Elektryczność to nazwa nadana zbiorowi zjawisk zachodzących dzięki brak równowagi lub ruch ładunki elektryczne, właściwość nieodłącznie związana z protonami i elektronami, a także z ciałami naładowanymi elektrycznie. W elektryczności występują zjawiska elektrostatyczny i elektrodynamiczne, związane odpowiednio z ładunkami w spoczynku i w ruchu.
Zobacz też: Co to jest siła magnetyczna?
koncepcja elektryczności
Pojęcie elektryczności jest obszerne, ale możemy to zrozumieć jak wszystko Skutki, jakie ładunki elektryczne wytwarzają na materię. Energia elektryczna jest powszechnie kojarzona z prąd elektryczny, ruch obciążenia, który powstaje, gdy dowolne ciało jest poddawane działaniu różnica potencjałów elektrycznych.
Elektryczność w fizyce
Pochodzenie zjawisk elektrycznych tkwi w elektrony, które prezentują najniższy możliwy ładunek elektryczny, znany jako opłata podstawowa, która jest warta około 1.6.10-19 C. Kiedy podekscytowany lub pod działaniem pole elektryczne zewnętrzne, elektrony mogą być przewodzone, powodując powstawanie prądów elektrycznych i całego szeregu zjawisk związanych z elektrycznością.
W fizyce bardzo często używa się terminu elektryczność jako ilość energii zużytej w obwody elektryczne. Ta energia, znana również jako elektryczna energia potencjalna, można obliczyć za pomocą energia elektryczna – ilość energii elektrycznej, jaką urządzenie zużywa w każdej sekundzie.
Elektryczna energia potencjalna jest mierzona w dżule, lub w kWh, która jest jednostką częściej używaną jako parametr przez spółki dystrybucyjne energii elektrycznej. Energia zawarta w jednej kWh ma wartość ekonomiczną, która może być różna w każdym regionie, w zależności od trudności technicznych dystrybucji energii, a nawet w zależności od lokalnego zapotrzebowania. Energia zawarta w 1 kWh to 3,6,106 J.
Zobacz też: Zjawiska optyczne – zdarzenia wynikające z oddziaływania światła i materii
Wzory na energię elektryczną
W tej sekcji przedstawiamy Głównyformuły związany z Elektryczność, Sprawdź:
TEN prąd elektryczny przechodzący przez przewodnik można obliczyć za pomocą następującego wyrażenia:
i – prąd elektryczny (A)
ΔQ – ładunek elektryczny (C)
T - Interwały czasowe)
TEN napięcie elektryczne lub potencjał elektryczny ładunek wytwarzany w odległości d, mierzonej od jego środka, oblicza się ze wzoru:
U – potencjał elektryczny (V)
k0 – stała podciśnienia elektrostatycznego (9,109 Nm²/C²)
Q – ładunek elektryczny (C)
D – odległość (m)
O poleelektryczny wytworzony przez ładunek punktowy jest wielkością wektorową, której moduł można obliczyć według następującego wzoru:
ORAZ – pole elektryczne (N/C)
TEN siłaelektryczny między dwoma ładunkami punktowymi, oddzielonymi odległością d, oblicza się według następującego wzoru:
Q i q – ładunki elektryczne
TEN związek między polem elektrycznym a siłą elektryczną opisane przez prawo Coulomba jest pokazane w wyrażeniu:
TEN elektryczna energia potencjalna z interakcji ładunków punktowych oddzielonych odległością d oblicza się według następującego wzoru:
O potencjał elektryczny, pisany w kategoriach elektrycznej energii potencjalnej, określa się wzorem:
TEN zużyta energia elektryczna dla niektórych urządzeń o mocy elektrycznej P można ją obliczyć za pomocą poniższego wzoru:
ORAZEL – zużyta energia elektryczna
DLA - moc
T - czas
Zobacz też: Generator elektryczny - urządzenie, które zamienia różne rodzaje energii na energię elektryczną
historia elektryczności
O pierwszy udokumentowany raport obserwacji zjawisk elektrycznych przypisuje się grecki filozof Opowieści z Miletu. Tales zdały sobie sprawę, że bursztyn (skamieniała żywica roślinna) wcierany w skórzane paski ma zdolność przyciągania małych obiektów, takich jak suche liście. Bursztyn, który po grecku nazywa się elektronika, nadał nazwę cząstce, która jest źródłem większości zjawisk elektrycznych, elektronowi.
Sprawdź krótką oś czasu z głównymi wydarzeniami, które naznaczyły historię elektryczności po odkryciu Talesa z Miletu:
1660 – OttoAwangardaGuericke wynalazł maszynę, która wytwarza ładunki elektrostatyczne poprzez tarcie.
1730 – KarolFranciszkaDufay odkryli, że elektryczność generowana przez tarcie może mieć dwie różne klasy: ładunki dodatnie i ładunki ujemne, jakie znamy dzisiaj.
1744 – BenzoesFranklin zastosował akumulator ładunków elektrycznych przymocowany do drutu przewodnika, który trzymał latawiec podczas burzy, potwierdzając w ten sposób, że piorun jest zjawiskiem elektrycznym.
