THE ელექტროდინამიკა არის ფიზიკის ფილიალი, რომელიც სწავლობს ელექტრული მუხტები მოძრაობაში. ამ სფეროში შესწავლილი ძირითადი ცნებებია ელექტრული დენი (i), ელექტრული წინააღმდეგობა (R) და ელექტრული სიმძლავრე (P).
THE ელექტრო დენი არის მუხტების მოწესრიგებული მოძრაობა და განისაზღვრება მუხტის ოდენობით (ΔQ), რომელიც გადის მოცემულ დროს (Δt). მისი საზომი ერთეულია ამპერი (A).
THE ელექტრული წინააღმდეგობა ნაპოვნია 1-ლი და მე-2 ოჰმის კანონის მეშვეობით, რომელიც აკავშირებს წინააღმდეგობას ძაბვასთან (U) და დენთან (i), ასევე წინააღმდეგობას იმ მასალის ტიპის მიმართ, საიდანაც მზადდება გამტარი. მისი საზომი ერთეულია ომ (Ω).
THE ელექტროენერგიის ეს არის მოწყობილობის ეფექტურობა ენერგიის, ამ შემთხვევაში ელექტრო ენერგიის გარდაქმნაში. მისი საზომი ერთეულია ვატი (ვ).
წაიკითხეთ ასევე: ოჰმის კანონები — ფუნდამენტური კანონები ელექტროენერგიის შესასწავლად
Შემაჯამებელი
- ელექტროდინამიკა სწავლობს მუხტს მოძრაობაში.
- ელექტროდინამიკის სამი ძირითადი ცნებაა: ელექტრული დენი, ელექტრული წინააღმდეგობა და ელექტრო ძალა.
- ელექტრული დენი (i) არის მუხტის რაოდენობა, რომელიც გადის გამტარში მოცემულ დროს.
- ელექტრული წინააღმდეგობა არის დირიჟორში დენის გავლის სირთულე.
- ელექტრული წინააღმდეგობა ემორჩილება 1-ლი და მე-2 ომის კანონებს, რომლებიც ჩამოყალიბებულია გეორგ სიმონ ომის მიერ.
- Ohm-ის 1 კანონი აკავშირებს ძაბვას (U) ელექტრულ დენთან (i).
- თუ გამტარის წინააღმდეგობა მუდმივია, ამ რეზისტორს ვუწოდებთ ომს.
- Ohm-ის მე-2 კანონი ელექტრულ წინააღმდეგობას უკავშირებს მასალის ტიპსა და ფორმას, საიდანაც მზადდება გამტარი.
- ელექტროენერგია არის ენერგიის გარდაქმნის ეფექტურობა და მისი აღმოჩენა შესაძლებელია მოწყობილობის ძაბვისა და დენის მეშვეობით.
რა არის ელექტროდინამიკა?
ეს არის ფიზიკის ქვე-არეალი, რომელიც არის შიგნით დაელექტროენერგია. THE საზრუნავი ამ სფეროში არის მოძრაობის შესწავლა ელექტრული მუხტები. მაშასადამე, ელექტროდინამიკის შესწავლა შედგება ელექტრული დენის, ელექტრული წინააღმდეგობისა და ელექტრული სიმძლავრის გაგებისა და გამოყენებისგან.
ელექტროდინამიკის ძირითადი ცნებები
ელექტროდინამიკა ეხება მოძრავი მუხტების ეფექტების გაგებას. ამრიგად, მისი ძირითადი ცნებებია: ელექტრული დენი, ელექტრული წინააღმდეგობა და ელექტრო ძალა
ელექტრო დენი
THE ელექტრო დენი არის ელექტრული მუხტების მოწესრიგებული მოძრაობა გამტარში პოტენციური სხვაობის გამო (ddp). დენის ინტენსივობა (i) გამოითვლება მუხტების რაოდენობით (ΔQ), რომელიც გადადის გამტარზე მოცემულ დროს (Δt):
i: ელექტრული დენი (C/s ან A)
კითხვა: ელექტრული მუხტი (C)
t: დრო(ები)
→ ვიდეო კლასი: ელექტროდინამიკა Enem-ში — ელექტრული დენი
ელექტრული წინააღმდეგობა
THE რწინააღმდეგობა დაელექტროარის ელექტრული დენის გავლის სირთულე. ის ემორჩილება Ohm-ის 1-ლ და მე-2 კანონს (კანონები, რომლებიც ჩამოყალიბებულია გეორგ სიმონ ომ ელექტრული წინააღმდეგობის ფუნქციონირების შესახებ).
