Elektrika je ime, dano nizu pojavov, ki se pojavijo zahvaljujoč neravnovesje ali gibanje električni naboji, lastnost protonov in elektronov, pa tudi električno nabitih teles. V elektriki obstajajo pojavi elektrostatična in elektrodinamični, povezani z naboji v mirovanju oziroma v gibanju.
Glej tudi: Kaj je magnetna sila?
koncept električne energije
Koncept električne energije je obsežen, vendar ga lahko razumemo kot vse Učinki, ki jih povzročajo električni naboji na snov. Električna energija je običajno povezana z električni tok, gibanje obremenitve, ki se vzpostavi, ko je katero koli telo izpostavljeno a razlika električnega potenciala.
Elektrika v fiziki
Izvor električnih pojavov je v elektronov, ki predstavljajo najnižji možni električni naboj, znan kot temeljni naboj, ki je vreden približno 1.6.10-19 Ç. Ko je vznemirjen ali pod delovanjem a električno polje zunanji, elektronov se lahko vodi, kar povzroča električne tokove in celo vrsto pojavov, povezanih z elektriko.
V fiziki je zelo pogosto, da se izraz elektrika uporablja kot količina porabljene energije električna vezja. Ta energija, znana tudi kot električna potencialna energija, se lahko izračuna s pomočjo električna energija – količina električne energije, ki jo naprava porabi vsako sekundo.
Električna potencialna energija se meri v jouli, ali v kWh, ki je pogostejša enota, ki jo kot parameter uporabljajo elektrodistribucijska podjetja. Energija, ki jo vsebuje ena kWh, ima ekonomsko vrednost, ki je lahko v vsaki regiji različna, glede na tehnične težave pri distribuciji energije ali celo glede na lokalno povpraševanje. Energija, ki jo vsebuje 1 kWh je enako 3.6.106 J.
Glej tudi: Optični pojavi - dogodki, ki so posledica interakcije med svetlobo in snovjo
Formule električne energije
V tem razdelku predstavljamo glavniformule v povezavi z elektrika, preveri:
THE električni tok ki prečka prevodnik, se lahko izračuna z naslednjim izrazom:
jaz - električni tok (A)
ΔQ – električni naboj (C)
t – časovni interval(i)
THE električna napetost ali električni potencial da naboj nastane na razdalji d, merjeno od njegovega središča, se izračuna po formuli:
U – električni potencial (V)
k0 – elektrostatična vakuumska konstanta (9.109 Nm²/C²)
Q – električni naboj (C)
d – razdalja (m)
O poljeelektrični ki ga proizvede točkovni naboj, je vektorska količina, njen modul pa se lahko izračuna po naslednji formuli:
IN – električno polje (N/C)
THE močelektrični med dvema točkovnim nabojem, ločenima z razdaljo d, se izračuna po naslednji formuli:
Q in q – električni naboji
THE razmerje med električnim poljem in električno silo opisan s Coulombovim zakonom je prikazan v izrazu:
THE električna potencialna energija iz interakcije točkovnih nabojev, ločenih z razdaljo d, se izračuna po naslednji formuli:
O električni potencial, zapisano v smislu električne potencialne energije, je definirano z naslednjo formulo:
THE porabljena električna energija za neko napravo električne moči P se lahko izračuna s spodnjo formulo:
INEL – porabljena električna energija
ZA – moč
t - čas
Glej tudi: Električni generator - naprava, ki pretvarja različne vrste energije v električno energijo
zgodovina elektrike
O prvo dokumentirano poročilo opazovanja električnih pojavov pripisujejo grški filozof Miletske zgodbe. Tales je spoznal, da ima jantar (fosilna rastlinska smola), ko ga podrgnejo na usnjene trakove, pritegniti majhne predmete, kot so suhi listi. Jantar, ki se v grščini imenuje elektron, je dal ime delcu, ki povzroča večino električnih pojavov, elektronu.
Preverite kratko časovnico z glavnimi dogodki, ki so zaznamovali zgodovino elektrike, po odkritju Talesa iz Mileta:
1660 – OttokombiGuericke izumil stroj, ki proizvaja elektrostatične naboje skozi trenje.
1730 – CharlesFrančiškaDufay odkrili, da ima lahko elektrika, ki nastane s trenjem, dva različna razreda: pozitivne in negativne naboje, kot jih poznamo danes.
1744 – BenjaminFranklin uporabil akumulator električnih nabojev, pritrjen na vodnikovo žico, ki je držala zmaja med nevihto, s čimer je potrdila, da je strela električni pojav.
