ITU gerakandaribebanlistrik adalah fenomena di balik berfungsinya perangkat elektronik. Ketika sebuah muatan listrik, dari kargo positif atau negatif, bergerak karena pengaruh medan listrik eksternal, kita katakan bahwa arus listrik terbentuk.
Lihatjuga: Apa itu medan listrik?
Apa itu arus listrik?
ITU arus listrik adalah salah satu besaran dasar fisika, dan satuannya, menurut Sistem Internasional, adalah Amper (ITU). arus listrik sebesar 1 Ampere menyiratkan bahwa untuk 1 kedua, melewati 1 Coulomb muatan listrik melalui penampang yang dibuat di suatu tempat di ruang angkasa. Lihatlah gambar di bawah ini:
Penampang melintang dari kawat konduktor yang dilintasi oleh beberapa elektron.
Selama ada sejumlah muatan listrik yang melintasi penampang yang ditunjukkan di atas, akan ada arus listrik dalam bahan.
Definisi arus listrik cukup sederhana. Menonton:
arus listrik adalah aliran semrawut partikel pembawa muatan melintasi penampang dari posisi tertentu dalam ruang dan dengan menerapkan medan listrik. |
Arus listrik dapat dihitung sebagai rasio modulus beban yang melintasi bagian itu setiap detik:
saya - arus listrik
Q - jumlah muatan listrik
untuk - jarak waktu
Apa perbedaan antara muatan listrik dan arus listrik?
Rantailistrik itu adalah pergerakan muatan listrik dalam beberapa arah preferensi konduktor. Muatan listrik, pada gilirannya, adalah sifat intrinsik materi. Sebagian besar partikel yang ada, seperti proton dan elektron, memiliki muatan listrik dan, oleh karena itu, dapat tertarik atau ditolak oleh muatan listrik lainnya.
Jumlah muatan listrik yang ada dalam suatu benda dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:
Q – modul beban listrik
tidak – jumlah pengangkut kargo
dan – beban dasar (1.6.10-19 )
proton dan elektron mereka adalah pembawa muatan yang paling umum, meskipun merupakan partikel dengan massa yang berbeda dan muatan listrik yang berlawanan tanda. Jumlah muatan yang ada dalam partikel-partikel ini adalah sama dan disebut biayamendasar, yang modulusnya sekitar 1.6.10-19 .
Pergerakan partikel listrik di dalam kabel
Ketika kita menghubungkan dua titik dari benangkonduktor untuk satu perbedaan potensial, menghubungkannya ke baterai (generator) atau soket, misalnya, medan listrik terbentuk di dalamnya kabel, bertanggung jawab atas munculnya gaya listrik yang menyeret elektron menuju terminal positif atau negatif.
HAI bidanglistrik itu terbentuk dalam konduktor dengan kecepatan cahaya, yaitu, "urutan" pergerakan elektron praktis segera, sehingga semua partikel ini merasakan aksi gaya listrik yang menyeretnya. Namun, pergerakan muatan ini adalah cukuplambat, karena berbagai interaksi timbal balik antara elektron dan juga seringnya tumbukan antara elektron dan atom yang membentuk kisi kristal logam, yang menyebabkan hilangnya kecepatan. Kecepatan ini di mana elektron dilakukan dalam bahan, yaitu kecepatan rantailistrik, disebut kecepatandimenyeret, dan modulusnya berada pada orde sentimeter per menit.
Skema yang menunjukkan arus listrik di dalam kawat konduktor
Efek Joule
Ketika elektron bertabrakan dengan atom bahan di mana mereka bergerak, mereka mentransfer sebagian dari energi kinetik mereka, mempromosikan getaran jaringan kristal media ini. Getaran ini menyebabkan peningkatan suhu material, mengkonfigurasi apa yang disebut Efek Joule.
Efek Joule adalah dasar untuk berfungsinya lampu pijar: transfer energi dari elektron ke atom menyebabkan pemanasan besar pada kawat.
