amely szigetelő közeg, támogatja a rakomány mozgását egy nagy elektromos mező kialakulásával a felvillanyozott felhőkkel vagy a felhők között és a talaj.
Olvasd el te is: Öt szórakoztató tény a sugarakról, amelyektől a hajad feláll
A nagy elektromos mezők ionizálhatják a levegőt, elősegítve az elektronvezetést.
→ Félvezetők
Ban ben anyagokfélvezetőkviszont a töltéshordozók a gyenge elektromos kölcsönhatás miatt részben összekapcsolódnak atommagjaikkal. Lehetséges, hogy szabad töltéshordozókká tesszük őket, ha valamilyen energiát biztosítunk ezeknek a részecskéknek: a hevítőt anyag (termoelektromos anyagok), mechanikus kölcsönhatás (piezoelektromos anyagok), világítás (fotoelektromos anyagok) stb.
A vákuum vagy olyan anyagokban, amelyeknek nincs elektromos ellenállása, az elektromos töltéshordozók nehézségek nélkül mozoghatnak. Ily módon az elektromos tér hatásának érzékelésével a töltéshordozók nagy sebességgel mozoghatnak a erőelektromos ami rájuk hat.
A rakomány mozgása folyadékban
Ha valamilyen potenciálkülönbséghez kapcsolódó megoldást teszünk, ebben a folyadékban elektromos mező képződik, és az ebben a megoldásban oldott ionok maguk is azokra a pólusokra költöznek, amelyek töltése ellentétes a sajátjukkal. Ebben az esetben azt mondjuk, hogy a lánción alakult.
elektromos áram iránya
Amikor az elektromos töltések elektromos áramkörökben való mozgását vizsgáljuk, gyakran hallani, hogy az elektromos áramnak két iránya lehet: az irány igazi és az értelem hagyományos. Ez a megállapodás azért jött létre, mert a vezetők töltőhordozói rendelkeznek díjnegatív. Értsd meg: valódi értelemben, amikor egy vezetéket csatlakoztatunk egy potenciálkülönbséghez, az elektronok a pólus felé mozognak pozitív. Ezt az áramirányt nevezzük érzékigazi.
O érzékhagyományos az áram viszont beismeri, hogy a vezetők töltőhordozóinak van pozitív elektromos töltés, így amikor egy vezetéket csatlakoztatunk egy potenciálkülönbséghez, ezek az elektronok a potenciál felé mozognak. negatív.
Nézis: elektromos áram iránya
Általam. Rafael Helerbrock
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/cargas-eletricas-movimento.htm
