DE bevegelseavlasterelektrisk er fenomenet bak funksjonen til elektroniske enheter. når en elektrisk ladning, av last positivt eller negativ, beveger seg på grunn av påvirkning fra et eksternt elektrisk felt, sier vi at det dannes en elektrisk strøm.
Seogså: Hva er et elektrisk felt?
Hva er elektrisk strøm?
DE elektrisk strøm er en av de grunnleggende mengdene i fysikk, og dens enhet, ifølge det internasjonale systemet, er Ampere (DE). en elektrisk strøm på 1 ampere innebærer at for 1 sekund, passerte 1 Coulomb av elektriske ladninger gjennom et tverrsnitt laget et sted i rommet. Se på figuren nedenfor:
Tverrsnitt av en ledende ledning som krysses av flere elektroner.
Så lenge det er et hvilket som helst antall elektriske ladninger som krysser tverrsnittet vist ovenfor, vil det være elektrisk strøm i materialet.
Definisjonen av elektrisk strøm er ganske enkel. Se:
elektrisk strøm er strømmen kaotisk av ladningsbærende partikler over tverrsnittet av en gitt posisjon i rommet og ved å påføre et elektrisk felt. |
Den elektriske strømmen kan beregnes som forholdet mellom lastmodulen som krysser den delen hvert sekund:
Jeg - elektrisk strøm
ΔQ - mengden elektrisk ladning
t - tidsintervall
Hva er forskjellen mellom elektrisk ladning og elektrisk strøm?
Kjedeelektrisk det er bevegelsen av elektriske ladninger i en eller annen fortrinnsretning av lederen. Elektrisk ladning er igjen en materiell egenskap. De fleste av de eksisterende partiklene, som f.eks protoner og elektroner, har en elektrisk ladning, og det kan derfor være tiltrakk eller frastøtt av andre elektriske ladninger.
Mengden elektriske ladninger i kroppen kan beregnes ved hjelp av følgende formel:
Spørsmål - elektrisk lastemodul
Nei - antall lastebærere
og - grunnleggende belastning (1.6.10-19 Ç)
protoner og elektroner de er de vanligste ladningsbærerne, til tross for at de er partikler med forskjellige masser og elektriske ladninger med motsatt tegn. Mengden ladning som er tilstede i disse partiklene er lik og kalles ladefundamental, hvis modul er omtrent 1.6.10-19 Ç.
Bevegelse av elektriske partikler i ledningene
Når vi kobler sammen to punkter av a tråddirigent til en potensiell forskjell, koble den til et batteri (generator) eller en stikkontakt, for eksempel dannes et elektrisk felt inni av ledningene, ansvarlig for fremveksten av en elektrisk kraft som drar elektronene mot terminalen positivt eller negativ.
O feltelektrisk den dannes i lederen med lysets hastighet, det vil si at "elektronenes" bevegelsesrekkefølge er praktisk talt øyeblikkelig, slik at alle disse partiklene føler at den elektriske kraften trekker dem. Imidlertid er bevegelsen av disse anklagene ganskesakte, på grunn av de forskjellige gjensidige interaksjonene mellom elektroner og også de hyppige kollisjonene mellom elektroner og atomene som danner krystallgitteret av metaller, noe som forårsaker et stort tap av hastighet. Denne hastigheten elektroner blir ledet i et materiale, det vil si hastigheten på kjedeelektrisk, er kalt hastighetidra, og dens modul er i størrelsesorden centimeter per minutt.
Skjematisk viser den elektriske strømmen inne i en ledningstråd
Joule-effekt
Når elektroner kolliderer med atomene i materialet de beveger seg i, overfører de en del av sin kinetiske energi, og fremmer vibrasjonen i det krystallinske nettverket til dette mediet. Denne vibrasjonen forårsaker en økning i temperaturen på materialet, og konfigurerer den såkalte Joule-effekt.
Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)
Joule-effekten er grunnlaget for glødelampens funksjon: overføring av energi fra elektronene til atomene forårsaker en stor oppvarming av ledningen.
Elektriske ladninger på ledere, isolatorer og halvledere
→ Ledere
Alle ledende materialer, som de fleste metaller, har et stort antall transportøreriladegratis, det vil si løst bundet til materialets atomkjerner. Disse ladningsbærerne er elektroner, veldig lette partikler og elektrisk ladningnegativ.
Ved romtemperatur (25 ° C), for eksempel, elektronergratisFraledere de står ikke stille, men blir heller ikke ført mellom et punkt i materialet og et annet. I dette tilfellet opphisselsetermisk av materialet overføres til elektroner, og får disse partiklene til å bevege seg kaotisk, inn forskjellige hastigheter og retninger, slik at den totale forskyvningen av elektronene er omtrent null. Når dette skjer, sier vi at sjåføren er i elektrostatisk balanse.
→ Isolatorer
Materialer utstyrt med flottmotstandelektrisk, samtaler av isolatorer, har naturlig nok få eller ingen elektriske ladebærere som er gratis, og som kan dras av det elektriske feltets virkning. I disse materialene er det nødvendig å bruke store elektriske felt til ioniseringen oppstår. Denne prosessen forklarer dannelsen av stråler og kalles gå i stykkergirstivhetdielektrisk. Når det gjelder lyn, støtter atmosfærisk luft, som er et isolerende medium, bevegelsen av last ved dannelsen av et stort elektrisk felt med de elektrifiserte skyene eller mellom skyene og jorda.
Les også: Fem morsomme fakta om strålene som får håret ditt til å stå på
Store elektriske felt kan ionisere luft og fremme elektronledning.
→ Halvledere
I materialerhalvlederei sin tur er ladningsbærerne delvis koblet til atomkjernene på grunn av en svak elektrisk interaksjon. Det er mulig å gjøre dem gratis ladningsbærere ved å gi noen form for energi til disse partiklene: oppvarming av materiale (termoelektriske materialer), mekanisk interaksjon (piezoelektriske materialer), belysning (fotoelektriske materialer) etc.
På vakuum eller i materialer som ikke har elektrisk motstand, kan elektriske ladebærere bevege seg uten vanskeligheter. På disse måtene, ved å registrere virkningen av et elektrisk felt, kan ladebærere bevege seg i store hastigheter i retning av styrkeelektrisk som virker på dem.
Bevegelse av last i væsker
Når vi setter en løsning knyttet til en potensiell forskjell, dannes det et elektrisk felt i denne væsken, og ionene oppløst i denne løsningen beveger seg selv til polene som har en ladning motsatt sin egen. I dette tilfellet sier vi at a kjedeionisk er formet.
retning av elektrisk strøm
Når vi studerer bevegelsen av elektriske ladninger i elektriske kretser, er det vanlig å høre at elektrisk strøm kan ha to retninger: retningen ekte og sansen konvensjonell. Denne stevnet ble til fordi ladebærere i ledere har gjort det ladenegativ. Forstå: i real forstand, når vi kobler en ledning til en potensiell forskjell, beveger elektronene seg mot polen positivt. Denne strømretningen kalles føleekte.
O følekonvensjonell av strømmen innrømmer i sin tur at ladebærerne til lederne har positiv elektrisk ladning, slik at når vi kobler en ledning til en potensiell forskjell, beveger disse elektronene seg mot potensialet. negativ.
Seogså: retning av elektrisk strøm
Av meg. Rafael Helerbrock