Muatan listrik pada konduktor, isolator dan semikonduktor semiconductor
→ Konduktor
Semua bahan konduktif, seperti kebanyakan logam, memiliki sejumlah besar pembawadibiayaGratis, yaitu, terikat secara longgar pada inti atom material. Pembawa muatan ini adalah elektron, partikel yang sangat ringan dan muatan listriknegatif.
Pada suhu kamar (25 °C), misalnya, elektronGratisDarikonduktor mereka tidak berdiri diam, tetapi mereka juga tidak dituntun antara satu titik materi dan titik lainnya. Dalam hal ini, agitasipanas materi ditransmisikan ke elektron, menyebabkan partikel-partikel ini bergerak secara kacau, kecepatan dan arah yang berbeda, sehingga perpindahan total elektron kira-kira batal. Ketika ini terjadi, kami mengatakan bahwa pengemudi dalam keseimbangan elektrostatik.
→ Isolator
Bahan dilengkapi dengan Bagusperlawananlistrik, panggilan dari isolator, secara alami memiliki sedikit atau tidak ada pembawa muatan listrik yang bebas dan yang dapat diseret oleh aksi medan listrik. Dalam bahan-bahan ini, perlu diterapkan medan listrik yang besar sampai terjadi ionisasi. Proses ini menjelaskan pembentukan sinar dan disebut istirahatmemberikekakuandielektrik. Dalam kasus petir, udara atmosfer, yang merupakan media isolasi, mendukung pergerakan kargo dengan pembentukan medan listrik besar dengan awan yang dialiri listrik atau di antara awan dan tanah.
Baca juga: Lima fakta menyenangkan tentang sinar yang akan membuat rambut Anda berdiri
Medan listrik yang besar dapat mengionisasi udara, mendorong konduksi elektron.
→ Semikonduktor
Di bahansemikonduktor, pada gilirannya, pembawa muatan sebagian terkait dengan inti atomnya karena interaksi listrik yang lemah. Hal ini dimungkinkan untuk membuat mereka pembawa muatan gratis dengan memberikan beberapa bentuk energi untuk partikel-partikel ini: memanaskan bahan (bahan termoelektrik), interaksi mekanis (bahan piezoelektrik), pencahayaan (bahan fotolistrik) dll.
Pada kekosongan atau pada bahan yang tidak memiliki hambatan listrik, pembawa muatan listrik dapat bergerak tanpa kesulitan. Dengan cara ini, dengan merasakan aksi medan listrik, pembawa muatan dapat bergerak dengan kecepatan tinggi ke arah kekuatanlistrik yang bekerja pada mereka.
Pergerakan kargo dalam cairan
Ketika kita menempatkan beberapa solusi terkait dengan perbedaan potensial, medan listrik terbentuk dalam cairan ini, dan ion-ion yang terlarut dalam larutan ini sendiri bergerak ke kutub yang memiliki muatan yang berlawanan dengan muatannya. Dalam hal ini, kita katakan bahwa rantaiionik terbentuk.
arah arus listrik
Ketika kita mempelajari pergerakan muatan listrik dalam rangkaian listrik, kita sering mendengar bahwa arus listrik dapat memiliki dua arah: arah nyata dan rasa konvensional. Konvensi ini terjadi karena pembawa muatan dalam konduktor memiliki: biayanegatif. Pahami: dalam arti sebenarnya, ketika kita menghubungkan kabel ke beda potensial, elektron bergerak menuju kutub positif. Arah arus ini disebut merasakannyata.
HAI merasakankonvensional arus, pada gilirannya, mengakui bahwa pembawa muatan konduktor memiliki: muatan listrik positif, sehingga ketika kita menghubungkan kabel ke beda potensial, elektron-elektron ini bergerak menuju potensial. negatif.
Lihatjuga: arah arus listrik
Oleh Saya. Rafael Helerbrock
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/cargas-eletricas-movimento.htm