1780 – LuigiGalvani odkryli, że elektryczność może poruszać kończynami martwych zwierząt, co sugeruje, że mięśnie kurczą się dzięki przejściu ładunków elektrycznych.
1796 – Dużą liczbę miedzianych i cynkowych krążków ułożono na szmatce nasączonej roztworem kwasu. alessandroPowrót wynalazł pierwszą baterię.
1820 – HansKrystynaErsted odkrył, że prąd elektryczny jest w stanie wytworzyć pole magnetyczne.
1831 - MichałFaraday odkrył indukcję elektromagnetyczną.
1827 – JerzySzymonOch M odkrył matematyczny związek między oporem, Napięcie i prąd elektryczny, obecnie znany jako pierwsze prawo Ohma.
1875 – Telefon został wymyślony przez AleksandraGrahamdzwon
1880 – TomaszEdison wynalazł żarówkę.
1886 – JerzyWestinghouse pierwszy system dystrybucji energii elektrycznej przez prąd przemienny, wynaleziony przez Nikolę Teslę.
1890 – NikolaTesla opracował trójfazowy system dystrybucji prądu elektrycznego.
1905 – AlbertEinstein wyjaśnił, w jaki sposób efekt fotoelektryczny, co pozwoliło na rozwój paneli słonecznych.
1911 – Kamerlinghonnes odkrył zjawisko nadprzewodnictwa, które ma ogromne znaczenie dla wytwarzania nowoczesnej energii elektrycznej.
Zobacz też: Prędkość światła: jak długo światło do nas dociera?
jak powstała elektryczność
Podobnie jak w przypadku innych zjawisk naturalnych, elektryczność istniała od zawsze, na długo przed pojawieniem się ludzkości. Ty promienie, na przykład, są zjawiskami elektrycznymi, które wytworzyły większość całości ozon atmosfery ziemskiej. Ty promienie pochodzą z chmur, które są naelektryzowane przez tarcie między dużą liczbą kryształków lodu, powietrza i pary wodnej, ostatecznie wyładowując się i powodując duży prąd elektryczny wytwarzany jest przez powietrze, który wytwarza wspaniały błysk i huk, oprócz temperatur rzędu tysięcy stopni.
Na wiązania chemiczne na przykład, które utworzyły pierwsze cząsteczki wody na planecie Ziemia, są produktem atrakcjaelektrycznypomiędzymasa, opisane matematycznie przez Prawo Coulomba. Siła ta spowodowała, że różne elementy połączyły się, jedynie przez zgodność ładunków elektrycznych, dając w ten sposób powstanie życia.
Elektryczność, jaką znamy, była wynikiem długie wyszukiwania oraz niestrudzoną pracę wielu fizyków, chemików, inżynierów i matematyków, którzy umożliwili produkcję, dystrybucja i pojawienie się maszyn i technologii, których motorem była energia elektryczna, dzięki czemu stała się coraz bardziej popularna i dostępny.
Ćwiczenia elektryczne
Pytanie 1) Drut przewodzący przechodzi o około 2,10-14 C co mikrosekundę (10-6 s). Określ natężenie prądu płynącego przez przewodnik:
a) 3,10-4 TEN
b) 2.10-8 TEN
c) 5.10-6 TEN
d) 7.10-8TEN
e) 2,10-5 TEN
Sprzężenie zwrotne: Literka B
Rezolucja:
Aby rozwiązać ćwiczenie, po prostu oblicz prąd elektryczny, obserwuj:
Zgodnie z uchwałą powstały prąd elektryczny to litera B.
Pytanie 2) Jednostką miary potencjału elektrycznego, zgodnie z jednostkami SI jest wolt, który można również zapisać jako:
a) V/m
b) C/F
c) N/m
d) J/C
e) A/m
Sprzężenie zwrotne: Litera D
Ponieważ potencjał elektryczny można obliczyć jako stosunek energii elektrycznej potencjalnej do ładunku elektrycznego, jego jednostkę można również wyrazić w dżulach na kulomb, więc prawidłową alternatywą jest litera D.
Pytanie 3) Sprawdź alternatywę, która poprawnie uzupełnia luki w zdaniu:
Pole elektryczne to wielkość ________, zdefiniowana jako __________ wywierana na jednostkę ładunku. Z kolei potencjał elektryczny to wielkość _________, zdefiniowana jako __________ na jednostkę ładunku.
a) skala; siła elektryczna; wektor; elektryczna energia potencjalna
b) wektor; siła elektryczna; wspiąć się; elektryczna energia potencjalna
c) skala; elektryczna energia potencjalna; wspiąć się; siła elektryczna
d) fizyka; prąd elektryczny; wektor; siła elektryczna
e) fizyka; ładunek elektryczny; wspiąć się; siła elektryczna
Sprzężenie zwrotne: Literka B
Rezolucja:
Pole elektryczne to wielkość wektor, zdefiniowany jako siła elektryczna wywierany na jednostkę ładunku, z kolei potencjał elektryczny wynosi a wspiąć się, zdefiniowany jako energiapotencjałelektryczny za jednostkę opłaty.
Rafael Hellerbrock
Nauczyciel fizyki
