Electricitate Fizica: determinarea, experienta, unitate

Electricitate Fizica - este ceva cu care se confruntă fiecare dintre noi. În acest articol ne vom uita la conceptele de bază asociate cu ea.

Ce este electricitatea? Pentru persoana neinițiat este asociat cu un fulger sau de energie TV de alimentare și mașină de spălat. El știe că utilizarea unui curent electric electric. Ce altceva poate să spună? Despre dependența noastră de energie electrică care urmează să fie amintit linii electrice. Cineva poate cita alte câteva exemple.

Cu toate acestea, din cauza energiei electrice sunt multe alte, mai puțin evidente, dar de zi cu zi fenomene. Cu toate acestea introducem fizica. Electricitate (sarcini, definiții și formule) vom începe să studieze la școală. Și învățăm o mulțime de lucruri interesante. Se pare, inima bate, atlet de funcționare, copil de dormit și pește plutitoare - toate genera energie electrică.

Electronii și protonii

Noi definim conceptele de bază. Din punctul de vedere al omului de știință, fizica de energie electrică asociată cu mișcarea de electroni și alte particule încărcate în diferite substanțe. Prin urmare, înțelegerea științifică a naturii fenomenului de interes pentru noi depinde de nivelul de cunoștințe despre atomi și particule subatomice lor constitutive. Cheia pentru această înțelegere este electroni mici. Atomii de orice substanță care conține unul sau mai mulți electroni se deplasează în orbite diferite în jurul miezului, la fel ca și orbitele planetare în jurul soarelui. De obicei, numărul de electroni dintr-un atom este egal cu numărul de protoni din nucleu. Cu toate acestea, protoni, fiind considerabil mai grei decât electronii pot fi considerate în cazul în care este prezentată la centrul atomului. Acest model extrem de simplificat al atomului este suficient pentru a explica elementele de bază ale fenomenelor, cum ar fi fizica de energie electrică.

Ce altceva trebuie să știți? Electronii și protonii au aceeași cea mai mare sarcina electrica (dar de semn opus), astfel încât acestea sunt atrasi unul de celalalt. taxa de proton este pozitiv și de electroni - negativ. Atom având electroni este mai mare sau mai mică decât de obicei, numit ion. În cazul în care atomul nu este suficient, este numit un ion pozitiv. În cazul în care conține un exces de ei, este numit un ion negativ.

Când electronii părăsesc atomul care dobândește o anumită sarcină pozitivă. Electron lipsit de opusul ei - un proton sau se mută la un alt atom, sau revenirea la cea anterioară.

De ce electroni părăsește atomul?

Acest lucru se datorează mai multe motive. Cel mai comun este faptul că sub impulsul luminii sau oricărui electron extern într-un electron atom în mișcare poate fi scos de pe orbita sa. Din cauza căldurii, atomii să oscileze mai repede. Aceasta înseamnă că electronii pot fi emise de atomul său. În reacții chimice, se deplasează, de asemenea, de la atom la atom.

Un exemplu bun al relației de activitate chimică și electrică a mușchilor ne dau. contractul lor de fibre, atunci când un semnal electric de la sistemul nervos. Curentul electric stimulează reacțiile chimice. De asemenea, acestea conduc la o reducere a masei musculare. Semnalele electrice externe sunt adesea folosite pentru a stimula în mod artificial activitatea musculara.

conductibilitate

În unele substanțe electroni sub influența unui câmp electric extern se misca mai liber decât în altele. Ei spun că astfel de materiale au o bună conductivitate. Ele sunt numite conductoare. Acestea includ cele mai multe metale, gaze fierbinți și unele lichide. Aer, din cauciuc și ulei, din polietilenă și sticlă nu conduc electricitate. Acestea sunt numite izolatoare și sunt utilizate pentru izolarea conductorilor bune. Ideal izolatori (absolut nu efectuează curent) nu există. În anumite condiții, electronii pot fi îndepărtate de orice atom. De obicei, cu toate acestea, aceste condiții sunt atât de dificil de realizat că, din punct de vedere practic, o astfel de substanță poate fi considerată non-conductive.

Familiarizarea cu o știință ca fizica ( „energie electrică“), aflăm că există un grup special de substanțe. semiconductori aceasta. Ei se comportă ca un dielectric parțial, și parțial - în calitate de conductori. Acestea includ, în special, includ: germaniu, siliciu și oxid de cupru. Datorită proprietăților sale de semiconductori găsește multe utilizări. De exemplu, poate fi o supapă electrică: cum ar fi supapa de anvelope pentru biciclete permite taxele se deplaseze într-o singură direcție. Astfel de dispozitive sunt numite redresoare. Acestea sunt folosite în receptoare de radio miniaturale, și centrale electrice de mari dimensiuni pentru a converti AC DC.

Căldura este o formă haotică de mișcare a moleculelor sau atomilor și temperatură - măsură a intensității mișcării (la majoritatea metalelor mișcarea descendentă a temperaturii de electroni devine mai laxă). Aceasta înseamnă că rezistența la libera circulație a electronilor scade odată cu scăderea temperaturii. Cu alte cuvinte, conductivitatea crește metalice.

supraconductibilitate

În unele substanțe, la temperaturi foarte scăzute, rezistența la fluxul de electroni dispare complet, iar electronii începe să se miște continuă pe termen nelimitat. Acest fenomen se numește supraconductibilitate. La o temperatură câteva grade peste zero absolut (- 273 ° C), se observă în metale, cum ar fi staniu, plumb, aluminiu și niobiu.

