judėjimasišapkrovoselektrinis yra elektroninių prietaisų veikimo reiškinys. kada elektros krūvis, krovinių teigiamas arba neigiamas, juda dėl išorinio elektrinio lauko įtakos, sakome, kad susidaro elektros srovė.
Pažiūrėktaip pat: Kas yra elektrinis laukas?
Kas yra elektros srovė?
elektros srovė yra vienas iš pagrindinių fizikos dydžių, o jo vienetas, pagal Tarptautinę sistemą, yra Amperas (THE). elektros srovė 1 amperas reiškia, kad už 1 antra, praleido 1 Coulomb elektros krūvį per skerspjūvį, padarytą kažkur erdvėje. Pažvelkite į žemiau pateiktą paveikslą:
Laidaus laido, kurį kerta keli elektronai, skerspjūvis.
Kol yra bet koks skaičius elektros krūvių, kertančių anksčiau nurodytą skerspjūvį, medžiagoje bus elektros srovė.
Elektros srovės apibrėžimas yra gana paprastas. Žiūrėti:
elektros srovė yra srautas chaotiškas dalelių, pernešančių krūvį tam tikros padėties erdvėje skerspjūvyje ir pritaikius elektrinį lauką. |
Elektros srovę galima apskaičiuoti kaip apkrovos modulio, kuris kiekvieną sekundę kerta tą sekciją, santykį:
i - elektros srovė
ΔQ - elektros krūvio dydis
t - laiko intervalas
Kuo skiriasi elektros krūvis ir elektros srovė?
Grandinėelektrinis tai elektrinių krūvių judėjimas tam tikra preferencine laidininko kryptimi. Elektros krūvis savo ruožtu yra savaiminė materijos savybė. Dauguma esamų dalelių, pvz protonai ir elektronai, turi elektros krūvį ir todėl gali būti pritraukė arba atstumtas kitais elektros krūviais.
Kūne esančių elektros krūvių kiekį galima apskaičiuoti pagal šią formulę:
Klausimas - elektrinis apkrovos modulis
ne - krovinių vežėjų skaičius
ir - pagrindinė apkrova (1.6.10-19 Ç)
protonai ir elektronai jie yra labiausiai paplitę krūvininkai, nepaisant skirtingų masių dalelių ir priešingo ženklo elektrinių krūvių. Šiose dalelėse esantis krūvio kiekis yra lygus ir vadinamas mokestispagrindinis, kurio modulis yra maždaug 1.6.10-19 Ç.
Elektrinių dalelių judėjimas laiduose
Kai sujungsime du a taškus siūlasdirigentas prie vieno potencialų skirtumas, prijungus jį prie akumuliatoriaus (generatoriaus) ar, pavyzdžiui, lizdo, viduje susidaro elektrinis laukas laidų, atsakingų už elektros jėgos atsiradimą, kuri traukia elektronus link terminalo teigiamas arba neigiamas.
O srityjeelektrinis jis susidaro laidininke šviesos greičiu, tai yra, elektronų judėjimo „tvarka“ yra praktiškai neatidėliotina, todėl visos šios dalelės jaučia jas traukiančios elektros jėgos veikimą. Tačiau šių mokesčių judėjimas yra ganalėtas, dėl įvairių tarpusavio sąveikų tarp elektronų ir dėl dažnų susidūrimų elektronai ir atomai, kurie sudaro metalų kristalinę gardelę, o tai sukelia didelius nuostolius greitis. Šis greitis, kuriuo elektronai praleidžia medžiagą, tai yra greitis grandinėelektrinis, vadinamas greitisįvilkti, o jo modulis yra centimetrų per minutę tvarka.
Schema, rodanti laidininko laido elektros srovę
Džaulio efektas
Kai elektronai susiduria su medžiagos, kurioje jie juda, atomais, jie perduoda dalį savo kinetinės energijos, skatindami šios terpės kristalinio tinklo vibraciją. Dėl šios vibracijos padidėja medžiagos temperatūra, konfigūruojant vadinamąjį Džaulio efektas.
Nesustokite dabar... Po reklamos yra daugiau;)
Joule efektas yra kaitinamosios lempos veikimo pagrindas: energijos perdavimas iš elektronų į atomus sukelia didelį laido įkaitimą.
Elektriniai laidininkų, izoliatorių ir puslaidininkių krūviai
→ Dirigentai
Visos laidžios medžiagos, kaip ir dauguma metalų, turi daug vežėjaiįmokestisLaisvas, tai yra laisvai susieta su medžiagos atominiais branduoliais. Šie krūvininkai yra elektronai, labai lengvos dalelės ir elektros krūvisneigiamas.
Pavyzdžiui, kambario temperatūroje (25 ° C) elektronaiLaisvasNuolaidininkai jie nestovi vietoje, bet ir neveda tarp vieno medžiagos taško ir kito. Šiuo atveju agitacijaterminis medžiagos perduodama elektronams, todėl šios dalelės chaotiškai juda į vidų skirtingų greičių ir krypčių, kad bendras elektronų poslinkis būtų apytiksliai niekinis. Kai taip atsitinka, sakome, kad vairuotojas yra elektrostatinė pusiausvyra.
→ Izoliatoriai
Medžiagos su puikupasipriešinimaselektrinis, skambučiai izoliatoriai, savaime suprantama, kad elektrinių krūvininkų, kurie yra laisvi ir kuriuos gali vilkti veikiant elektriniam laukui, yra nedaug arba nėra. Šiose medžiagose būtina pritaikyti didelius elektrinius laukus, kol įvyksta jų jonizacija. Šis procesas paaiškina spindulių susidarymą ir yra vadinamas pertraukaduodastandumasdielektrikas. Žaibo atveju atmosferos oras, kuris yra izoliacinė terpė, palaiko krovinių judėjimą susidarant dideliam elektriniam laukui su įelektrintais debesimis arba tarp debesų ir dirvožemis.
Skaityk ir tu: Penki įdomūs faktai apie spindulius, kurie privers jūsų plaukus atsistoti
Dideli elektriniai laukai gali jonizuoti orą, skatindami elektronų laidumą.
→ Puslaidininkiai
Į medžiagospuslaidininkiai, savo ruožtu, dėl silpnos elektrinės sąveikos krūvininkai yra iš dalies susieti su savo atomo branduoliais. Juos galima padaryti nemokamais krūvininkų nešikliais šioms dalelėms tam tikros formos energiją: kaitinant medžiaga (termoelektrinės medžiagos), mechaninė sąveika (pjezoelektrinės medžiagos), apšvietimas (fotoelektrinės medžiagos) ir kt.
Prie vakuumas arba medžiagose, neturinčiose jokios elektrinės varžos, elektriniai krūvininkai gali judėti be jokių sunkumų. Tokiu būdu, pajutę elektrinio lauko veikimą, krūvininkai gali judėti dideliu greičiu jėgaelektrinis kad juos veikia.
Krovinių judėjimas skysčiuose
Kai mes pateikiame tam tikrą sprendimą, susietą su potencialų skirtumu, šiame skystyje susidaro elektrinis laukas, o šiame tirpale ištirpę jonai patys juda į polius, turinčius priešingą jų pačių krūvį. Šiuo atveju sakome, kad a grandinėjoninis yra suformuotas.
elektros srovės kryptis
Tiriant elektrinių krūvių judėjimą elektros grandinėse, dažnai tenka girdėti, kad elektros srovė gali turėti dvi puses: kryptį tikras ir jausmas sutartinis. Ši sutartis atsirado todėl, kad laidininkų krūvininkai turi mokestisneigiamas. Supraskite: tikrąja prasme, kai prijungiame laidą prie potencialų skirtumo, elektronai juda link poliaus teigiamas. Ši srovės kryptis vadinama prasmetikras.
O prasmesutartinis srovės savo ruožtu pripažįsta, kad laidininkų krūvininkai turi teigiamas elektros krūvis, taigi, kai prijungsime laidą prie potencialų skirtumo, šie elektronai judės link potencialo. neigiamas.
Pažiūrėktaip pat: elektros srovės kryptis
Mano. Rafaelis Helerbrockas