→ Ohm-ის 1 კანონი
THEომის 1 კანონი განსაზღვრავს, რომ ელექტრული დენი (i) პროპორციულია ძაბვის (U), რომელსაც ექვემდებარება გამტარი. და თუ ეს ურთიერთობა მუდმივია, ანუ თუ ელექტრული წინაღობა (R) მუდმივია, ამ რეზისტორებს ომებს ვუწოდებთ.
i: ელექტრული დენი (A)
R: ელექტრული წინააღმდეგობა (Ω)
U: ძაბვა (V)
→ Ohm-ის მე-2 კანონი
THEოჰმის მეორე კანონიგანსაზღვრავს, რომ ელექტრული წინააღმდეგობა სხეულის მახასიათებელია და დამოკიდებულია ფორმაზე (სიგრძე და ფართობზე) და მასალაზე, რომლიდანაც სხეული მზადდება. წინააღმდეგობა (ρ). ომის მე-2 კანონი ამ ორ მახასიათებელს უკავშირდება.
L: დირიჟორის სიგრძე (L)
R: ელექტრული წინააღმდეგობა (Ω)
A: დირიჟორის ფართობი (მ2)
ρ: წინააღმდეგობა (Ω. მ2)
→ ვიდეოკლასი: ელექტროდინამიკა ენემში - ელექტრული წინააღმდეგობა და ომის კანონები
Ელექტროენერგიის
სიმძლავრე არის აღჭურვილობის ეფექტურობა ენერგიის გარდაქმნაში, ანუ რამდენად სწრაფად შეუძლია მოწყობილობას ერთი ენერგიის (ΔE) მეორეში გარდაქმნა. იგი იზომება ვატებში (W).
ელექტროენერგიის შემთხვევაში, ჩვენ გვაქვს ეფექტურობა ელექტროენერგიის გარდაქმნის სხვა ენერგიებად, მაგ. თერმული, მანათობელი და ხმოვანი.
P: ელექტროენერგია (A.V ან W)
i: ელექტრული დენი (A)
U: ძაბვა (V)
ელექტროენერგიის საპოვნელად რეზისტორები, ჩვენ შეგვიძლია შევცვალოთ ეს პირველი ელექტრული სიმძლავრის განტოლება ელექტრული წინააღმდეგობის განტოლებასთან ერთად. ძაბვის (U) იზოლაციით ელექტრული წინაღობის განტოლებაში გვაქვს:
ელექტრული სიმძლავრის განტოლებაში U-ის ჩანაცვლებით, გვაქვს:
ჩვენ მაინც შეგვიძლია ვიპოვოთ სხვა განტოლება, რომელიც გამოყოფს დენს (i) ელექტრული წინააღმდეგობის განტოლებაში და ჩაანაცვლებს მას ელექტროენერგიის განტოლებაში:
წაიკითხეთ ასევე: ელექტრული სქემები - კავშირები, რომლებიც იძლევა ელექტრული დენის მიმოქცევის საშუალებას
ელექტროდინამიკა Enem-ში
ელექტროდინამიკა ადვილად გვხვდება ყოველდღიურ ცხოვრებაში ნებისმიერ ელექტრო მოწყობილობაში, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ. ასე რომ, ეს არის ერთ-ერთი ყველაზე მოთხოვნადი საგანი, ფიზიკაში, Enem-ში.
ამის გათვალისწინებით, სქემებთან დაკავშირებული საკითხები, როგორიცაა ელექტრო შხაპი და ნათურები, რომლებიც მოიცავს ენერგიის ტრანსფორმაციას, სხვათა შორის, არის ელექტროდინამიკური ანალიზის საკითხები. მოდით შევხედოთ მაგალითს ქვემოთ.
(Enem 2016) LED ნათურა, რომელიც მუშაობს 12 ვოლტით და პირდაპირი დენით 0,45 ა, გამოიმუშავებს იმავე რაოდენობის შუქს, როგორც ინკანდესენტური ნათურა, რომლის სიმძლავრეა 60 ვტ.
რა მნიშვნელობა აქვს ენერგიის მოხმარების შემცირებას ინკანდესენტური ნათურის LED-ით შეცვლისას?
