ไฟฟ้า: แนวคิด สูตร แบบฝึกหัด

ไฟฟ้า เป็นชื่อเรียกชุดของปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเนื่องจาก ความไม่สมดุลหรือการเคลื่อนไหวของ ค่าไฟฟ้าซึ่งเป็นคุณสมบัติที่มีอยู่ในโปรตอนและอิเล็กตรอน เช่นเดียวกับในร่างกายที่มีประจุไฟฟ้า ในไฟฟ้ามีปรากฏการณ์ ไฟฟ้าสถิต และอิเล็กโทรไดนามิกที่เกี่ยวข้องกับประจุที่อยู่นิ่งและเคลื่อนที่ตามลำดับ

ดูด้วย: แรงแม่เหล็กคืออะไร?

แนวคิดไฟฟ้า

แนวคิดเรื่องไฟฟ้าครอบคลุม แต่เราเข้าใจได้หมด ผลกระทบที่เกิดจากประจุไฟฟ้าที่มีต่อสสาร. ไฟฟ้ามักเกี่ยวข้องกับ กระแสไฟฟ้า, การเคลื่อนที่ของโหลดที่เกิดขึ้นเมื่อร่างกายใด ๆ อยู่ภายใต้a ความต่างศักย์ไฟฟ้า.

ไฟฟ้าในฟิสิกส์

ต้นกำเนิดของปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าอยู่ใน อิเล็กตรอนซึ่งนำเสนอ ค่าไฟฟ้าต่ำสุดที่เป็นไปได้เรียกว่า ประจุพื้นฐาน ซึ่งมีค่าประมาณ1.6.10^-19 ค. เมื่อตื่นเต้นหรืออยู่ภายใต้การกระทำของ สนามไฟฟ้า ภายนอก the อิเล็กตรอน สามารถทำได้โดยทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าและช่วงของปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับไฟฟ้าทั้งหมด

ไฟฟ้าเป็นปรากฏการณ์ชุดใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับประจุไฟฟ้า

ในทางฟิสิกส์ เป็นเรื่องปกติมากที่คำว่าไฟฟ้าถูกใช้เป็นปริมาณพลังงานที่ใช้ใน วงจรไฟฟ้า. พลังงานนี้เรียกอีกอย่างว่า พลังงานศักย์ไฟฟ้า, สามารถคำนวณได้โดยใช้เครื่องหมาย พลังงานไฟฟ้า – ปริมาณพลังงานไฟฟ้าที่อุปกรณ์ใช้ในแต่ละวินาที

พลังงานศักย์ไฟฟ้าวัดเป็น จูลส์หรือใน กิโลวัตต์ชั่วโมงซึ่งเป็นหน่วยทั่วไปที่ใช้เป็นพารามิเตอร์ของบริษัทจำหน่ายไฟฟ้า พลังงานที่มีอยู่ในหนึ่งกิโลวัตต์ชั่วโมงมีมูลค่าทางเศรษฐกิจ ซึ่งสามารถแตกต่างกันในแต่ละภูมิภาค ตามปัญหาทางเทคนิคของการกระจายพลังงาน หรือแม้แต่ตามความต้องการของท้องถิ่น พลังงานที่มีอยู่ใน 1 kWh เท่ากับ 3.6.10⁶ NS.

ดูด้วย: ปรากฏการณ์ทางแสง - เหตุการณ์ที่เกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงกับสสาร

สูตรไฟฟ้า

ในส่วนนี้เราจะนำ หลักสูตร ที่เกี่ยวข้องกับ ไฟฟ้า, เช็คเอาท์:

NS กระแสไฟฟ้า ที่ตัดผ่านตัวนำสามารถคำนวณได้โดยใช้นิพจน์ต่อไปนี้:

ผม – กระแสไฟฟ้า (A)

ΔQ – ค่าไฟฟ้า (C)

NS – ช่วงเวลา

NS แรงดันไฟฟ้าหรือศักย์ไฟฟ้า ที่ประจุเกิดขึ้นที่ระยะทาง d วัดจากจุดศูนย์กลาง คำนวณโดยใช้สูตร:

ยู – ศักย์ไฟฟ้า (V)

k₀ – ค่าคงที่สูญญากาศไฟฟ้าสถิต (9.10⁹ นิวตันเมตร/C²)

NS – ค่าไฟฟ้า (C)

NS – ระยะทาง (ม.)

