電気:概念、公式、演習

電気 のおかげで発生する一連の現象に付けられた名前です の不均衡または動き 電荷、陽子と電子、および帯電した物体に固有の特性。 電気には現象があります 静電 静止時と運動中の電荷にそれぞれ関連する電気力学的。

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電気の概念

電気の概念は包括的ですが、私たちはそれをすべてのように理解することができます 電荷が物質に及ぼす影響. 電気は一般的に関連付けられています 電流、いずれかの物体が 電位差.

物理学における電気

電気現象の起源は 電子、を提示します 可能な限り低い電荷、基本電荷として知られ、約1.6.10の価値があります-19 NS。 興奮したとき、または 電界 外部、 電子 電流や電気に関連するあらゆる現象を引き起こす可能性があります。

電気は、電荷に関連する一連の現象です。
電気は、電荷に関連する一連の現象です。

物理学では、電気という用語がで消費されるエネルギーの量として使用されることは非常に一般的です 電気回路. このエネルギーは、別​​名 電位エネルギー、 を使用して計算できます 電力 –デバイスが毎秒消費する電気エネルギーの量。

電位エネルギーはで測定されます ジュール、または kWh、これは配電会社がパラメータとして使用するより一般的な単位です。 1 kWhに含まれるエネルギーには経済的価値があり、エネルギー分配の技術的な難しさや地域の需要に応じて、地域ごとに異なる可能性があります。 に含まれるエネルギー 1kWhは3.6.10に等しい6 NS。

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電気式

このセクションでは、 主要数式 に関連する 電気、 チェックアウト:

NS 電流 導体を通過する値は、次の式を使用して計算できます。

–電流(A)

ΔQ –電荷(C)

NS –時間間隔

NS 電圧または電位 電荷がその中心から測定して距離dで生成することは、次の式を使用して計算されます。

U –電位(V)

k0 –静電真空定数(9.109 Nm²/C²)

NS –電荷(C)

NS –距離(m)

O 分野電気の 点電荷によって生成されるのはベクトル量であり、その係数は次の式で計算できます。

–電界(N / C)

NS 強さ電気の 距離dで隔てられた2点電荷間は、次の式で計算されます。

Qとq –電荷

NS 電界と電気力の関係 クーロンの法則によって記述される式は、次の式で示されます。

NS 電位エネルギー 距離dで分離された点電荷の相互作用から、次の式で計算されます。

O 電位は、電位エネルギーで記述され、次の式を使用して定義されます。

NS 消費電力 電力Pの一部のデバイスでは、次の式を使用して計算できます。

EL –消費される電気エネルギー

にとって - パワー

NS - 時間

も参照してください: 発電機-さまざまな種類のエネルギーを電気に変換する装置

電気の歴史

O 最初の文書化されたレポート 電気現象の観察の原因は、 ギリシャの哲学者 ミレトス物語. テイルズは、革のストリップにこすりつけると、琥珀(化石植物樹脂)が乾燥した葉などの小さな物体を引き付ける能力があることに気づきました。 ギリシャ語で呼ばれる琥珀 elektron、電気現象のほとんどを引き起こす粒子、電子に名前を付けました。

タレス・オブ・ミレタスの発見後、電気の歴史を記した主なイベントの簡単なタイムラインを確認してください。

1660オットーヴァンゲリケ を介して静電荷を生成するマシンを発明しました 摩擦.

1730チャールズフランシスデュファイ 摩擦によって生成された電気は、今日私たちが知っているように、正電荷と負電荷の2つの異なるクラスを持つことができることを発見しました。

1744ベンジャミンフランクリン 嵐の際に凧を保持する導線に付着した電荷の蓄積器を使用し、雷が電気的現象であることを確認しました。

1780ルイージガルバニ 電気が死んだ動物の手足を動かすことができることを発見しました。これは、電荷の通過のおかげで筋肉が収縮することを示唆しています。

1796 –酸性溶液に浸した布の上に、多数の銅と亜鉛のディスクを積み重ねました。 アレッサンドロ戻る 最初のバッテリーを発明しました。

1820ハンスクリスティンエルステッド 電流が磁場を生成できることを発見しました。

1831 - マイケルファラデー 電磁誘導を発見しました。

1827ジョージサイモンああM 抵抗間の数学的関係を発見し、 電圧 そして電流は、現在オームの法則として知られています。

1875 –電話はによって発明されました アレクサンダーグラハムベル

1880トーマスエジソン 電球を発明しました。

1886ジョージウェスティングハウス による最初の配電システム 交流電流、ニコラテスラによって発明されました。

1890ニコラテスラ 三相配電システムを開発しました。

1905アルバートアインシュタイン どのように説明しました 光電効果、ソーラーパネルの開発を可能にしました。

1911カメルリンオンネス 現代の電気エネルギーの生成にとって非常に重要な超伝導の現象を発見しました。

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電気はどのようにして生まれたのか

他の自然現象と同様に、 電気は常に存在していました、人類が出現するずっと前に。 君は 光線たとえば、全体のほとんどを生み出した電気現象です オゾン 地球の大気の。 君は 光線 多数の氷、空気、水蒸気の結晶間の摩擦によって帯電した雲に由来し、最終的には放出され、 大電流は空気によって形成されます、数千度のオーダーの温度に加えて、素晴らしいフラッシュと強打を生成します。

化学結合 たとえば、地球上で最初の水分子を形成したのは、 アトラクション電気の間に負荷、によって数学的に記述されます クーロンの法則. この力により、単に電荷の適合性によってさまざまな要素が結合し、生命が生まれました。

私たちが知っている電気は、 長い検索 そして、生産を可能にした多くの物理学者、化学者、エンジニア、数学者のたゆまぬ努力、 電気を原動力とする機械や技術の流通と出現により、ますます人気が高まり、 アクセス可能。

電気の練習

質問1) 導線は約2.10で横断されます-14 マイクロ秒ごとにC(10-6 NS)。 導体を流れる電流の強さを決定します。

a)3.10-4 NS

b)2.10-8 NS

c)5.10-6 NS

d)7.10-8NS

e)2.10-5 NS

フィードバック: 手紙B

解像度:

演習を解決するには、電流を計算し、次のことを確認します。

解像度によると、形成される電流は文字Bです。

質問2) SI単位による電位の測定単位はボルトであり、次のように書くこともできます。

a)V / m

b)C / F

c)N / m

d)J / C

e)A / m

フィードバック: 文字D

電位は、電荷に対する電位エネルギーの比率として計算できるため 電気の場合、その単位は1クーロンあたりのジュールで表すこともできるため、正しい代替は文字Dです。

質問3) 文のギャップを正しく埋める代替案を確認してください。

電界は________の量であり、単位電荷あたりに加えられる__________として定義されます。 次に、電位は_________の量であり、電荷の単位あたり__________として定義されます。

a)スケール; 電気力; ベクター; 電位エネルギー

b)ベクトル; 電気力; 登る; 電位エネルギー

c)スケール; 電位エネルギー; 登る; 電気力

d)物理学; 電流; ベクター; 電気力

e)物理学; 電荷; 登る; 電気力

フィードバック:レターB

解像度:

電界は素晴らしいです ベクター、 として定義されます 電気力 単位電荷あたりに作用する電位は、次のようになります。 登る、として定義されます エネルギー潜在的電気の 単位料金あたり。

RafaelHellerbrock著
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