動いている電荷

THE 移動負荷電気の 電子機器の機能の背後にある現象です。 いつ 電荷、貨物の ポジティブ または 、外部電界の影響で移動し、電流が発生すると言います。

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電流とは何ですか?

THE 電流 は物理学の基本的な量の1つであり、国際単位系によると、その単位は アンペア (THE)。 の電流 1アンペア 1のためにそれを意味します 第二に、 空間のどこかに作られた断面に1クーロンの電荷を通過させた。 下の図を見てください。

複数の電子が交差する導線の断面積。
複数の電子が交差する導線の断面積。

上に示した断面を横切る電荷がいくつでもある限り、材料には電流が流れます。

電流の定義は非常に簡単です。 見る:

電流が流れです 混沌としました 空間内の特定の位置の断面を横切る電荷を運ぶ粒子の、および電場の適用による。


電流は、毎秒そのセクションを横切る負荷弾性率の比率として計算できます。

電流

- 電流
ΔQ –電荷量
t - 時間間隔

電荷と電流の違いは何ですか?

電気の それは、導体のある優先方向への電荷の移動です。 次に、電荷は物質の固有の特性です。 次のような既存の粒子のほとんど 陽子 そしてその 電子、は電荷を持っているので、 惹かれる または はじく 他の電荷による。

体内に存在する電荷の量は、次の式を使用して計算できます。

電荷の量子化

Q –電気負荷モジュール
番号 –貨物運送業者の数
そして –基本負荷(1.6.10-19 Ç)

陽子 そして 電子 それらは、異なる質量の粒子であり、反対の符号の電荷であるにもかかわらず、最も一般的な電荷担体です。 これらの粒子に存在する電荷の量は等しく、と呼ばれます 充電基本的な、 その弾性率は約1.6.10です-19 Ç。

ワイヤー内の電気粒子の動き

2点をつなぐと 導体 1つに 電位差、バッテリー(発電機)やソケットに接続すると、例えば、内部に電界が発生します 電子を端子に向かって引きずる電気力の出現に関与するワイヤの ポジティブ または 負。

O フィールド電気の それは光速で導体内に形成されます。つまり、電子の移動の「順序」は実質的に即時であるため、これらの粒子はすべて、それらを引きずる電気力の作用を感じます。 ただし、これらの料金の動きは かなりスロー、電子間のさまざまな相互作用と、 電子と金属の結晶格子を形成する原子は、 速度。 電子が材料内を伝導するこの速度、つまり、 電気の、と呼ばれる 速度引っ張る、 その弾性率は1分あたりセンチメートルのオーダーです。

導線内部の電流を示す概略図
導線内部の電流を示す概略図

ジュール効果

電子が移動する材料の原子と衝突すると、電子は運動エネルギーの一部を伝達し、この媒体の結晶ネットワークの振動を促進します。 この振動は材料の温度の上昇を引き起こし、いわゆる ジュール効果。

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ジュール効果は、白熱灯の機能の基礎です。電子から原子へのエネルギーの移動は、ワイヤーの大きな加熱を引き起こします。
ジュール効果は、白熱灯の機能の基礎です。電子から原子へのエネルギーの移動は、ワイヤーの大きな加熱を引き起こします。

導体、絶縁体、半導体の電荷

→指揮者

ほとんどの金属と同様に、すべての導電性材料には多数の キャリア充電自由、 つまり、材料の原子核に緩く結合します。 これらの電荷キャリアは電子であり、非常に軽い粒子であり、 電荷負。

たとえば、室温(25°C)では、 電子自由から指揮者 それらは静止していませんが、材料のあるポイントと別のポイントの間で導かれていません。 この場合、 攪拌熱の 材料の一部が電子に伝達され、これらの粒子が無秩序に移動します。 速度と方向が異なるため、電子の総変位はほぼ ヌル。 これが発生した場合、ドライバーは 静電バランス。

→絶縁体

装備されている材料 すごい抵抗電気の、 の呼び出し 絶縁体、当然のことながら、自由で電界の作用によって引きずられる可能性のある電荷キャリアはほとんどまたはまったくありません。 これらの材料では、イオン化が発生するまで大きな電界を印加する必要があります。 このプロセスは光線の形成を説明し、と呼ばれます ブレーク与える剛性誘電。 雷の場合、絶縁媒体である大気が貨物の移動をサポートします 帯電した雲との、または雲の間の大きな電界の形成によって と土壌。

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大きな電界は空気をイオン化し、電子伝導を促進します。
大きな電界は空気をイオン化し、電子伝導を促進します。

→半導体

材料半導体次に、電荷キャリアは、弱い電気的相互作用のために、それらの原子核と部分的にリンクされています。 これらの粒子に何らかの形のエネルギーを提供することにより、それらを自由電荷キャリアにすることが可能です。 材料(熱電材料)、機械的相互作用(圧電材料)、照明(光電材料) 等

真空 または、電気抵抗のない材料では、電荷キャリアは問題なく移動できます。 これらの方法で、電界の作用を感知することにより、電荷キャリアは、次の方向に高速で移動することができます。 電気の それは彼らに作用します。

液体中の貨物の動き

電位差に関連する溶液を入れると、この液体に電界が形成されます。 そして、この溶液に溶解したイオン自体が、それ自体とは反対の電荷を持つ極に移動します。 この場合、私たちは次のように言います イオン性 形成されます。

電流の方向

電気回路内の電荷の動きを研究するとき、電流には2つの方向があると聞くのが一般的です。 リアル と感覚 従来型。 この規則は、導体の電荷キャリアが 充電負。 理解してください:本当の意味で、私たちがワイヤーを電位差に接続すると、電子は極に向かって移動します ポジティブ. この電流の方向はと呼ばれます センスリアル。

O センス従来型 電流の、順番に、導体の電荷キャリアが持っていることを認める 正電荷、ワイヤーを電位差に接続すると、これらの電子は電位に向かって移動します。 負。

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私によって。ラファエル・ヘラーブロック

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