อู๋ สนามไฟฟ้า ที่เกิดจากประจุจุดเป็นปริมาณเวกเตอร์และสามารถมีโมดูลัสของมันถูกคำนวณโดยสูตรต่อไปนี้:

และ – สนามไฟฟ้า (N/C)

NS ความแข็งแกร่งไฟฟ้า ระหว่างประจุสองจุด คั่นด้วยระยะทาง d คำนวณโดยสูตรต่อไปนี้:

ถาม และ q – ค่าไฟฟ้า

NS ความสัมพันธ์ระหว่างสนามไฟฟ้ากับแรงไฟฟ้า อธิบายโดยกฎของคูลอมบ์แสดงในนิพจน์:

NS พลังงานศักย์ไฟฟ้า จากการโต้ตอบของประจุจุดที่คั่นด้วยระยะทาง d คำนวณโดยสูตรต่อไปนี้:

อู๋ ศักย์ไฟฟ้าเขียนในรูปของพลังงานศักย์ไฟฟ้า กำหนดโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

NS ไฟฟ้าที่ใช้ สำหรับอุปกรณ์บางอย่างของกำลังไฟฟ้า P สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรด้านล่าง:

และ_EL – พลังงานไฟฟ้าที่ใช้ไป

สำหรับ - พลัง

NS - เวลา

ดูด้วย: เครื่องกำเนิดไฟฟ้า - อุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานประเภทต่างๆ ให้เป็นไฟฟ้า

ประวัติไฟฟ้า

อู๋ รายงานเอกสารฉบับแรก ของการสังเกตปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าเกิดจาก นักปรัชญากรีก นิทาน Miletus. นิทานตระหนักว่าเมื่อถูบนแถบหนัง อำพัน (เรซินจากพืชฟอสซิล) มีความสามารถในการดึงดูดวัตถุขนาดเล็ก เช่น ใบไม้แห้ง อำพัน ซึ่งในภาษากรีกเรียกว่า อิเล็กตรอนตั้งชื่อให้อนุภาคที่กำเนิดปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าส่วนใหญ่คืออิเล็กตรอน

ตรวจสอบไทม์ไลน์สั้น ๆ เกี่ยวกับเหตุการณ์หลักที่ทำเครื่องหมายประวัติศาสตร์ของกระแสไฟฟ้าหลังจากการค้นพบ Thales of Miletus:

1660 – อ็อตโตแวนGuericke คิดค้นเครื่องที่ผลิตประจุไฟฟ้าสถิตผ่าน แรงเสียดทาน.

1730 – ชาร์ลสฟรานซิสDufay ค้นพบว่ากระแสไฟฟ้าที่เกิดจากแรงเสียดทานสามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ ประจุบวกและประจุลบ ดังที่เราทราบกันในปัจจุบัน

1744 – เบนจามินแฟรงคลิน ใช้ประจุไฟฟ้าสะสมที่ติดอยู่กับลวดตัวนำที่ถือว่าวระหว่างเกิดพายุ จึงเป็นการยืนยันว่าฟ้าผ่าเป็นปรากฏการณ์ทางไฟฟ้า

1780 – ลุยจิกัลวานี พบว่ากระแสไฟฟ้าสามารถเคลื่อนแขนขาของสัตว์ที่ตายแล้วได้ บ่งบอกว่ากล้ามเนื้อหดตัวเนื่องจากการเคลื่อนตัวของประจุไฟฟ้า

1796 – แผ่นทองแดงและสังกะสีจำนวนมากวางซ้อนกันบนผ้าที่แช่ในสารละลายกรด อเลสซานโดรกลับ ได้คิดค้นแบตเตอรี่ก้อนแรก

1820 – HansคริสตินOersted พบว่ากระแสไฟฟ้าสามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้

1831 - ไมเคิลฟาราเดย์ ค้นพบการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

1827 – จอร์จไซม่อนโอม ค้นพบความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ระหว่างการต่อต้าน แรงดันไฟฟ้า และกระแสไฟฟ้า ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อกฎข้อที่หนึ่งของโอห์ม

1875 – โทรศัพท์ถูกคิดค้นโดย อเล็กซานเดอร์เกรแฮมระฆัง

1880 – โทมัสเอดิสัน ได้ประดิษฐ์หลอดไฟ

1886 – จอร์จเวสติ้งเฮาส์ ระบบจำหน่ายไฟฟ้าระบบแรกโดย กระแสสลับคิดค้นโดยนิโคลา เทสลา

1890 – นิโคลาเทสลา พัฒนาระบบจำหน่ายกระแสไฟฟ้าสามเฟส

1905 – อัลเบิร์ตไอน์สไตน์ อธิบายว่า ตาแมวผลซึ่งทำให้เกิดการพัฒนาแผงโซลาร์เซลล์

1911 – Kamerlinghออนเนส ค้นพบปรากฏการณ์ของตัวนำยิ่งยวดซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตพลังงานไฟฟ้าสมัยใหม่

ดูด้วย: ความเร็วแสง: แสงใช้เวลานานแค่ไหนถึงจะมาหาเรา ?

ไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร

เช่นเดียวกับปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอื่นๆ ไฟฟ้ามีอยู่เสมอก่อนที่มนุษยชาติจะปรากฎขึ้น คุณ รังสีตัวอย่างเช่น เป็นปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าที่สร้างปรากฏการณ์ทั้งหมด โอโซน ของชั้นบรรยากาศของโลก คุณ รังสี เกิดจากเมฆที่ถูกกระตุ้นด้วยไฟฟ้าจากการเสียดสีระหว่างผลึกน้ำแข็ง อากาศ และไอน้ำจำนวนมาก ในที่สุดก็ปลดปล่อยออกมาและทำให้เกิด กระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่เกิดจากอากาศซึ่งทำให้เกิดแสงวาบและปังได้มาก นอกเหนือจากอุณหภูมิในลำดับหลายพันองศา

ที่ พันธะเคมี ที่ก่อตัวเป็นโมเลกุลน้ำแรกบนดาวเคราะห์โลก เช่น เป็นผลผลิตจาก สถานที่ท่องเที่ยวไฟฟ้าในระหว่างโหลดอธิบายทางคณิตศาสตร์โดย กฎของคูลอมบ์. แรงนี้ทำให้เกิดองค์ประกอบต่างๆ รวมกัน โดยอาศัยความเข้ากันได้ของประจุไฟฟ้าเท่านั้น จึงทำให้เกิดชีวิตขึ้น

ไฟฟ้าที่เราทราบคือผลของ การค้นหาที่ยาวนาน และการทำงานที่ไม่เหน็ดเหนื่อยของนักฟิสิกส์ นักเคมี วิศวกร และนักคณิตศาสตร์จำนวนมากที่ทำให้การผลิตเป็นไปได้ การจำหน่ายและการเกิดขึ้นของเครื่องจักรและเทคโนโลยีที่มีแรงขับเคลื่อนคือไฟฟ้าทำให้ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นและ สามารถเข้าถึงได้

แบบฝึกหัดไฟฟ้า

คำถามที่ 1) ลวดนำไฟฟ้าเคลื่อนที่ได้ประมาณ 2.10^-14 C ทุกไมโครวินาที (10^-6 NS). กำหนดความเข้มของกระแสที่ไหลผ่านตัวนำ:

ก) 3.10^-4 NS

ข) 2.10^-8 NS

ค) 5.10^-6 NS

ง) 7.10^-8NS

จ) 2.10^-5 NS

ข้อเสนอแนะ: จดหมายข

ปณิธาน:

เพื่อแก้ปัญหาการออกกำลังกาย เพียงคำนวณกระแสไฟฟ้า สังเกต:

ตามความละเอียด กระแสไฟฟ้าที่เกิดขึ้นคือตัวอักษร B

คำถามที่ 2) หน่วยวัดศักย์ไฟฟ้าตามหน่วย SI คือโวลต์ ซึ่งสามารถเขียนได้ดังนี้

ก) V/m

ข) C/F

ค) N/m

ง) เจ/ซี

จ) A/m

ข้อเสนอแนะ: จดหมายD

เนื่องจากศักย์ไฟฟ้าสามารถคำนวณได้เป็นอัตราส่วนของพลังงานศักย์ไฟฟ้าต่อการประจุ ทางไฟฟ้า หน่วยของมันสามารถแสดงเป็นจูลต่อคูลอมบ์ ดังนั้นทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร D

คำถามที่ 3) ตรวจสอบทางเลือกที่เติมช่องว่างในประโยคให้ถูกต้อง:

สนามไฟฟ้าคือปริมาณ ________ ซึ่งกำหนดเป็น __________ ที่กระทำต่อหน่วยประจุ ในทางกลับกันศักย์ไฟฟ้าคือปริมาณ _________ ซึ่งกำหนดเป็น __________ ต่อหน่วยประจุ

ก) ขนาด; แรงไฟฟ้า เวกเตอร์; พลังงานศักย์ไฟฟ้า

b) เวกเตอร์; แรงไฟฟ้า ปีน; พลังงานศักย์ไฟฟ้า

ค) ขนาด; พลังงานศักย์ไฟฟ้า ปีน; แรงไฟฟ้า

ง) ฟิสิกส์; กระแสไฟฟ้า; เวกเตอร์; แรงไฟฟ้า

จ) ฟิสิกส์; ค่าไฟฟ้า; ปีน; แรงไฟฟ้า

ข้อเสนอแนะ: ตัวอักษร B

ปณิธาน:

สนามไฟฟ้ามีความยิ่งใหญ่ เวกเตอร์, ถูกกำหนดให้เป็น แรงไฟฟ้า กระทำต่อหน่วยประจุ ศักย์ไฟฟ้า ในทางกลับกัน คือ a ปีนกำหนดเป็น พลังงานศักยภาพไฟฟ้า ต่อหน่วยของค่าใช้จ่าย

โดย Rafael Hellerbrock
ครูฟิสิกส์