რეზოლუცია
სიმძლავრის განტოლების გამოყენებით და დებულებაში ინფორმაციის განთავსებით გვაქვს:
როგორც სავარჯიშო ითხოვს სიმძლავრის შემცირებას, გვაქვს, რომ ინკანდესენტური ნათურის სიმძლავრე იყო 60 ვტ, ხოლო LED-ის სიმძლავრე 5,4 ვტ. ერთი მეორის გამოკლებით, ჩვენ ვიღებთ შემცირებას 54,6 ვტ.
ამოხსნილი სავარჯიშოები ელექტროდინამიკაზე
1. (Enem 2017) ბატარეის სიმძლავრე აკუმულატორებით, როგორიცაა მანქანის ელექტრო სისტემაში გამოყენებული ბატარეა, მითითებულია ამპერ საათებში (Ah). 12V, 100Ah ბატარეა უზრუნველყოფს 12J-ს ყოველი კულონის დამუხტვისთვის, რომელიც მიედინება მასში.
თუ გენერატორი უმნიშვნელო შიდა წინააღმდეგობით, რომელიც უზრუნველყოფს საშუალო ელექტრულ სიმძლავრეს 600 ვტ. დაკავშირებულია აღწერილ ბატარეის ტერმინალებთან, რამდენი დრო დასჭირდება მის დატენვას მთლიანად?
ა) 0,5 სთ
ბ) 2 სთ
გ) 12 სთ
დ) 50 სთ
ე) 100 სთ
რეზოლუცია
ალტერნატივა B.
დროის გასაგებად, ჩვენ უნდა გამოვთვალოთ მთლიანი ენერგიის რაოდენობა, როდესაც დატენვა დასრულდება, ანუ როდის დამუხტვის რაოდენობა Q უდრის 100A.h. როგორც დატვირთვა ჩვეულებრივ ჩანს კულონში, მოდით გადავცვალოთ ერთეული საზომი. როგორც ერთ საათში, გვაქვს 3600 წამი, შეგვიძლია გავამრავლოთ 100 A.h 3600 წამზე და დაგვტოვებს 360000 C.
თუ 1 C იძლევა 12 J ენერგიას, ამისთვის წესის სამი, 360000 C უზრუნველყოფს 432000 J:
სიმძლავრის განტოლების და იზოლაციის დროის (t) გამოყენებით:
წამები საათებად რომ ვაქციოთ, გვაქვს 7200 წამი = 2 საათი.
2. (Enem 2016) ელექტრიკოსმა უნდა დააყენოს საშხაპე, რომლის სიმძლავრეა 220V - 4400W-დან 6800W-მდე. საშხაპეების დასაყენებლად რეკომენდებულია სათანადო ქსელი, შესაბამისი დიამეტრის მავთულით და ა ამომრთველი სიმძლავრისა და ელექტრული დენის ზომით, უზრუნველყოფილია ახლო ტოლერანტობის ზღვარით 10%-დან. ამომრთველები არის უსაფრთხოების მოწყობილობები, რომლებიც გამოიყენება ელექტრული დანადგარების დასაცავად მოკლე ჩართვისგან და ელექტრული გადატვირთვისაგან და უნდა განიიარაღდეს, როდესაც ელექტრული დენის გავლა მეტია დაშვებულზე მოწყობილობა.
ამ შხაპის უსაფრთხო დამონტაჟების მიზნით, ამომრთველის მაქსიმალური დენის მნიშვნელობა უნდა იყოს:
ა) 20 ა
ბ) 25 ა
გ) 30 ა
დ) 35 ა
ე) 40 ა
რეზოლუცია
ალტერნატივა D.
იმისთვის, რომ ვიპოვოთ მაქსიმალური დენი, რომელსაც შეუძლია ამომრთველის გავლით, გამოვიყენოთ მაქსიმალური სიმძლავრის მნიშვნელობა (6800 W) ელექტრული სიმძლავრის განტოლებაში:
მაგრამ განცხადებაში ნათქვამია, რომ ამომრთველი პროგნოზირებს 10% მეტ დენს, ასე რომ, ამ სხვაობის გამოთვლა:
ამ ორის ერთად მიმატებით, ჩვენ მივიღებთ სავარაუდო მნიშვნელობას 33 A.
გაბრიელა დე ოლივეირას მიერ
ფიზიკის მასწავლებელი