Generator Van de Graaff

Curriculum-ul include o varietate de experimente cu energie electrică. Există mozhestvo specii generatoare, una dintre care am dori să le elaboreze. Van de Graaff pedala de accelerație este utilizat pentru a obține tensiune ultraînaltă. Dacă un obiect care conține un exces de ioni pozitivi, pentru a pune în container, apoi pe suprafața interioară a acestuia din urmă va fi electroni, iar pe exterior - aceeași cantitate de ioni pozitivi. Dacă atingeți acum suprafața interioară a obiectului încărcat, atunci acesta va trece toate electronii liberi. La exterior sarcinilor pozitive rămân.

In Van De Graaff ionii pozitivi din sursa sunt aplicate la o bandă transportoare care se extinde în interiorul unei sfere de metal. Banda conectată la suprafața interioară a sferei de un conductor în formă de creastă. Electronii curg din suprafața interioară a sferei. Pe partea exterioară a acestuia apar ioni pozitivi. Efectul poate fi îmbunătățită prin utilizarea a două generatoare.

curent electric

În fizica școală curs include un astfel de lucru ca un curent electric. Ce este? Curentul electric datorită mișcării sarcinilor electrice. Când lampa electrică conectat la baterie, este pornit, fluxurile de curent de-a lungul firului de la un pol al bateriei la lampa, apoi prin părul său, determinându - l să strălucească, și se întoarce înapoi la al doilea fir la celălalt pol al bateriei. Dacă porniți comutatorul se va deschide circuitul - traficul curent se oprește și se stinge.

Moțiunea de electroni

Curent în cele mai multe cazuri, este o mișcare ordonată a electronilor din metal servind drept conductor. Toate conductoarele și alte substanțe apar întotdeauna unele aleatoare mișcarea lor, chiar și în cazul în care curentul nu curge. Electronii din substanța poate fi relativ liber, sau puternic legat. bune conductoare au electroni liberi capabili să se miște. Dar, conductori săraci sau izolatori, majoritatea acestor particule este suficient de ferm legat cu atomii care împiedică mișcarea lor.

Uneori, naturale sau create artificial în mișcare conductor de electroni într-o anumită direcție. Acest flux este numit și șoc electric. Se măsoară în amperi (A). Purtătorii curente pot servi și ca ioni (în gaze sau soluții) și o „gaură“ (lipsa de electroni în anumite tipuri de semiconductori. recente purtători încărcate se comportă ca și pozitiv de curent electric. Pentru a forța electronii să se deplaseze într-o direcție sau alta, a necesitat o forță. În natură, sursa acesteia poate fi: expunerea la soare, efectele magnetice și reacții chimice Unele dintre ele sunt folosite pentru a produce curent electric de obicei, în acest scop sunt: .. Generator folosind efecte magnetice, și Element (baterie), al căror efect se datorează reacțiilor chimice. Ambele dispozitive, creând o forță electromotoare (EMF) cauzează electroni să se miște într - o direcție de-a lungul lanțului. Amploarea electromotoare este măsurată în volți (V). Acestea sunt unitățile de bază ale măsurării puterii.

Amploarea EMF și curent sunt interconectate ca presiune și debit în lichid. Conductele de apă sunt întotdeauna umplute cu apă sub o anumită presiune, dar apa începe să curgă numai atunci când supapa este deschisă.

În mod similar, circuitul electric poate fi conectat la o sursă de forță electromotoare, dar în interiorul său curent nu curge , atâta timp cât nu trebuie stabilită calea de-a lungul căreia electronii se pot deplasa. Ele pot fi, de exemplu, o lampă sau un aspirator electric, comutatorul de aici joacă rolul unei macarale, „care produce“ curent.

Raportul dintre curent și tensiune

Pe măsură ce crește tensiunea și creșterea actuală în circuit. Studiind curs de fizica, știm că circuitele electrice sunt formate din mai multe secțiuni diferite: de obicei, comutator fire și aparate - consumator de energie electrică. Acestea sunt toate conectate împreună, oferă rezistență la curent electric, care (presupunând temperatură constantă) nu se schimbă cu timpul, dar pentru fiecare dintre ele este diferit pentru aceste componente. Prin urmare, în cazul în care aceeași tensiune este aplicată lămpii și a fierului, fluxul de electroni în fiecare dintre dispozitivele vor fi diferite datorită rezistenței lor diferite. În consecință, curentul care trece printr-o anumită porțiune de circuit este determinată nu numai de tensiune, dar rezistența conductoarelor și dispozitivelor.

Legea lui Ohm

Rezistența electrică este măsurată în ohmi (ohmi) astfel știință, cum ar fi fizica. Electricitate (formula definitii experimente) - subiect larg. Nu vom arăta formule complexe. Pentru prima cunoștință cu suficient subiect a fost spus mai sus. Cu toate acestea, o formulă este în valoare de a aduce. Este o clipă. Pentru orice conductor sau un sistem de conductoare și dispozitive de relație între tensiunea, curentul și rezistența este dată de: tensiune = rezistența curentului x. Aceasta este o expresie matematică a legii lui Ohm, numit în onoarea lui Georg Ohm (1787-1854 gg.), Care este primul de a stabili relația dintre aceste trei parametri.

Fizica Electricitate - o ramură foarte interesantă a științei. Noi am considerat doar conceptele de bază asociate cu ea. Știi ce este de energie electrică, cum se formează. Sperăm că aceste informații sunt utile pentru tine.