Curent electric, tensiune și rezistență

Într-o postare anterioară, ați aflat că substanțele sunt împărțite în conductori și izolatori și că conductorii conțin particule încărcate. Vom vorbi în principal despre metale, așa că voi vorbi despre electroni aici, deși majoritatea legilor care se aplică electronilor se aplică și altor particule încărcate libere (cationi și anioni).

fizică

În timp ce conductorul (sârmă metalică) este în afara câmpului electric, electronii din el se mișcă în direcții aleatorii datorită energiei termice - iau așa-numitul. mișcare termică. Când conectăm un fir la o sursă de energie electrică (adică vom avea o sarcină pozitivă permanentă la un capăt și una negativă permanentă la celălalt capăt), electronii se vor mișca toți într-o direcție datorită câmpului electric - avem creată circuit electric închis, prin care curge curent electric.

Mișcare termică într-un conductor neconectat Mișcare direcțională în conductorul conectat

Cu toate acestea, curentul electric este, de asemenea, o mărime fizică cu marca I și o unitate de amperi (A ). Pe lângă ampere, folosim și unități kiloampere (kA) A miliamper (mA). Secțiunea transversală a conductorului curentul 1A trece, dacă particulele libere cu o sarcină totală de 1C trec prin el într-o secundă .
Măsurăm curentul cu un ampermetru . Deoarece este definit pe secțiunea transversală (adică într-un anumit loc) a conductorului, trebuie să îl măsurăm și pe secțiunea conductorului cu un ampermetru și, prin urmare, conectăm ampermetrul direct la circuit, așa-zisul în serie (la rând) așa cum se arată în imaginea din dreapta sus.

Curentul electric are efecte diferite. În conductorii solizi îi determină să se încălzească și creează un câmp magnetic în jurul lor, în lichide le schimbă compoziția (provoacă reacții chimice), iar în gaze provoacă efecte luminoase și sonore.

Pentru ca curentul electric să curgă continuu, acesta trebuie conectat la alimentare electrică (sursa electrica), care menține un câmp electric în el. O sursă electrică convertește o forță neelectrică într-o forță electrică. Conform puterii neelectrice pe care o convertește sursa, împărțim sursele în: chimic (celule galvanice și acumulatori - "lanterne" clasice), luminos (fotocelule), termic-termoelectric (termocupluri), mecanic (generează forță electrică prin frecare, cum ar fi un generator Van der Graaff) a electrodinamic (convertiți forța mecanică în forță electrică prin forță magnetică, cum ar fi dinam sau alternator).

Curent continuu și alternativ

Cunoaștem două tipuri de curent electric: curent continuu și curent alternativ. Care este diferența dintre ele? La curent continuu electronii curg în continuare într-o singură direcție și același pol este încă pozitiv și același pol este negativ la sursă. Ei reușesc surse chimice ("lanterne" clasice) curent alternativ cu toate acestea, polii sursei sunt schimbați (cel care a fost pozitiv va fi negativ și invers) și astfel electronii curg o dată pe o parte și o dată pe cealaltă. Ei reușesc surse electrodinamice (dinam, alternator).

În cazul curentului alternativ, determinăm cantitatea care se numește frecvență iar unitatea sa este hertz (Hz). Frecvența exprimă de câte ori pe secundă se schimbă polii sursei. Frecvența în prize în Europa (și, prin urmare, și în Slovacia) este de 50Hz.

Curentul alternativ este în multe privințe mai avantajos decât curentul continuu: poate schimba cu ușurință valorile tensiunii și curentului cu pierderi minime, iar pierderile sale pe distanțe mari sunt mult mai mici decât cu curentul continuu. Prin urmare, centralele electrice produc curent alternativ, care este transportat și la gospodării. Dacă un dispozitiv necesită curent continuu (cum ar fi un computer) pentru a funcționa, acesta conține o componentă care convertește curentul alternativ dintr-o priză electrică în curent continuu. Cu toate acestea, curentul alternativ este un subiect mai complex decât curentul continuu, deci nu se învață prea multe despre acesta în școala primară.

Tensiunea electrică (U) este o mărime fizică cu unitatea volt (ÎN). Este egal cu munca efectuată de forțele electrice ale sursei atunci când se deplasează sarcina 1C între două locuri ale circuitului. Deci, ei exprimă de fapt un fel de „forță” sau „efort” pe care sursa trebuie să-l cheltuiască pentru a transfera taxa.

Măsurăm tensiunea voltmetru. Deoarece este definit (spre deosebire de curent) nu la un anumit loc (secțiune transversală) al conductorului, ci între două locuri ale conductorului, trebuie să îl măsurăm între două locuri cu un voltmetru. Prin urmare, conectăm voltmetrul la așa-numitul circuit. paralel (unul lângă altul), ca în imaginea din dreapta sus.

Se numește tensiunea unei surse descărcate tensiunea electromotoare a sursei (Ue). Dacă conectăm aparatul la sursa de alimentare, tensiunea va scădea. Pentru unele surse scade doar ușor (astfel de surse sunt numite greu, de exemplu, o priză electrică) și pentru unele mai pronunțate (astfel de surse sunt numite moale, de exemplu, o lanternă clasică, mai ales aproape descărcată). În prizele din Europa (și deci și în Slovacia) există o tensiune electromotoară de 220 - 240 V.