1780 – LuigiGalvani ugotovili, da lahko elektrika premika okončine mrtvih živali, kar kaže, da se mišice krčijo zaradi prehoda električnih nabojev.
1796 – Veliko število bakrenih in cinkovih kolutov je bilo zloženih na krpo, namočeno v raztopino kisline. alessandroVrnitev izumil prvo baterijo.
1820 – HansChristinOersted odkrili, da je električni tok sposoben ustvariti magnetno polje.
1831 - Michaelfaraday odkrili elektromagnetno indukcijo.
1827 – GeorgeSimonOh M odkril matematično razmerje med uporom, Napetost in električni tok, zdaj znan kot Ohmov prvi zakon.
1875 – Telefon je izumil AleksanderGrahamzvonec
1880 – ThomasEdison izumil žarnico.
1886 – GeorgeWestinghouse prvi elektrodistribucijski sistem ob izmenični tok, ki ga je izumil Nikola Tesla.
1890 – NikolaTesla razvili trifazni sistem za distribucijo električnega toka.
1905 – AlbertEinstein razložil, kako fotoelektrični učinek, kar je omogočilo razvoj sončnih kolektorjev.
1911 – Kamerlinghonnes odkrili fenomen superprevodnosti, ki je zelo pomemben za proizvodnjo sodobne električne energije.
Glej tudi: Hitrost svetlobe: koliko časa potrebuje svetloba, da doseže nas?
kako je nastala elektrika
Tako kot pri drugih naravnih pojavih, elektrika je vedno obstajala, dolgo preden se je pojavilo človeštvo. ti žarki, so na primer električni pojavi, ki so povzročili večino celotnega ozona zemeljske atmosfere. ti žarki izvirajo iz oblakov, ki so naelektreni zaradi trenja med velikim številom kristalov ledu, zraka in vodne pare, ki se sčasoma izpraznijo in povzročijo velik električni tok tvori zrak, ki poleg temperatur okoli tisoč stopinj ustvari odličen blisk in pok.
Pri kemične vezi ki so na primer oblikovale prve molekule vode na planetu Zemlja, so produkt privlačnostelektričnivmesobremenitve, ki ga matematično opisuje Coulombov zakon. Ta sila je povzročila, da so se različni elementi združili zgolj zaradi združljivosti električnih nabojev, kar je povzročilo življenje.
Elektrika, kot jo poznamo, je bila posledica dolga iskanja in neutrudno delo velikega števila fizikov, kemikov, inženirjev in matematikov, ki so omogočili proizvodnjo, distribucijo ter pojavom strojev in tehnologij, katerih gonilna sila je bila elektrika, s čimer je postajala vse bolj priljubljena in dostopen.
Električne vaje
Vprašanje 1) Prevodna žica je prečkana za približno 2,10-14 C vsako mikrosekundo (10-6 s). Določite jakost toka, ki teče skozi prevodnik:
a) 3.10-4 THE
b) 2.10-8 THE
c) 5.10-6 THE
d) 7.10-8THE
e) 2.10-5 THE
povratne informacije: črka B
Resolucija:
Če želite rešiti vajo, samo izračunajte električni tok, upoštevajte:
V skladu z resolucijo je nastali električni tok črka B.
2. vprašanje) Merska enota električnega potenciala po enotah SI je volt, ki ga lahko zapišemo tudi kot:
a) V/m
b) C/F
c) N/m
d) J/C
e) A/m
povratne informacije: črka D
Ker je električni potencial mogoče izračunati kot razmerje med električno potencialno energijo in nabojem električna, lahko njeno enoto izrazimo tudi v joulih na kulon, zato je pravilna alternativa črka D.
3. vprašanje) Preverite možnost, ki pravilno dopolnjuje vrzeli v stavku:
Električno polje je ________ količina, opredeljena kot __________ na enoto naboja. Električni potencial pa je količina _________, opredeljena kot __________ na enoto naboja.
a) lestvica; električna sila; vektor; električna potencialna energija
b) vektor; električna sila; vzpon; električna potencialna energija
c) lestvica; električna potencialna energija; vzpon; električna sila
d) fizika; električni tok; vektor; električna sila
e) fizika; električni naboj; vzpon; električna sila
Povratne informacije: črka B
Resolucija:
Električno polje je veličina vektor, opredeljeno kot električna sila na enoto naboja, je električni potencial a vzpenjati se, opredeljeno kot energijapotencialelektrični na enoto obremenitve.
Avtor: Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike